Hermann Oberth a fost printre primii care au avansat ideea unui telescop spațial, încă din 1923. Este cumva și normal, având în vedere că transilvăneanul este astăzi considerat unul din părinții rachetei moderne. Abia în anii ’70, la jumătate de veac după ce Oberth și-a făcut publică dorința ca rachetele proiectate de el să transporte pe orbită un satelit, NASA a început să ia în serios această idee și să studieze moduri în care un astfel de telescop ar putea fi viabil.

Avantajele unui observator orbital erau evidente: lipsa atmosferei și lumina de fond aproape inexistentă sunt cele două puncte forte ale unui astfel de telescop. Hubble nu a fost nici primul și astăzi nu este nici singurul telescop spațial, dar este de departe cel mai cunoscut și îndrăgit de public, pentru că imaginile surprinse de el nu doar au revoluționat astronomia, dar au și aprins imaginația și dorința de cunoaștere în generații întregi.

PRIMII PAȘI

IRAS (Infrared Astronomical Satellite) a fost primul telescop spațial, lansat în 1983 ca un proiect comun al Statelor Unite, Marea Britanie și Olanda, având misiunea de a cartografia sursele de radiație infraroșie de pe boltă. IRAS a descoperit peste 300.000 de astfel de surse în cele 10 luni cât a funcționat, dovedind că un telescop spațial poate fi folosit cu succes.

Profitând de navetele sale spațiale, NASA plănuiește construirea a patru mari telescoape orbitale care să fie transportate pe orbită în cala navetei și aduse pe Pământ de fiecare dată când era nevoie de service. Din păcate, recuperarea obiectelor orbitale nu a fost niciodată o misiune de rutină pentru naveta spațială, așa cum sperau inginerii în ultimele faze ale proiectării vehiculului.

Cu toate acestea, cele patru telescoape spațiale au fost construite și în cele din urmă lansate:

  • Hubble, cel mai cunoscut, avea să fie folosit pentru observații în vizibil și ultraviolet, a fost lansat în 1990 la bordul navetei Discovery
  • Compton, lansat un an mai târziu de Atlantis, a fost folosit pentru detectarea razelor gama și este singurul care astăzi nu mai funcționează, fiind deorbitat în anul 2000 din cauza unor probleme tehnice
  • Chandra, lansat în 1999 de către naveta Columbia este folosit pentru observații în domeniul razelor X
  • Spitzer, singurul care a fost lansat de către o rachetă Delta II și nu de către o navetă spațială, este dedicat radiației infraroșii

Construcția oglinzii lui Hubble, punctul central al oricărui telescop, a durat aproape 3 ani de zile, între 1979 și 1981, și a ridicat costul proiectului la peste 1 miliard de dolari, de la o sumă estimată inițial la 400 de milioane de dolari. La începutul lui 1986, telescopul era aproape finalizat și urma să fie lansat în octombrie, însă pierderea navetei Challenger de la sfârșitul lui ianuarie 1986 avea să suspende lansările navetelor spațiale pentru investigații minuțioase, timp de doi ani.

hubble-telescop-stiinta-tehnica-2Abia în 29 septembrie 1988, Discovery repornea șirul lansărilor navetelor spațiale și aceeași Discovery purta în cala sa spre orbită telescopul Hubble peste 2 ani, în 24 aprilie 1990 (STS-31), în ceea ce avea să fie cea mai ambițioasă misiune de până atunci a întregii flote de navete spațiale. Având în vedere acest lucru, NASA a format un grup de astronauți veterani pentru această misiune (din care a făcut parte și Charles Bolden Jr., actualul administrator al agenției spațiale americane).

Pentru a nu fi deranjat de atmosfera Pământului, telescopul trebuia urcat până la o altitudine de peste 600 km, în condițiile în care naveta spațială urcă de obicei până la 300 de kilometri, așa că Discovery trebuia să-și folosească la maximum resursele de care dispunea. În plus, telescopul reprezenta cea mai mare și mai grea încărcătură transportată până atunci în cala navetei spațiale.

