Hubbles laufende Rechnung beträgt nun etwa 11,3 Milliarden Dollar in Dollars von 2015, wenn jede Wartungsmission eingerechnet wird, was sie zur teuersten Wissenschaftsmission macht, die die NASA je geflogen hat. Dieser Preis erkaufte Jahrzehnte der Arbeit: das Observatorium überschritt 30 Jahre im Orbit im April 2020, und Ingenieure erwarten nun, dass es bis in die 2030er oder sogar 2040er Jahre hinein funktioniert.
Das war nicht garantiert. Hubble verließ die Erde mit einem Herstellungsfehler, der es beinahe ruiniert hätte, und überlebte nur, weil sein Design es Astronauten ermöglichte, in ihn hineinzusteigen und ihn im Orbit mehrmals zu restaurieren. Was folgt, ist die Geschichte, wie ein fehlerhafter Spiegel zu einem der produktivsten wissenschaftlichen Instrumente aller Zeiten wurde.
Ein Teleskop, benannt nach einem Mann, der den Kosmos umschrieb
Das Observatorium trug nicht immer Edwin Hubbles Namen. Erst 1983 fügten Beamte ihn hinzu und ehrten den Astronomen, der gezeigt hatte, dass sich das Universum selbst nach außen ausdehnt, basierend auf der Grundlage, die Georges Lemaitre gelegt hatte. Ein Teleskop nach der Person zu benennen, die bewies, dass sich der Kosmos weiter ausdehnt, erwies sich als passend, da das Instrument diese Messung über vier Jahrzehnte hinweg verfeinern würde.
Die Hardware ins All zu bringen, dauerte länger als geplant. Space Shuttle Discovery trug sie schließlich am 24. April 1990 hinauf, fliegend als Mission STS-31, nach Jahren von Verzögerungen nach der Stilllegung der Shuttle-Flotte. Sobald es die Umlaufbahn erreichte, musste die Mission immer noch beweisen, dass die Maschine wie geplant funktionierte.
Ein Herstellungsfehler, den niemand rechtzeitig bemerkte
Dieser Beweis kam nicht sofort. Ingenieure hatten Hubbles Primärspiegel zu einer Glätte von etwa 10 Nanometern geschliffen, eine fast unglaubliche Genauigkeitsstufe, doch sie hatten etwas Größeres übersehen: Der Rand dieses Spiegels war um etwa 2200 Nanometer zu flach. Ein Fehler, gemessen in Bruchteilen eines Menschenhaares, war genug, um jedes Bild zu verwischen, das das Teleskop nach Hause sendete.
Einen bereits im Orbit kreisenden Spiegel zu reparieren, war nie Teil des ursprünglichen Plans, aber das Raumschiff war von Anfang an mit zukünftigen Reparaturteams im Sinn gebaut worden. Diese einzige Designentscheidung war es, die aus einem beschämenden Fehler einen behebbaren machte.
Astronauten restaurieren ein Observatorium im Orbit
Zwischen Dezember 1993 und Mai 2009 schickte die NASA fünf separate Mannschaften zur Arbeit an Hubble, jede auf einem Space Shuttle fliegend. Der erste dieser Besuche ersetzte den High Speed Photometer durch ein Korrekturpaket namens COSTAR und ersetzte die ursprüngliche Kamera durch eine verbesserte Wide Field and Planetary Camera 2, die den Fehler des verbogenen Spiegels intern kompensierte. Plötzlich konnte das Teleskop sehen, was es immer hätte sehen sollen.
Der letzte Serviceanruf, geflogen von Atlantis 2009, stellte sich als Meilenstein in seinem eigenen Recht heraus: Es war der 30. Flug der Fähre insgesamt, und bemerkenswert ihre erste Reise in über 14 Jahren, die nicht stattdessen zu einer Raumstation führte. Es war auch das einzige Mal, dass Atlantis Hubble jemals besuchte — Discovery hatte bereits zwei Serviceeinsätze übernommen, während Columbia und Endeavour jeweils einen übernommen hatten.
