Hubble-romteleskopet, på engelsk Hubble Space Telescope eller HST, er et amerikansk romteleskop utviklet, bygget og operert i et samarbeid mellom NASA og den europeiske romorganisasjonen ESA. Samarbeidet sikrer ESA og dermed europeiske forskere 15 prosent av observasjonstiden.
HST ble utplassert 25. april 1990 fra romfergen Discovery i en omtrent 600 km høy bane, som er høyt nok til å unngå atmosfæriske forstyrrelser. Dermed er romteleskopet i stand til å ta vesentlig skarpere og klarere bilder enn bakketeleskoper av tilsvarende størrelse. HST hadde fra begynnelsen et feilslipt primærspeil, men var konstruert for service og reparasjoner i rommet. Dermed kunne det, i tillegg til kompenserende optikk, utstyres med nyere og bedre instrumenter. Etter fem slike serviceferder med romfergen i tidsrommet desember 1993 til mai 2009, var romteleskopet på forsommeren 2009 i bedre stand enn det noensinne hadde vært, og var på det tidspunktet beregnet brukt i hvert fall frem til 2014.
Historikk
Det var den ungarskfødte tyske rompioneren Hermann Julius Oberth som i 1923 først lanserte ideen om et romteleskop. I 1946 ble tanken videreført av den amerikanske astrofysikeren Lyman Spitzer, og med utgangspunkt i hans innsats godkjente NASA i 1969 planene for et stort romteleskop, på engelsk bare kalt Large Space Telescope. I 1974 foreslo gruppen som arbeidet med prosjektet at teleskopet skulle utstyres med utskiftbare instrumenter som kunne innrettes med en nøyaktighet på et tiendedels buesekund og observere i bølgelengdeområder fra ultrafiolett til synlig og infrarødt lys. Romfergen skulle sørge for å plassere teleskopet i bane og enten returnere det til bakken for reparasjoner/skifte av instrumenter, eller gi det service i rommet.
I 1975 begynte ESA å samarbeide med NASA om prosjektet, og i 1977 vedtok Kongressen å bevilge penger.
Perkin-Elmer Corporation ble valgt for bygging av selve teleskopet med speil og utstyret, Fine Guidance Sensors, for innretting og styring. Lockheed Missiles and Space Company fikk kontrakt for bygging av plattformen og støttesystemene, montering og prøving. I 1979 begynte NASA-astronauter å trene på serviceoppdrag i et vannbasseng for å simulere vektløshet. I 1981 ble Space Telescope Science Institute opprettet for å evaluere forslag til bruk og for å styre programmet.
Virkemåte
Selve teleskopet, som er av Cassegrain-typen, består av et primærspeil og et sekundærspeil.
Primærspeilet, med en diameter på 2,4 meter, var belagt med et uhyre tynt lag aluminium/magnesium for å sikre god refleksjonsevne. Det skulle slipes så nøyaktig at ingen topper eller daler oversteg 0,0000025 centimeter. Hvis jordoverflaten var så jevn, ville Mount Everest ikke vært mer enn 12,7 centimeter høyt.
Lys oppsamlet av primærspeilet går til sekundærspeilet, som med en diameter på 31 cm er montert i midten av teleskoprøret. Fra det lille speilet går lyset tilbake og gjennom et 61 cm stort hull i midten av det store speilet. Lyset fokuseres 1,5 meter under overflaten på primærspeilet.
Det menneskelige øyet er under optimale forhold i stand til å oppdage en vanlig lommelyktstråle på cirka 3,2 kilometers avstand. Med HST skal man kunne se lommelyktstrålen på Månen, nesten 400 000 km borte. Romteleskopet er dermed omkring ti milliarder ganger mer følsomt enn vårt øye. Hvis det kunne skjelne to objekter med samme klarhet som HST, ville man være i stand til å lese en avisoverskrift 322 km unna.
For at teleskopet skal gjøre nytte for seg, må det kunne innrettes og stabiliseres med ytterst små avvik. Hubble-systemet gjør bruk av gyroskoper, og er så nøyaktig at det ville vært i stand til å holde en laserstråle fokusert på en tiøring 320 km borte 24 timer i ett strekk.
