A precíz tervezés ellenére súlyos hibával állt szolgálatba a Hubble űrtávcső

30 éve, 1990. április 25-én kezdte meg működését a Hubble űrteleszkóp, a NASA amerikai űrügynökség négy Nagy obszervatóriuma közül az első. A Föld körül alacsony pályán keringő eszköz nem az első űrteleszkóp, azonban az egyik legnagyobb és legsokoldalúbb. A bolygónk légköre által előidézett torzításoktól mentes, kristálytiszta fényképei világszerte ismertek, és számos tudományág számára felbecsülhetetlen értékű megfigyelésekkel szolgáltak már – a Hubble segítségével állapították meg többek között a világegyetem tágulásának sebességét is.

Fejlesztésre érdemes

Az űrteleszkópok gondolatát elsőként Hermann Oberth osztrák-német fizikus vetette fel 1923-ban, az Egyesült Államokban Lyman Spitzer csillagász, elméleti fizikus sorolta fel lehetséges előnyeit 1946-ban. Spitzer később is a koncepció megvalósításáért kardoskodott.

1962-ben az amerikai Nemzeti Tudományos Akadémia (NAS) egy jelentésben javasolta az űrteleszkóp kifejlesztését az amerikai űrprogram keretében.

Végül az Egyesült Királyság indította útnak az első, a Nap megfigyelésére alkalmas készüléket 1962-ben első saját műholdja, az Ariel–1 fedélzetén, majd 1966-ban a Föld körüli pályára állított amerikai OAO–2 megfigyelőállomás 11 távcsöve készítette számos űrbéli tárgyról az első ultraibolya-felvételeket.

E missziók sikere győzte meg az amerikai űrkutatókat, hogy érdemes lenne kifejleszteni egy nagyobb méretű, tükrös működési elvű űrteleszkópot.

A tervezés igen korlátozott büdzsével folyt az 1970-es évek során, mivel a kongresszus nem volt hajlandó biztosítani az előirányzott összegeket. Az eredetileg háromméteres távcsőtükröt 2,4 méteresre redukálták, kisebb méretű próbaváltozat pedig szintén a pénzhiány miatt nem készülhetett.

A pénzügyi megfontolások vezették a NASA-t az Európai Űrügynökséggel (ESA) való együttműködésre.

Az ESA pénzügyi támogatást, illetve az elsőgenerációs eszközök egy részét, valamint a működést lehetővé tevő napkollektorokat biztosította cserébe a garanciáért, hogy a megfigyelőidő 15 százalékát európai csillagászok vehetik majd igénybe.

A tervezőasztalról a világűrbe

A fejlesztést a NASA Marshall Űrrepülési Központja és Goddard Űrrepülési Központja, a Perkin-Elmer optikavállalat, illetve a Lockheed repülőgépgyártó végezte.

1983-ban nevezték el az eszközt Edwin Hubble csillagászról, aki megfigyelések által empirikus úton megerősítette Georges Lemaître korábbi elméletét, miszerint az univerzum tágul.

Az 1980-as években az űrsikló rendszerbe állításával végre komolyan lehetővé vált a Hubble teleszkóp űrbe juttatása, azonban az 1986-os Challenger-katasztrófa miatt e terveket el kellett halasztani. Végül az űrsiklórepülések 1988-as újraindulását követően 1990. április 24-én, az STS-31 misszió keretében sikeresen pályára állították.

Néhány heti működés után nyilvánvalóvá vált a Hubble által készített képek alapján, hogy az optikával valami nincs rendben. Habár a képek élesebbek voltak, mint a földi távcsövekkel készülők, tisztaságuk a várakozásoktól elmaradt.

Mint kiderült, a főtükröt nem a kívánt alakúra polírozták. Habár minden addiginál precízebben, 10 nanométeres hibahatárral történt a tükör felületének formálása, a széleinél mintegy 2200 nanométeres eltérés mutatkozott.

Emiatt főként az egyes képek szélei voltak fókuszálatlanok, bizonyos mértékig továbbra is használható volt a teleszkóp.

Mindazonáltal ebben az állapotban éppen elsődleges feladatát, a Földről meg nem figyelhető távoli objektumok részletes megfigyelését nem tudta teljesíteni. Az óriási főalkatrészt egyszerűen cserélni nem volt életszerű gondolat.

A megoldás végül az 1993-as első karbantartó misszió keretében került beépítésre: két kisebb tükör korrigálja a hibás felületre eső fényt a megfelelő élesség garantálására.

Az eredeti 400 millió dolláros becsléshez képest a pályára állítás idejére már 4,7 milliárd dollárt emésztett fel a projekt, 2010-ig pedig a becslések szerint összesen 10 milliárd dollárt költöttek rá.

Az évtizedek során számos modernebb és kifinomultabb eszközzel látták el a továbbra is szolgálatot teljesítő távcsövet, amelynek használatára ma is bárki foglalhat időt a NASA-nál – bár a rendkívül nagy felbontású képek tudományos elemzéséhez csak amerikai intézmények folyamodhatnak anyagi segítségért.

Így is nagy a versengés a Hubble-ért: a kérvényezők körülbelül egyötöde kap ténylegesen lehetőséget a távcső használatára.