Il conto corrente di Hubble si attesta ora a circa 11,3 miliardi di dollari in dollari 2015, conteggiando ogni viaggio di manutenzione, il che lo rende la missione scientifica più costosa che la NASA abbia mai fatto volare. Quel prezzo ha acquistato decenni di lavoro: l'osservatorio ha superato i 30 anni in orbita ad aprile 2020, e gli ingegneri si aspettano ora che continui a funzionare negli anni 2030 o addirittura negli anni 2040.
Nulla di questo era garantito. Hubble ha lasciato la Terra con un difetto di fabbricazione che quasi lo ha rovinato, e è sopravvissuto solo perché il suo design permetteva agli astronauti di entrare dentro e ricostruirlo in orbita, più di una volta. Quello che segue è la storia di come uno specchio difettoso è diventato uno degli strumenti scientifici più produttivi mai costruiti.
Un Telescopio Chiamato in Onore di un Uomo Che Ha Riscritto il Cosmo
L'osservatorio non ha sempre portato il nome di Edwin Hubble. È stato solo nel 1983 che i funzionari lo hanno attribuito, onorando l'astronomo che aveva dimostrato che l'universo stesso si sta espandendo verso l'esterno, basandosi sul lavoro preliminare posato da Georges Lemaitre. Nominare un telescopio in onore della persona che ha provato che il cosmo continua ad espandersi si è rivelato appropriato, poiché lo strumento avrebbe continuato a affinare quella stessa misurazione per altri quattro decenni.
Mettere l'hardware nello spazio ha richiesto più tempo del previsto. Lo Space Shuttle Discovery lo ha finalmente portato il 24 aprile 1990, volando come missione STS-31, dopo anni di ritardi seguenti al fermo della flotta di shuttle. Una volta raggiunta l'orbita, la missione doveva ancora provare che la macchina funzionasse come progettato.
Un Difetto di Fabbricazione Che Nessuno Ha Colto in Tempo
Quella prova non è arrivata subito. Gli ingegneri avevano levigato lo specchio primario di Hubble a una levigatezza di circa 10 nanometri, un livello di precisione quasi incredibile, eppure avevano perso qualcosa di più grande: il bordo di quello stesso specchio era troppo piatto di circa 2200 nanometri. Un difetto misurato in frazioni di capello umano era sufficiente a offuscare ogni immagine che il telescopio mandava a casa.
Riparare uno specchio già in orbita intorno al pianeta non era mai parte del piano originale, ma l'astronave era stata costruita da principio con i futuri equipaggi di riparazione in mente. Quella singola scelta di design è quello che ha trasformato un difetto imbarazzante in uno risolvibile.
Astronauti Ricostruiscono un Osservatorio in Orbita
Tra dicembre 1993 e maggio 2009, la NASA ha inviato cinque equipaggi separati a lavorare su Hubble, ognuno in viaggio su uno Space Shuttle. Il primo di quei viaggi ha sostituito il Fotometro ad Alta Velocità con un pacchetto correttivo chiamato COSTAR, e ha sostituito la fotocamera originale con una Camera di Campo Ampio e Planetaria 2 aggiornata che compensava lo specchio piegato internamente. Improvvisamente il telescopio poteva vedere quello che avrebbe sempre dovuto vedere.
La chiamata di manutenzione finale, compiuta da Atlantis nel 2009, si è rivelata un traguardo in sé: era il 30° volo dello shuttle complessivo, e notevolmente il suo primo viaggio in oltre 14 anni che non andava invece a una stazione spaziale. Era anche l'unica volta che Atlantis abbia mai visitato Hubble — Discovery aveva già gestito due corse di manutenzione, mentre Columbia e Endeavour ne avevano presa una ciascuna.
Una Macchia Postale di Cielo, Piena di Galassie
Alla fine del 1995, oltre dieci notti consecutive tra il 18 e il 28 dicembre, Hubble ha fissato uno piccolo, apparentemente vuoto, pezzo di cielo e ha combinato 342 esposizioni separate in un'unica immagine. La regione bersaglio si estendeva per soli circa 2,6 arcminuti, un angolo così piccolo da essere paragonabile a tenere una palla da tennis a 100 metri di distanza e cercare di giudicarne la larghezza.
Quasi nulla in quella macchia si è rivelato vuoto. L'immagine risultante, nota come Hubble Deep Field, ha mostrato che anche gli angoli più vuoti del cielo sono affollati da galassie lontane una volta che si guarda abbastanza a lungo e si raccoglie abbastanza luce.
Più a Fondo e Più a Fondo nel Passato
Il Deep Field era solo un primo tentativo. Un'esposizione più lunga successiva, chiamata Hubble Ultra-Deep Field, ha mantenuto il titolo di immagine astronomica a luce visibile più sensibile mai prodotta, un record che ha mantenuto fino a quando Hubble eXtreme Deep Field ha preso il sopravvento nel 2012. Ogni immagine successiva ha spinto la portata del telescopio più indietro nel tempo cosmico spremendo più luce raccolta dalla stessa macchia di oscurità.
L'Ultra-Deep Field stesso ha mirato a una piccola fetta della costellazione meridionale di Fornax, e i ricercatori contano approssimativamente 10.000 galassie ammassate in quel singolo frame. L'Extreme Deep Field è andato ancora più lontano, catturando galassie come apparivano 13,2 miliardi di anni fa — una di loro, credono i ricercatori, aveva già preso forma soli 450 milioni di anni dopo il Big Bang.
L'Astronomo per il Quale il Telescopio è Nominato
Edwin Hubble è nato il 20 novembre 1889 e è morto il 28 settembre 1953, decenni prima che qualsiasi astronave portasse il suo nome nello spazio. La sua scoperta più consequenziale è arrivata nel 1929, quando ha confermato che le galassie più lontane dalla Terra si stanno ritirando più velocemente di quelle vicine — uno schema che il campo ora chiama la legge di Hubble, anche se Lemaitre aveva avanzato la stessa idea due anni prima di lui.
Credere un scienziato con una legge che un altro aveva proposto in precedenza è un'abitudine antica in astronomia, e dice qualcosa su quanto collaborativo — e occasionalmente disordinato — la storia dietro una scoperta "nominata" possa essere.
Un Archivio Che Continua a Crescere
Il proprio modulo strumentale di Hubble ha ciclo attraverso l'hardware negli anni, ma il suo output continua ad accumularsi: l'archivio ora contiene ben oltre 3 milioni di esposizioni, raccolte in 10 strumenti scientifici diversi che hanno volato sull'astronave in vari momenti. Nonostante i più nuovi osservatori lanciati da allora, rimane il telescopio principale che lavora nella luce ultravioletta e visibile dall'orbita.
Quella combinazione di longevità e volume è il motivo per cui Hubble genera ancora scoperte fresche tre decenni dopo. Ogni anno aggiuntivo di funzionamento aggiunge a un insieme di dati che pochi altri strumenti possono uguagliare, trasformando il tempo di osservazione di routine in una risorsa scientifica in crescita.