Hubbles lopende rekening bedraagt nu ongeveer $11,3 miljard in dollars van 2015, als elke onderhoudstrip wordt meegerekend, wat het de duurste wetenschappelijke missie maakt die NASA ooit heeft gestuurd. Die prijs kocht decennia werk: het observatorium overschreed in april 2020 30 jaar in baan, en ingenieurs verwachten nu dat het in de jaren 2030 of zelfs 2040 blijft werken.
Daar was niets van gegarandeerd. Hubble verliet de aarde met een fabricagefout die het bijna had verwoest, en overleefde alleen omdat het ontwerp astronauten toestond om erin te klimmen en het in baan meer dan eens opnieuw op te bouwen. Wat volgt is het verhaal van hoe een defecte spiegel een van de meest productieve wetenschappelijke instrumenten ooit gebouwd werd.
Een Telescoop Genoemd naar een Man Die het Heelal Herschreef
Het observatorium droeg niet altijd Hubble's naam. Het was pas in 1983 dat ambtenaren het toevoegden, ter ere van de astronoom die had aangetoond dat het universum zelf naar buiten uitdijt, voortbouwend op het werk dat Georges Lemaitre had gelegd. Het noemen van een telescoop naar de persoon die bewees dat de kosmos blijft uitdijen, bleek passend, want het instrument zou die meting over vier decennia verder verfijnen.
Het krijgen van de hardware in de ruimte duurde langer dan gepland. Space Shuttle Discovery voerde het eindelijk op 24 april 1990 naar boven, vliegend als missie STS-31, na jaren van vertragingen na de stillegging van de shuttlevloot. Eenmaal in baan moest de missie nog steeds bewijzen dat de machine zoals gepland werkte.
Een Fabricagefout Die Niemand op Tijd Oppakte
Dat bewijs kwam niet onmiddellijk. Ingenieurs hadden Hubbles primaire spiegel geslepen tot een gladheid van ongeveer 10 nanometer, een bijna ongelooflijk nauwkeurigheidsniveau, maar ze hadden iets groters gemist: de rand van diezelfde spiegel was ongeveer 2200 nanometer te plat. Een fout gemeten in fracties van een mensenhaar was genoeg om elk beeld dat de telescoop naar huis stuurde te vervagen.
Het repareren van een spiegel die al rond de planeet draaide was nooit deel van het oorspronkelijke plan, maar het ruimtevaartuig was vanaf het begin gebouwd met toekomstige reparatieteams in gedachten. Die enkele ontwerpkeuze is wat een beschamend defect in een reparabel defect veranderde.
Astronauten Bouwen een Observatorium in Baan Opnieuw op
Tussen december 1993 en mei 2009 stuurde NASA vijf afzonderlijke teams om aan Hubble te werken, elk rijdend op een Space Shuttle. Het eerste van deze bezoeken verwisselde de High Speed Photometer voor een correctiepakket genaamd COSTAR, en vervangen de oorspronkelijke camera door een verbeterde Wide Field and Planetary Camera 2 die de gebogen spiegel intern compenseerde. Plotseling kon de telescoop zien wat het altijd had moeten zien.
De laatste onderhoudsopdracht, uitgevoerd door Atlantis in 2009, bleek een mijlpaal op zich: het was de 30e vlucht van de shuttle in totaal, en opmerkelijk zijn eerste vlucht in meer dan 14 jaar die niet naar een ruimtestation ging. Het was ook de enige keer dat Atlantis ooit Hubble bezocht — Discovery had al twee onderhoudsritten afgehandeld, terwijl Columbia en Endeavour elk één hadden gedaan.
Een Postzegeltje Hemel, Vol Sterrenstelsels
Eind 1995, gedurende tien opeenvolgende nachten tussen 18 en 28 december, staarde Hubble naar een klein, schijnbaar leeg stukje hemel en combineerde 342 afzonderlijke belichtingen in één afbeelding. Het doelgebied strekte zich slechts ongeveer 2,6 boogminuten uit, een hoek zo klein dat het vergelijkbaar is met het vasthouden van een tennisbal op 100 meter afstand en het proberen in te schatten van de breedte.
Bijna niets in dat plekje bleek leeg. De resulterende afbeelding, bekend als het Hubble Deep Field, toonde aan dat zelfs de meest schijnbaar lege hoeken van de hemel vol verre sterrenstelsels zijn als je lang genoeg kijkt en genoeg licht verzamelt.
Dieper en Dieper het Verleden In
Het Deep Field was slechts een eerste poging. Een latere, langere blootstelling genaamd het Hubble Ultra-Deep Field held de titel van het meest gevoelige zichtbare-licht astronomische beeld ooit geproduceerd, een record dat het behield tot Hubble eXtreme Deep Field het in 2012 overnam. Elk opeenvolgend beeld duwde het bereik van de telescoop verder terug in de kosmische tijd door meer verzameld licht uit dezelfde plek van duisternis te persen.
Het Ultra-Deep Field zelf gericht op een kleine strook van het zuidelijk sterrenbeeld Fornax, en onderzoekers tellen ongeveer 10.000 sterrenstelsels verpakt in dat enkele frame. Het Extreme Deep Field ging nog verder, en ving sterrenstelsels op zoals ze 13,2 miljard jaar geleden eruitzagen — een ervan, geloven onderzoekers, was al 450 miljoen jaar na de oerknal gevormd.
De Astronoom naar wie de Telescoop is Genoemd
Edwin Hubble werd geboren op 20 november 1889 en stierf op 28 september 1953, tientallen jaren voordat enig ruimtevaartuig zijn naam in de ruimte zou dragen. Zijn meest gevolgenrijke bevinding kwam in 1929, toen hij bevestigde dat sterrenstelsels verder van de aarde verwijderd sneller terugtrekken dan dichtbije — een patroon dat het veld nu Hubbles wet noemt, hoewel Lemaitre hetzelfde idee twee jaar eerder naar voren had gebracht.
Een wetenschapper crediteren voor een wet die een ander eerder heeft voorgesteld is een oude gewoonte in de astronomie, en het zegt iets over hoe coöperatief — en soms rommelig — de geschiedenis achter een "genoemde" ontdekking kan zijn.
Een Archief Dat Blijft Groeien
Hubbles eigen instrumentarium heeft in de loop der decennia hardware van verschillende houders omgespeeld, maar de output blijft zich opstapelen: het archief bevat nu ruim 3 miljoen blootstellingen, verzameld over 10 verschillende wetenschappelijke instrumenten die op verschillende momenten op het ruimtevaartuig hebben gevlogen. Ondanks nieuwere observatoria die sindsdien zijn gelanceerd, blijft het de leidende telescoop voor werk in ultraviolet en zichtbaar licht vanuit baan.
Die combinatie van levensduur en volume is de reden waarom Hubble nog steeds drie decennia later nieuwe ontdekkingen oplevert. Elk extra operatief jaar voegt toe aan een dataset die slechts weinig andere instrumenten kunnen evenaren, waardoor routine waarnemingstijd in een groeiende wetenschappelijke hulpbron wordt omgezet.