Hubble telescoop al ruim 25 jaar op pad in de ruimte

Op 24 april 1990 werd de prestigieuze Hubble telescoop gelanceerd en in een baan om de aarde gebracht.

De taak van de telescoop was het doen van optische astronomische waarnemingen, kort gezegd: het verzamelen van gegevens en het vastleggen van beelden van het universum buiten de aardse dampkring.

Linksboven: Tarantula-nevel (Hubble-foto).

Hubble niet de eerste ruimtetelescoop

Vanaf 1923 waren er al serieuze voorstellen voor het plaatsen van een telescoop in de ruimte. Uiteraard waren destijds de mogelijkheden om het ding er te krijgen nog nihil.

Eerste programma's voor ruimteobservatie

Dat veranderde snel na de Tweede Wereldoorlog. Duitse raketgeleerden die wat kennis betreft een voorsprong hadden op collega's elders in de wereld werden ingelijfd bij respectievelijk de Verenigde Staten en Rusland.

Sombrero-nevel (Hubble-foto).

Een eerste telescoop – de Orbiting Solar Observatory (OSO) – werd door het kersverse NASA in 1946 gelanceerd om het ultraviolette spectrum van de zon in kaart te brengen. In 1966 werd de eerste Orbiting Astronomical Observatory (OAO) – de ruimte in geschoten, maar de batterijen gaven het al na 3 dagen op en beëindigden de missie. Een tweede OAO werd in 1968 gelanceerd om gedurende 3 jaar het ultraviolette spectrum van sterren en sterrenstelsels in kaart te brengen. De OAO-2 was wel succesvol en zond maar liefst 4 jaar lang (tot 1972) beelden naar de aarde.Door deze programma's bleek hoe belangrijk de rol van ruimteobservatie was voor niet alleen de astronomie maar ook voor de toekomstige ruimtevaart. Men begon aan de ontwikkeling van een grote, reflecterende ruimtetelescoop en plande de lancering daarvan aanvankelijk in 1979.

Reparatie en onderhoud in de ruimte

De kosten voor de ontwikkeling van zo'n telescoop waren echter zeer hoog. Deze kostbare plannen onderstreepten daardoor de noodzaak om wanneer het ding eenmaal in de ruimte was toch de benodigde reparaties en onderhoud eraan uit te kunnen voeren. We hebben het dan over het zenden van bemande missies naar de ruimtetelescoop. Beide projecten stonden nog in de kinderschoenen en moesten nog geheel worden ontwikkeld. Een lancering in 1979 bleek daardoor niet haalbaar.

Astronomisch kosten en budgetoverschrijding

Het dekken van de kosten van dit prestigieuze project was geen eenvoudige opgave. Toen het Amerikaanse Congres slechts de helft van het oorspronkelijke budget goedkeurde, moest er wat gebeuren. Allereerst werd de schaal van de oorspronkelijke telescoop verkleind en compacter gemaakt om de kosten te drukken. Ten tweede werd contact gelegd met de European Space Agency (ESA) voor verdere samenwerking. ESA zou behalve een financiële bijdrage één van de 1e generatie instrumenten en de zonnecellen leveren en daarvoor tenminste 15% van de observatietijd van de telescoop krijgen. De nieuwe lancering werd ingepland voor 1983.

Ringnevel, ook wel Eye of God genoemd (Hubble-foto).

Genoemd naar Edwin Hubble

In 1983 besloot men de nieuwe ruimtetelescoop te noemen naar de vooraanstaande Amerikaanse astronoom Edwin Hubble. Hubble (geboren 20-11-1889, overleden 28-9-1953) speelde een belangrijke rol in de zogenaamde 'extragalactische astronomie'. Hij ontdekte (en kon aantonen) dat het universum niet kromp zoals eerder werd gedacht, maar juist uitdijde. Ook toonde hij aan dat zogenaamde 'nevels' in feite sterrenstelsels buiten de Melkweg waren. Hubble was degene die ontdekte dat de Andromeda-nevel een enorm sterrenstelsel op zich is en geen deel uitmaakt van de Melkweg.

Lancering Hubble telescoop

Technische en budgettaire problemen leidden echter tot een aantal jaren uitstel en een nieuwe lancering werd gepland in oktober 1986. Het drama met de na de start geëxplodeerde Challenger-shuttle op 28 januari 1986 zette het hele ruimtevaartprogramma echter stil. Het zou 2 jaar duren voordat men de oorzaak van het ongeluk had gevonden en voor volgende shuttlevluchten had kunnen uitsluiten. Toen in 1988 het shuttleprogramma werd hervat, werd de lancering van de Hubble telescoop opnieuw ingepland. Op 24 april 1990 lukte het eindelijk en bracht de shuttle Discovery de Hubble telescoop in zijn baan om de aarde.