Av de fem vitenskapelige instrumentene om bord er fire montert bak fokalplanet og ett på siden. Noen av instrumentene er på størrelse med en telefonkiosk.
Problemer
Under prøving og kalibrering av teleskopet og instrumentene etter utplasseringen dukket det opp ulike problemer. Det oppsto for eksempel noen merkelige vibrasjoner hver gang teleskopet gikk inn i eller ut av jordskyggen, men overlegent størst var vanskeligheten med å få fokusert det optiske systemet. Grundige analyser slo fast at primærspeilet var slipt ørlite grann for flatt. Ytterkanten var 2,3 mikrometer for lav, tilsvarende 1/25 av et menneskehårs diameter.
For å redde teleskopet måtte det utstyres med «briller». COSTAR, Corrective Optics Space Telescope Axial Replacement, ble konstruert og bygget i en fart med blant annet ti speil på størrelse av en mynt. De uhyre nøyaktige speilene var montert på motordrevne armer som skulle føre dem inn i lysstrålen fra primærspeilet slik at korrigert lys kunne dirigeres til instrumentene.
COSTAR, som hadde en verdi av om lag 50 millioner dollar, ble tatt med opp i romfergen Endeavour på STS-61, det første av fem service- og reparasjonsoppdrag. Sammen med COSTAR fulgte blant annet fire nye, stabiliserende gyroskoper og to nye solcellepaneler, de siste fordi det viste seg at de opprinnelige panelene var skyld i vibrasjonene som oppsto da teleskopet gikk inn i eller ut av jordskyggen.
HST ble ved hjelp av Endeavours robotarm spent fast på en arbeidsplattform bak i romfergens lasterom, og astronauter i par var utenfor i fem arbeidsøkter. For å få plass til COSTAR måtte fotometeret fjernes, og oppdraget var et av de mest kompliserte i romalderen til da. Det ble gjennomført i desember 1993, og var meget vellykket.
På senere service- og reparasjonsferder – i februar 1997, desember 1999, mars 2002 og mai 2009 – ble flere instrumenter og/eller deler skiftet ut og systemer reparert. På forsommeren 2009 fremsto romteleskopet i en bedre utgave enn noen gang tidligere.
HST var opprinnelig konstruert for å returneres til bakken med romfergen, men planer for pensjonering av romfergeflåten fører til at dette ikke kan gjennomføres. På siste service- og reparasjonsferd ble det derfor festet en koblingsmekanisme til romteleskopet som en dag vil gjøre det mulig for et bemannet eller ubemannet romfartøy å innlede en styrt, destruktiv tilbakevending. Dette til skuffelse for de mange som hadde håpet å kunne beskue et av verdens mest kjente og vellykkede vitenskapelige instrumenter på et museum.
Navn
I 1984 ble teleskopet oppkalt etter den amerikanske astronomen Edwin Powell Hubble (1889–1953).
DATA FOR HUBBLE-ROMTELESKOPET
| Skutt opp | 24. april 1990 med romfergen Discovery på STS-31 |
|---|---|
| Utplassert | 25. april 1990 |
| Lengde | 13,3 meter |
| Største bredde | 4,3 meter |
| Masse | Cirka 11,5 tonn |
| Bane | Nesten sirkulær i cirka 600 kilometers høyde, inklinasjon 28,5 grader |
| Observerer i | Ultrafiolett, synlig lys og nær infrarødt |
| Primærspeil | Diameter 2,4 meter, masse 829 kilo |
| Sekundærspeil | Diameter 0,3 meter, masse 12,3 kilo |
| Strømforsyning | To solcellepaneler pluss seks nikkel-hydrogen-batterier, kapasitet tilsvarende 20 bilbatterier |
| Pris | Cirka 1,5 milliarder dollar ved oppskytning, omkring 10 milliarder dollar inkludert service/reparasjoner og operasjon i mai 2009 |