¿Dónde está exactamente la modificación que primero corrigió la aberración esférica en el espejo primario del Hubble?

La imagen proporcionada es de COSTAR que reemplazó al fotómetro de alta velocidad y alimentó la luz corregida a la cámara de objetos débiles (FOC), el espectrógrafo de objetos débiles (FOS) y el espectrógrafo de alta resolución Goddard (GHRS). Dado que el WFPC2 ya iba a reemplazar al WFPC1, la corrección de la aberración esférica del espejo primario podría diseñarse (como se ha hecho para todos los instrumentos posteriores).

El diseño general de la óptica HST (el conjunto de tubo óptico (OTA)) y la óptica de la cámara WFPC se muestra a continuación en una figura tomada del artículo SPIE de 1993 de Rodgers y Vaughan :

La luz entra desde la parte superior izquierda y es enfocada normalmente por los espejos primario y secundario del HST y luego parte del haz es captado por la cámara WFPC2.

La configuración óptica de WFPC2 se muestra con más detalle a continuación (tomada de la sección de descripción del instrumento del Manual de instrumentos de WFPC2 ) . El texto justo encima de eso dice:

El frente de onda aberrado del HST se corrige introduciendo un error igual pero opuesto en cada uno de los cuatro relés Cassegrain. Se forma una imagen del espejo primario HST en los espejos secundarios de los relés Cassegrain. (El espejo plegable en el canal PC tiene una pequeña curvatura para garantizar esto). La aberración esférica del espejo principal del telescopio se corrige en estos espejos secundarios, que son extremadamente asféricos.

indicando que la corrección para el HST primario se realiza en la parte etiquetada como 'Espejo secundario' en el diagrama. Tenga en cuenta que es el espejo secundario del telescopio mini-Cassegrain que está dentro de cada uno de los 3 canales de cámara de campo amplio y 1 planetario dentro de WFPC2 y no el espejo secundario del telescopio principal que está fuera del diagrama y parte del 'OTA' (Telescopio Óptico Asamblea)

El pequeño espejo dentro de WFPC2 que proporcionó la corrección para ese instrumento no es visible en esa fotografía, por la sencilla razón de que la fotografía muestra COSTAR , un dispositivo diferente.

Por lo que vale, tres de los cuatro brazos de proyección en esa imagen llevan los espejos correctivos que COSTAR usó para fijar la entrada óptica a la cámara de objetos débiles, el espectrógrafo de alta resolución Goddard y el espectrógrafo de objetos débiles. Puede ver que los brazos del extremo izquierdo y el segundo desde la derecha tienen dos espejos cada uno (los objetos pequeños, oscuros y circulares), lo que significa que proporcionan corrección para el FOS y el FOC (creo que el corrector FOS es el segundo -del brazo derecho); ambos instrumentos tienen dos modos, lo que requiere espejos de corrección separados para cada modo. Uno de los otros brazos tiene el espejo corrector para GHRS. (Admito que no sé por qué hay cuatro brazos).

La imagen que tienes es de COSTAR. La modificación al Hubble fue quitar otro instrumento y colocar COSTAR dentro. Una vez dentro, se desplegó y se corrigieron los demás instrumentos. Así que todo en la imagen es la modificación.

Con el tiempo, se construyeron e instalaron nuevos instrumentos en el Hubble. Esos instrumentos (como WFPC2) fueron construidos para tener la corrección dentro del instrumento. Cuando se reemplazaron todas las cámaras originales, ya no se necesitaba COSTAR y también se eliminó.

El HST tiene espacio para 4 instrumentos principales. Cada uno de ellos consta de una caja con electrónica, con un CCD u otro detector en un extremo, en el plano focal del telescopio . El quinto instrumento, WFPC, se coloca radialmente frente al plano focal.

Esta imagen es de una etapa posterior de la carrera del Hubble. FOS, FOC y GHRS (ver más abajo) han sido reemplazados por STIS, NICMOS y ACS. El principio sigue siendo el mismo.

Durante la Misión de mantenimiento 1, se realizaron 2 cambios importantes:

1. el WFPC fue reemplazado por WFPC2. WFPC tenía óptica correccional incorporada, como se describe en la respuesta de astrosnapper.

2. se retiró el fotómetro de alta velocidad (HSP) y se instaló COSTAR en su lugar. COSTAR no tenía CCD. En su lugar había una estructura que contenía una serie de espejos, esta estructura sobresalía en el espacio óptico frente al plano focal.

   Este diagrama muestra los espejos COSTAR en su lugar:

Después de la instalación, armas pequeñas con un espejo cada una se desplegaron desde la estructura hacia los caminos ópticos para la cámara de objetos débiles (FOC), el espectrógrafo de objetos débiles (FOS) y el espectrógrafo de alta resolución Goddard (GHRS). Había dos espejos por instrumento. Estos espejos corrigieron la imagen.

Aquí está la ruta óptica para el FOC:

En COSTAR, cada corrector consta de un espejo de campo esférico Ml y un espejo de imagen asférico M2 (Fig. 1). La función de Ml es generar imágenes en el espejo primario del telescopio en M2. Un espejo esférico es suficiente.

M2 es una asfera anamórfica de cuarto orden. El término de cuarto orden compensa la aberración esférica y debe ser ligeramente anamórfico porque los espejos correctores no forman un sistema centrado. El control del astigmatismo requiere que M2 también sea anamórfico de segundo orden.

En total se requieren cinco juegos de correctores. Sirven las dos cámaras en el FOC (cámaras f/48 y f/96), el espectrógrafo de longitud de onda corta en el FOS (FOS azul), el espectrógrafo de longitud de onda larga en el FOS (FOS rojo) y el GHRS.

En misiones de servicio posteriores, los instrumentos principales se reemplazaron con instrumentos que tenían óptica correctiva incorporada, el último instrumento que necesitaba COSTAR se eliminó durante la Misión de servicio 3B. Entonces, en la última misión de servicio (4), COSTAR podría ser reemplazado por el espectrógrafo de orígenes cósmicos (COS). COSTAR fue llevado de regreso a la Tierra y ahora se puede ver en el Smithsonian, que es donde se tomó la foto de la pregunta.