Hubbles löpande räkning är nu cirka 11,3 miljarder dollar i 2015-dollar när varje serviceresa räknas in, vilket gör det till NASAs dyraste vetenskapliga uppdrag som någonsin skickats upp. Det priset köpte årtionden av arbete: observatoriet passerade 30 år i omloppsbana i april 2020, och ingenjörer förväntar nu att det fortsätter att fungera in i 2030-talet eller till och med 2040-talet.
Ingenting av detta var garanterat. Hubble lämnade jorden med ett tillverkningsfel som nästan förstörde det, och överlevde bara för att designen tillät astronauter att klättra in och bygga om det i omloppsbana, mer än en gång. Det följande är historien om hur en felaktig spegel blev ett av de mest produktiva vetenskapliga instrumenten som någonsin byggts.
Ett Teleskop Uppkallat efter en Man Som Skrev Om Kosmos på Nytt
Observatoriet bar inte alltid Hubbles namn. Det var först 1983 som tjänstemän fog det till, för att hedra astronomen som hade visat att universum självt expanderar utåt, byggt på arbete som Georges Lemaitre hade lagt grunden för. Att namnge ett teleskop efter personen som bevisade att kosmos fortsätter att expandera visade sig vara lämpligt, eftersom instrumentet skulle fortsätta att förfina den samma mätningen under fyra decennier till.
Att få hårdvaran ut i rymden tog längre tid än planerat. Space Shuttle Discovery transporterade den slutligen upp 24 april 1990, flyvande som uppdrag STS-31, efter år av förseningar efter att spaceshuttleflottan togs ur drift. När den nådde omloppsbana behövde uppdraget fortfarande bevisa att maskinen fungerade som designad.
Ett Tillverkningsfel Som Ingen Fångade i Tid
Det beviset kom inte omedelbar. Ingenjörer hade slipat Hubbles primärspegel till en mjukhet på cirka 10 nanometer, nästan en otrolig precisionsnivå, men de hade missat något större: kanten på samma spegel var cirka 2200 nanometer för platt. Ett fel uppmätt i delar av ett människohår var tillräckligt för att sudda varje bild som teleskopet skickade hem.
Att reparera en spegel redan i omloppsbana runt planeten var aldrig en del av den ursprungliga planen, men rymdfarkosterna var byggda från början med tanke på framtida reparationsteam. Det enda designvalet är vad som gjorde ett skamligt fel till ett reparerbart.
Astronauter Bygger Om en Observatorium i Omloppsbanan
Mellan december 1993 och maj 2009 skickade NASA fem separata team för att arbeta på Hubble, varje åkning på en Space Shuttle. Det första av dessa besök bytade ut High Speed Photometer för ett korrigeringspaket kallat COSTAR, och ersatte den ursprungliga kameran med en förbättrad Wide Field and Planetary Camera 2 som kompenserade för den böjda spegeln internt. Plötsligt kunde teleskopet se vad det alltid skulle ha sett.
Det sista servicesamtalet, genomfört av Atlantis 2009, visade sig vara en milstolpe i sig själv: det var spaceshuttles 30:e flyg totalt, och anmärkningsvärt dess första resa på över 14 år som inte gick till en rymdstation istället. Det var också den enda gången Atlantis någonsin besökte Hubble — Discovery hade redan hanterat två serviceresa, medan Columbia och Endeavour vardera hade tagit en.
En Frimärksflick av Himmel, Pakad Med Galaxer
I slutet av 1995, under tio på varandra följande nätter mellan 18 och 28 december, stirrade Hubble på en liten, uppenbar tom himmelflick och kombinerade 342 separata exponeringar till en enda bild. Målregionen sträckte sig bara cirka 2,6 bågminuter, en vinkel så små att det är jämförbar med att hålla en tennisboll 100 meter bort och försöka bedöma bredden.
Nästan ingenting i den flicken visade sig vara tom. Den resulterande bilden, känd som Hubble Deep Field, visade att även de mest uppenbar tomma hörnen av himlen är full av fjärra galaxer när du stirrar tillräckligt länge och samlar tillräckligt ljus.
Djupare och Djupare in i Förflutna
Deep Field var bara ett första försök. En senare, längre exponering kallad Hubble Ultra-Deep Field höll titeln för det mest känsligaste synliga ljusastronomi bilden någonsin producerad, ett rekord som det höll tills Hubble eXtreme Deep Field tog över 2012. Varje efterföljande bild drev teleskopets räckvidd längre tillbaka i kosmisk tid genom att pressa mer insamlat ljus från samma mörkhet fläck.
Ultra-Deep Field själv riktade sig mot en liten bit av södra stjärnbilden Fornax, och forskare räknar cirka 10 000 galaxer packade i den enda ramen. Extreme Deep Field gick ännu längre, och fångade galaxer som de såg ut för 13,2 miljarder år sedan — en av dem, tror forskare, hade redan bildats bara 450 miljoner år efter Big Bang.
Astronomen Som Teleskopet är Uppkallat Efter
Edwin Hubble föddes 20 november 1889 och dog 28 september 1953, årtionden innan någon rymdfarkost bar hans namn ut i rymden. Hans mest konsekventiella fynd kom 1929, då han bekräftade att galaxer längre från jorden drar sig tillbaka snabbare än närliggande — ett mönster som fältet nu kallar Hubbles lag, även om Lemaitre hade framfört samma idé två år före honom.
Att kreditera en vetenskapsman med en lag som en annan hade föreslagit tidigare är en gammal vana inom astronomi, och det säger något om hur samarbetsvillig — och ibland rörig — historien bakom en "namngiven" upptäckt kan vara.
Ett Arkiv Som Fortsätter att Växa
Hubbles eget instrumentkammare har cyklat genom hårdvara under årtionden, men sin utgång fortsätter att hopa sig: arkivet innehåller nu väl över 3 miljoner exponeringar, samlade över 10 olika vetenskapliga instrument som har flugit på rymdfarkosterna vid olika tillfällen. Trots nyare observatorier som skickats upp sedan dess förblir det det ledande teleskopet som arbetar i ultraviolett och synligt ljus från omloppsbana.
Den kombinationen av livslängd och volym är varför Hubble fortfarande genererar nya upptäckter tre årtionden senare. Varje ytterligare år av drift lägger till en datauppsättning få andra instrument kan matcha, och förvandlar rutinmässig observationstid till en växande vetenskaplig resurs.