Ein Briefmarkenfleck Himmel, vollgepackt mit Galaxien
Ende 1995, über zehn aufeinanderfolgende Nächte zwischen dem 18. und 28. Dezember, starrte Hubble auf einen winzigen, anscheinend leeren Himmelfleck und kombinierte 342 separate Aufnahmen in ein einzelnes Bild. Die Zielregion erstreckte sich nur etwa 2,6 Bogenminuten über, ein Winkel so klein, dass er vergleichbar ist mit einem Tennisball aus 100 Meter Entfernung und versucht, seine Breite zu beurteilen.
Fast nichts in diesem Fleck erwies sich als leer. Das resultierende Bild, bekannt als das Hubble Deep Field, zeigte, dass sogar die am leichtesten aussehenden Ecken des Himmels übersät mit fernen Galaxien sind, sobald man lange genug starrt und genug Licht sammelt.
Immer tiefer in die Vergangenheit
Das Deep Field war nur ein erster Versuch. Eine später, längere Belichtung namens Hubble Ultra-Deep Field hielt den Titel des empfindlichsten sichtbaren Lichts astronomischen Bildes, das je produziert wurde, ein Rekord, den es behielt, bis das Hubble eXtreme Deep Field 2012 übernahm. Jedes nachfolgende Bild drückte die Reichweite des Teleskops weiter zurück in die kosmische Zeit, indem es mehr gesammeltes Licht aus dem gleichen Fleck der Dunkelheit herausquetschte.
Das Ultra-Deep Field selbst zielte auf einen kleinen Streifen des südlichen Sternbildes Fornax, und Forscher zählen ungefähr 10.000 Galaxien, die in diesen einzelnen Frame gepackt sind. Das Extreme Deep Field ging noch weiter und fing Galaxien auf, wie sie vor 13,2 Milliarden Jahren aussahen — von einer von ihnen, glauben Forscher, hatte sich bereits 450 Millionen Jahre nach dem Big Bang geformt.
Der Astronom, nach dem das Teleskop benannt ist
Edwin Hubble wurde am 20. November 1889 geboren und starb am 28. September 1953, Jahrzehnte bevor ein Raumschiff seinen Namen ins All trug. Seine folgenreichste Entdeckung kam 1929, als er bestätigte, dass Galaxien, die weiter von der Erde entfernt sind, schneller zurückweichen als nahe gelegene — ein Muster, das das Feld nun Hubbles Gesetz nennt, obwohl Lemaitre die gleiche Idee zwei Jahre vor ihm vorgebracht hatte.
Einen Wissenschaftler mit einem Gesetz zu würdigen, das ein anderer früher vorgeschlagen hatte, ist eine alte Gewohnheit in der Astronomie, und es sagt etwas darüber aus, wie kooperativ — und gelegentlich unordentlich — die Geschichte hinter einer „benannten" Entdeckung sein kann.
Ein Archiv, das weiter wächst
Hubbles eigenes Instrumentenmodul hat Hardware über die Jahrzehnte hinweg ausgetauscht, aber sein Output häuft sich weiter an: Das Archiv enthält nun über 3 Millionen Aufnahmen, die über 10 verschiedene wissenschaftliche Instrumente gesammelt wurden, die im Laufe der Zeit auf dem Raumschiff geflogen sind. Trotz neuerer Observatorien, die seitdem gestartet haben, bleibt es das führende Teleskop, das im ultravioletten und sichtbaren Licht aus dem Orbit arbeitet.
Diese Kombination aus Langlebigkeit und Volumen ist der Grund, warum Hubble drei Jahrzehnte später immer noch frische Entdeckungen generiert. Jedes zusätzliche Betriebsjahr fügt zu einem Datensatz hinzu, den nur wenige andere Instrumente erreichen können, und verwandelt Routinebeobachtungszeit in eine wachsende wissenschaftliche Ressource.