Onderhoudsmissies naar de Hubble telescoop

Verkeerde focus van spiegel

Ten tijde van de lancering hadden constructie en onderhoud van de Hubble telescoop al een astronomisch bedrag van US$ 10 miljard gekost bij een origineel budget van US$ 400 miljoen. Des te groter was de desillusie toen bleek dat de focus van de zo nauwkeurig geslepen spiegel verkeerd was. Hierdoor konden wel algemene beelden worden gemaakt, maar geen scherpe dieptebeelden waar het eigenlijk vooral om ging. Elke Amerikaan gaf de NASA de schuld, de NASA gaf Perkin-Elmer, het optische bedrijf dat de spiegel had geslepen, de schuld. Uiteindelijk bleek een belangrijk controleapparaat (de null corrector) verkeerd in elkaar te zijn gezet. Zowel NASA als Perkin-Elmer hadden zich aan de uitslagen van dit apparaat gehouden, boven die van andere correctieapparaten die de fout bij het slijpen al hadden aangegeven. De miljarden kostende Hubble telescoop leek een enorme flop en weggegooid geld. Wat te doen?

Zogenoemde Mystic Mountain in Carina-nevel (Hubble-foto).

Hoewel er wel een reservespiegel bestond die was gemaakt door Kodak was vervanging hiervan in de ruimte niet mogelijk. De telescoop terughalen naar aarde was te duur en eigenlijk ook geen optie. Technici bedachten een andere oplossing: een aantal kleine met dezelfde afwijking gemaakte instrumenten zouden de foute focus van de grote spiegel – als een soort bril – herstellen. Het systeem heette Corrective Optics Space Telescope Axial Replacement (COSTAR) en moest door een onderhoudsteam worden gemonteerd.

Reparatie, vervanging, upgrading

In totaal waren er 4 officiële onderhoudsmissies (in 5 vluchten) naar de Hubble telescoop.

1e onderhoudsmissie met shuttle Endeavour in december 1993 (o.a. de plaatsing van het COSTAR systeem);
2e onderhoudsmissie met shuttle Discovery in februari 1997 (o.a. vervanging van recorders en reparatie van de isolatie);
3e onderhoudsmissie, deel A met shuttle Discovery in december 1999 (o.a. vervanging van defecte gyroscopen) en deel B met shuttle Columbia in maart 2002 (o.a. vervanging van COSTAR door nieuw systeem);
4e onderhoudsmissie met shuttle Atlantis in mei 2009 (o.a. installatie van nieuwe observatie-instrumenten, nikkel-waterstof batterijen en upgrading van de computers).

Adelaarsnevel of Pillars of Creation (Hubble-foto).

Tussen de 3e en de 4e (laatste onderhoudsmissie) zat een langere periode dan men had gewild. Dit werd veroorzaakt door de ramp met de shuttle Columbia, die op 1 februari 2003 bij terugkeer in de dampkring door een defect isolatieschild verbrandde. Het shuttle-programma lag, net als bij de Challenger-ramp, 2 jaar stil voor onderzoek.

Hubble telescoop het geld waard?

In zijn baan om de aarde en door ons zonnestelsel heeft de Hubble telescoop al heel veel gegevens en beelden van het heelal verzameld en naar de aarde gestuurd.

Links: Paardenhoofd-nevel.

Voor de astronomie, ruimtevaart en diverse andere wetenschappelijke disciplines zijn deze gegevens van onschatbare waarde gebleken waardoor kennis van en inzicht in (het ontstaan van) sterren, sterrenstelsels en het heelal enorm zijn toegenomen. De talloze Hubble-foto's van sterrenstelsels zijn onvoorstelbaar mooi en zullen nog menig jaartje worden bestudeerd.

Oorspronkelijk dacht men dat de telescoop ongeveer 15 jaar mee zou gaan. Door de 4 onderhoudsmissies (en effectief 5 'beurten') zweeft het apparaat nu al ruim 25 jaar in de ruimte en zal het naar men nu verwacht zelfs nog wel een paar jaar op eigen kracht uithouden. Er staat geen onderhoud meer voor de Hubble gepland en na 2018 zal men er waarschijnlijk niet eens meer naar omkijken. Dan staat de lancering van zijn opvolger – de geavanceerde James Webb Telescope – namelijk op de planning.

Was het het allemaal waard? Daar zullen de meningen over verdeeld blijven.

Voor meer informatie, zie bijvoorbeeld: Hubble telescoop of ruimtevaart.