Costurile întregului proiect Hubble, cel mai sofisticat telescop construit vreodată, au ajuns deja la 2,5 miliarde de dolari și aveau să crească până la peste 10 miliarde în anii următori.

PRIMELE PROBLEME

Imediat ce a ajuns pe orbită, au apărut problemele. Prima manevră pe care astronauții au făcut-o a fost să folosească brațul robotic al navetei pentru a ridica telescopul din cală. Acesta urma să-și desfacă panourile solare, pentru a putea funcționa independent. Dacă primul set s-a desfăcut, cel de-al doilea set a rămas înțepenit.

hubble-telescop-stiinta-tehnica-3Rumoare în camera de control de la Houston, pentru că fără panourile solare, bateriile telescopului nu puteau fi încărcate și acesta nu putea funcționa. A durat două ore pânâ când cineva a venit cu un set diferit de comenzi care au fost transmisecomputerului de la bordul telescopului și în cele din urmă panoul solar buclucaș s-a desfăcut complet. Brațul robotic al navetei s-a desprins de telescop și din punctul de vedere al echipajului, misiunea s-a încheiat cu succes.

La trei săptămâni după lansare, Hubble trimitea spre Pământ primele sale imagini. Entuziasmul mulțimii care le vede pentru prima dată scade, însă, imediat ce acestea apar pe ecran: imaginile nu sunt deloc clare. Imagine după imagine, acestea conturează destul de repede concluzia că Hubble este miop: oglinda sa, la care s-a lucrat 3 ani de zile, are o formă greșită și telescopul este astfel inutil. Eroarea nu este mare, doar a 50-a parte din grosimea unui fir de păr, dar este suficientă încât să facă telescopul care costase deja peste 2 miliarde de dolari inutilizabil.

PRIMELE SOLUȚII

Pentru salvarea telescopului, a imaginii și a viitorului agenției spațiale, NASA selectează un nou grup de astronauți experimentați și se pregătește pentru o nouă misiune deosebit de complexă. Dacă cea în care a fost lansat satelitul a presupus doar urcarea pe o orbită înaltă, de această dată vor avea loc activități extravehiculare de o complexitate nemaiîntâlnită până atunci, în care astronauții vor trebui să intercepteze și să repare efectiv telescopul.

hubble-telescop-stiinta-tehnica-4Endeavour este lansată în decembrie 1993 și echipajul interceptează telescopul Hubble după 2 zile. Prima lor sarcină este aceea de a înlocui 4 din cele 6 giroscoape responsabile cu poziționarea lui Hubble. Reușesc acest lucru, dar au probleme la finalul operațiunii, când ușile telescopului nu se mai închid (acesta este suficient de mare încât un astronaut complet echipat să-i poată pătrunde în interior), dar după câteva ore de încercări și improvizări, echipajul reușește să le închidă, asigurând astfel izolarea termică a telescopului.

Alți doi astronauți instalează un set nou de panouri solare, doar că unul din panourile vechi refuză să se plieze, așa că echipajul îl demontează și efectiv îl aruncă departe de telescop, pentru a fi siguri că nu se va lovi de acesta. Urmează montarea un sistem optic care să corecteze defectele induse de oglinda principală, pentru ca imaginile trimise pe Pământ de către telescop să fie utilizabile de comunitatea științifică, iar computerele de la bord au fost și ele upgradate.

Cea mai complexă misiune de service orbital s-a încheiat cu succes, datorită îndemânării celor care s-au aflat în preajma sa, pe orbită. Fără un echipaj uman, Hubble ar fi fost și acum inutilizabil, pentru că nicio misiune robotică nu ar fi fost suficient de complexă pentru a-l salva. La peste 3 ani după lansare, Hubble putea fi folosit de către comunitatea științifică.

SERVICE ORBITAL

STS-82 a fost a doua misiune de service pentru Hubble. Naveta Discovery a fost din nou lansată în 1997 pentru a înlocui două instrumente științifice cu versiuni mai performante și pentru a repara sistemul de izolare termică, vital pentru buna funcționare a telescopului. În 1999, patru din cele șase giroscoape au cedat și Discovery a fost chemată din nou la datorie, pentru a înlocui tot setul de 6 giroscoape și pentru a îmbunătăți sistemul de izolare termică. A fost montat și un nou computer, mai performant decât cel original.

