Auch wenn seine Garantie weit überschritten ist, beweist das Hubble-Weltraumteleskop in dieser neuen Ära immer noch seinen Wert.

Vielleicht haben Sie es schon gehört: Das James Webb Space Telescope (JWST) ist das neueste und größte Observatorium im Weltraum und begeistert die astronomische Gemeinschaft mit erstaunlichen Bildern, die letzte Woche veröffentlicht wurden.

Aber inmitten all der Aufregung setzt das Hubble-Weltraumteleskop – seit mehr als 32 Jahren das orbitale Transformationsobservatorium der NASA – seine Erforschung und Entdeckung fort.

„Wir glauben, dass wir Hubble die bahnbrechende Wissenschaft, für die es bekannt ist, bis Ende dieses Jahrzehnts und möglicherweise bis ins nächste hinein fortsetzen können“, sagt Claire Andreoli (NASA Goddard), Beamtin für öffentliche Angelegenheiten.

Hubble: Vom Ärger zum Triumph

Am 25. April 1990 vom Frachtraum der US-Raumfähre Discovery abgesetzt, hatte Hubble einen holprigen Start: Ein defekter Spiegel wurde erst nach dem Absetzen und Kalibrieren entdeckt. Drei Jahre später reparierten Astronauten den Defekt mit „Korrekturlinsen“, genannt COSTAR-Paket (Corrective Optics Space Telescope Axial Replacement), das sie während der STS-61/Wartungsmission Eins in das Teleskop einsetzten.

Es folgten vier Wartungsmissionen, bei denen jeweils Upgrades und neue Instrumente eingesetzt wurden, aber die Atlantis STS-125-Mission im Jahr 2009 sollte die letzte sein: Hubble ist jetzt auf sich allein gestellt. Trotz einiger Ängste, einschließlich einer kurzen Computerpanne im letzten Jahr, geht es Hubble gut.

„Hubble ist nach wie vor stark und spielt weiterhin eine wichtige und einzigartige Rolle in der Spitzenforschung in der Astronomie“, sagt Misty Bentz (Georgia State University). erhielt fünfmal so viele Angebotsanfragen, die berücksichtigt werden konnten!“

Hubbles Highlights 2022

Hubbles Beobachtungen im Laufe des Jahres haben Wissenschaftlern geholfen, die Expansionsrate des Universums zu bestimmen, Monde von Pluto zu identifizieren und Licht auf exotische Welten zu werfen. (Siehe „Celebrating 30 Years“ für einige der faszinierendsten Bilder von Hubble.)

Allein in diesem Jahr hat Hubble Rekorde gebrochen und dabei atemberaubende Bilder aufgenommen:

• Hubble entdeckte kürzlich den am weitesten entfernten bekannten Stern namens Earendel. Die Bilder zeigen Earendel, wie es vor 12,9 Milliarden Jahren war, nur 900 Millionen Jahre nach dem Urknall.

Diese vergrößerte Ansicht hebt die Position eines fernen Sterns – Earendel – entlang einer Welle in der Raumzeit (gepunktete Linie) hervor, die sie vergrößert und es ermöglicht, den Stern über eine große Entfernung von fast 13 Milliarden Lichtjahren zu entdecken . Wissenschaft: NASA / ESA / Brian Welch (JHU) / Dan Coe (STScI)

• Das Teleskop fängt weiterhin atemberaubende Ansichten ein, wie diesen tiefen Blick auf den Kugelsternhaufen Terzan 2 in Scorpius:

Hubbles jüngste Erfassung von Terzan 2. HST / NASA / GFSC / STScI

• Hubble trägt zu einem derzeit laufenden Projekt mit dem Namen Ultraviolet Legacy Library of Young Stars as Essential Standards (ULLYSES) bei. Dieses Programm nutzt 1.000 Umläufe der Hubble-Zeit, insbesondere seine einzigartigen Fähigkeiten im ultravioletten Teil des Spektrums, um die Sternentstehung zu untersuchen.

• Die Mission hat kürzlich auch den Kometen Bernardinelli-Bernstein (C/2014 UN271) fotografiert, was bestätigt, dass es sich um den massereichsten bekannten Kometen der Oortschen Wolke handelt. Die neuen Beobachtungen zeigen, dass sein Kern einen geschätzten Durchmesser von 137 Kilometern (85 Meilen) hat. Der Komet Bernardinelli-Bernstein wird 2031 das Perihel außerhalb der Umlaufbahn des Saturn erreichen.

Hubbles Blick auf den fernen Kometen C/2014 UN271. HST / NASA / GSFC / STScI

Webbs Komplement

Hubble spielt eine wichtige Rolle in der neuen JWST-Ära, denn obwohl Webb oft als Nachfolger von Hubble in Rechnung gestellt wurde, sind die beiden Teleskope eigentlich ziemlich unterschiedlich.

