Hubble po raz piąty

***

Teleskop Hubble'a nazwany na cześć amerykańskiego astronoma, który odkrył zjawisko rozszerzania się wszechświata, jest jednym z najdoskonalszych instrumentów astronomicznych wszech czasów. Choć nie jest wielki - średnica jego zwierciadła głównego wynosi 2,4 m - pod względem jakości obrazu przewyższa ziemskie teleskopy o znacznie większych rozmiarach. Dzieje się tak głównie dzięki wyniesieniu poza ziemską atmosferę, ale także dzięki możliwości bardzo długich ekspozycji. Rozmiary HST zostały narzucone przez parametry ładowni wahadłowca, także masa była ograniczona udźwigiem tego pojazdu. Instrument ma długość 13 m i masę 11,5 t, wyniesiony został przez wahadłowiec Discovery na wysoką orbitę kołową (610 km) w kwietniu 1990 roku. Pojazdy załogowe rzadko zapuszczają się na taką wysokość - orbity statków i stacji kosmicznych mieszczą się w przedziale 250-400 km, jednak dla teleskopu wybrano orbitę wyższą, gdyż jest bardziej trwała. Orbity wszystkich sztucznych satelitów Ziemi w sposób naturalny obniżają się z czasem, najkrótszy żywot mają satelity poruszające się najniżej.
Teleskop kosmiczny gotów był już w 1986 roku, jego start planowano na październik, ale w styczniu owego roku nastąpiła katastrofa wahadłowca Challenger, która zahamowała amerykański program załogowy na parę lat. Opóźnienie startu to nie jedyny problem, jaki dotknął Hubble'a. Wkrótce po wprowadzeniu na orbitę okazało się, że zwierciadło zostało nieprawidłowo wyszlifowane i zdolność rozdzielcza teleskopu jest trzykrotnie mniejsza od planowanej. Wystąpiły też kłopoty z bateriami słonecznymi, które zakłócały pracę teleskopu przy wychodzeniu z cienia Ziemi i wchodzeniu w cień (następuje to kilkanaście razy w ciągu doby). Na szczęście konstruktorzy teleskopu przewidzieli jego okresowe serwisowanie na orbicie i wykryte usterki można było usunąć.
Pierwsza misja naprawcza odbyła się w grudniu 1993 roku, astronauci z wahadłowca Endeavour przechwycili teleskop i po umieszczeniu w ładowni dokonali wymiany baterii słonecznych oraz zainstalowali specjalny system optyczny korygujący błąd zwierciadła głównego. HST odzyskał ostrość widzenia i rozpoczęła się prawdziwa lawina odkryć astronomicznych - instrument spełnił pokładane w nim nadzieje z nawiązką, choć jego koszty kilkakrotnie przekroczyły pierwotnie planowaną wartość 400 mln USD.
W trakcie wieloletniej eksploatacji teleskopu, jego słabym punktem okazały się żyroskopy służące do precyzyjnego ustawiania instrumentu i jego stabilizacji w czasie obserwacji. Hubble posiada ich 6; trzy nominalnie wymagane są do jego prawidłowej pracy, teoretycznie może on pracować nawet z dwoma żyroskopami, choć wymaga to wprowadzenia specjalnego oprogramowania instrumentu.
Trzy żyroskopy wymieniono już w pierwszej misji naprawczej, w kolejnej, która odbyła się w lutym 1997 roku, także wymieniano te zawodne urządzenia obok zaplanowanej wymiany kamer odbierających obrazy z teleskopu. Kamery, a właściwie czujniki analizujące wiązkę światła wychodzącą z układu optycznego Hubble'a, są coraz doskonalsze i należy je wymieniać, by jak najlepiej wykorzystać informacje zbierane przez teleskop. Dwie kolejne misje - w grudniu 1999 roku i marcu 2002 roku miały podobne zadania: wymiana kamer i żyroskopów, ta ostatnia po raz kolejny wymieniła też baterie słoneczne. Ostatnia misja planowana była na rok 2005, jednak wcześniej zdarzył się tragiczny wypadek wahadłowca Columbia…
Po najnowszym serwisie teleskop Hubble'a powinien pracować co najmniej do roku 2013, a zapewne nieco dłużej. Potem podzieli los setek martwych satelitów okrążających Ziemię w oczekiwaniu na nieuchronny upadek na naszą planetę.
Kiedy budowano HST, zakładano nieco inny koniec jego misji. Miał powrócić w ładowni wahadłowca i zająć godne miejsce w Muzeum Lotnictwa i Astronautyki w Waszyngtonie obok samolotu Lindbergha, kabiny Apollo-11 i innych relikwii podboju przestworzy. Dziś jednak nikt nie pamięta o takich romantycznych pomysłach, a same wahadłowce wkrótce trafią do muzeów. NASA ma zupełnie inne kłopoty na głowie; jednym z nich jest budowa nowego statku Orion, która postępuje wyjątkowo opornie i grozi kolejną długą przerwą w lotach załogowych.
Następcą HST stanie się budowany obecnie teleskop im. Jamesa Webba, administratora NASA w latach 1961-68. Jego zwierciadło nie będzie monolitem, lecz będzie się składać z 18 cienkich segmentów, które po rozłożeniu utworzą powierzchnię odbijającą o średnicy 6,5 m. W odróżnieniu od HST teleskop Webba będzie przeznaczony do obserwacji w zakresie podczerwieni i będzie ulokowany znacznie dalej od Ziemi. W 2013 roku europejska rakieta Ariane-5 wyniesie go do tzw. punktu Lagrange'a L2 - miejsca oddalonego od naszej planety o 1,5 mln km. W tym punkcie, charakteryzującym się wielką stabilnością grawitacyjną, będzie obserwował wszechświat z dala od ziemskich zakłóceń. Ale jeśli ulegnie awarii, nie ma nadziei na naprawę - astronauci nie zapuszczają się w tak odległe rejony.
JACEK KRUK