În 2002, a patra misiune de service a înlocuit și ultimul instrument original de la bordul telescopului cu o versiune upgradată și a adus un nou set de panouri solare mai eficiente, care au crescut cu 30% energia disponibilă sistemelor telescopului. O nouă misiune de service a fost programată pentru 2005, dar accidentul navetei spațiale Columbia din 2003 a dus din nou la suspendarea zborurilor până la finalul investigațiilor.

hubble-telescop-stiinta-tehnica-5În urma acestora, s-a decis ca navetele lansate să poată să ajungă la Stația Spațială Internațională, dacă ceva ar fi fost în neregulă în timpul lansării, iar o misiune spre Hubble nu putea asigura acest lucru, așa că misiunea de service a fost anulată pentru că a fost considerată prea periculoasă conform noilor standarde NASA.

Totuși, în cele din urmă s-a făcut o excepție de la aceste reguli și pentru a prelungi viața telescopului (având în vedere că lansarea succesorului său era mereu amânată), a cincea și ultima misiune de service a fost lansată în 2009, când echipajul de la bordul navetei Atlantis a montat un nou modul pentru prelucrarea datelor achiziționate de telescop, noi instrumente științifice și noi baterii, mai eficiente.

Datorită acestei misiuni, Hubble este și astăzi utilizabil și continuă să trimită imagini spectaculoase spre Pământ, nu doar pentru publicul de rând, dar mai ales pentru astronomii care încearcă să deslușească misterele universului.

TRECUTUL, HUBBLE ȘI VIITORUL

Ca orice alt telescop, Hubble este practic o mașină a timpului care poate privi adânc în trecutul universului, asistând astfel la fazele incipiente ale unor galaxii sau stele, surprinzând cadre care au avut loc acum milioane sau miliarde de ani. De 25 de ani el servește neîntrerupt comunitatea științifică internațională, schimbând manuale și inspirând generații întregi de oameni de știință.

hubble-telescop-stiinta-tehnica-6Ce urmează pentru Hubble? Acesta va rămâne în spațiu încă 15 sau 20 de ani, datorită altitudinii relativ ridicate și a efectului redus al frecării cu atmosfera Pământului, care nu-l va afecta prea mult. Planul inițial ar fi fost ca acesta să fie adus înapoi pe Pământ de către o navetă spațială și să fie expus într-un muzeu, dar pentru că navetele nu mai zboară din 2011, acest plan nu mai poate fi pus în practică.

Pur și simplu nu mai avem la îndemână vehicule care să poată aduce pe Pământ un obiect de dimensiunile telescopului Hubble. Se discută despre o posibilă nouă misiune de service care teoretic s-ar putea realiza folosind următoarea generație a capsulei Dragon care va avea și echipaj uman. Nu s-a luat încă o decizie oficială în acest sens pentru că această nouă capsulă încă nu a zburat în spațiu, dar în următorii ani se preconizează că SpaceX va lansa astronauți americani spre Stația Spațială Internațională și cândva după 2020 o misiune spre Hubble ar putea avea din nou loc.

hubble-telescop-stiinta-tehnica-7Cât despre succesorul lui Hubble, acesta nu există, nici măcar în planurile de viitor ale agenției spațiale americane. NASA plănuiește să lanseze în 2018 telescopul spațial James Webb, pentru care a cheltuit până în prezent peste 8 miliarde de dolari, dar acesta este cât se poate de diferit de Hubble.

În primul rând, James Webb va face observații în infraroșu și nu în vizibil, așa cum se întâmplă cu Hubble. Mai mult, noul telescop va fi plasat în punctul Lagrange L2, ceea ce înseamnă că eventualele misiuni de service vor fi practic imposibile, datorită distanței (punctul L2 se află la 1.5 milioane de kilometri de Pământ). Dar, James Webb va putea privi și mai adânc în trecutul îndepărtat al universului și va răspunde întrebărilor curioșilor astronomi.

Upgrade