Dieses Bild zeigt Hubble, wie es 1990 vom Space Shuttle STS-31 eingesetzt wurde. NASA

„Hubble bietet hochauflösende ultraviolette und sichtbare Bildgebung und Spektroskopie, während JWST für Infrarot optimiert ist“, sagt Bentz. „Hubble dominiert weiterhin die Erforschung naher Sterne und Galaxien sowie die Akkretion von supermassereichen Schwarzen Löchern.“

Tatsächlich leitet Bentz ein neues Programm, das Hubble verwendet, um Cepheid-Variablen in drei Galaxien zu entdecken, um ihre Entfernungen zu bestimmen. „Cepheiden sind bei blauen Wellenlängen am variabelsten, wo JWST nicht beobachten kann“, erklärt Bentz. „Darüber hinaus bewegt sich JWST sehr langsam von einem Ziel zum anderen, sodass es nicht dafür optimiert ist, immer wieder zum selben Ziel zurückzukehren, wie es bei der Untersuchung variabler Objekte wie Cepheiden erforderlich ist.“

Es gibt auch Pläne, Hubble für ergänzende, gleichzeitige Beobachtungen mit anderen Observatorien, einschließlich JWST, zu nutzen. Solche Multiwellenlängen-Beobachtungen können dazu beitragen, zu verstehen, dass Studien im ultravioletten, sichtbaren oder infraroten Bereich allein dies nicht können.

Als Beispiel weist Bentz auf die Verschmelzung von Neutronensternen hin, die die LIGO- und Virgo-Kollaborationen 2017 entdeckten. „Astronomen auf der ganzen Welt sammelten Beobachtungen bei allen möglichen Wellenlängen, um so viel wie möglich über die physikalischen Prozesse zu erfahren, die während der Kollision ablaufen, und ihre Unordnung Nachwirkungen“, sagt Bentz.

Hubbles Schicksal

In ihrer jüngsten Überprüfung des Hubble-Betriebs kündigte die NASA an, das Observatorium bis Juni 2026 zu unterstützen. Tatsächlich deuten aktuelle Schätzungen darauf hin, dass das Observatorium in einer Umlaufbahn bleiben kann, die hoch genug ist, um den Betrieb bis Mitte der 2030er Jahre und darüber hinaus fortzusetzen. Auch die Solaranlagen und Batterien sind in bester Verfassung.

Der begrenzende Faktor sind die Kreisel, mit denen das Weltraumteleskop Ziele dreht und erfasst. Während fast alle Systeme des Observatoriums redundant sind, was bedeutet, dass immer noch ein Backup verfügbar ist, wenn ein Teil ausfällt, sind die Kreisel eine der wenigen Ausnahmen. Hubble startete mit sechs, aber drei sind gescheitert.

„Das Teleskop wird derzeit mit drei Kreiseln und ohne Ersatzteile betrieben“, sagt Andreoli. Während jedoch drei Kreisel erforderlich sind, um einen effizienten Betrieb zu ermöglichen, sind Beobachtungen mit nur einem Kreisel immer noch möglich, wenn auch weniger effizient.

Ingenieure haben clevere Wege gefunden, um Missionen weit über ihre Garantie hinaus am Laufen zu halten: Erleben Sie die „warme“ Mission auf Spitzer, als das Kühlmittel ausging, oder Keplers erweiterte K2-Mission, nachdem das zweite seiner vier Reaktionsräder ausgefallen war. Nachdem der Nutzlastcomputer Hubble im vergangenen Sommer Probleme bereitete, haben die Teamingenieure die Dinge wieder zum Laufen gebracht und arbeiten immer noch daran, die Betriebsprozesse zu verbessern.

Sobald die Hubble-Mission endet, hoffentlich in langer Zeit, plant die NASA, sie kontrolliert herunterzubringen. Bei der letzten Wartungsmission installierten Astronauten einen Soft Capture Mechanism auf der Basis von Hubble. Es könnte von einer Robotermission verwendet werden, um die Umlaufbahn des Teleskops zu beschleunigen, aber es ist wahrscheinlicher, dass es es für einen kontrollierten Wiedereintritt vorbereitet, wenn die Zeit gekommen ist.

Der Hubble Soft Capture Mechanism, der während der letzten Wartungsmission am Teleskop installiert wurde.NASA / GSFC

Während es noch dort oben ist, können Sie Hubble möglicherweise im Orbit sehen: Das Teleskop befindet sich in einer Umlaufbahn mit einer Neigung von 28,5 °, was bedeutet, dass es für Beobachter in Breiten zwischen 35 ° S und 35 ° N häufig mit bloßem Auge zu sehen ist, einschließlich den südlichen Teil der Vereinigten Staaten.

Eine ganze Generation von Astronomen ist mit Hubble im Weltraum aufgewachsen, und es bleibt eine wichtige Komponente im Werkzeugkasten moderner Astronomen. Erwarten Sie noch mehr großartige Wissenschaft von diesem ehrwürdigen Weltraumteleskop.