Mechaniker in der Umlaufbahn

Seit 1990 umrundet das Hubble-Weltraumteleskop außerhalb unserer Atmosphäre die Erde. Mit seiner Hilfe versuchen die Wissenschaftler die Tiefen des Kosmos zu erforschen. In einem spektakulären Arbeitseinsatz im All wurde im Dezember 1993 der Spiegel korrigiert.

Das Hubble-Weltraumteleskop umkreist die Erde in 590 Kilometer Höhe einmal innerhalb von 97 Minuten. Durch die Stationierung im Erdorbit wird die prinzipielle Beschränkung der Beobachtung des Weltalls durch die Atmosphäre überwunden. So entdecken die Astronomen unbekannte planetarische Nebel, fotografieren Sternentstehungsgebiete und blicken in das Zentrum von Galaxien. Hubble ist eine gemeinsame Entwicklung von NASA und ESA und wurde nach dem US-Astronomen Edwin Hubble benannt. Mehr über den Namensgeber erfährst du, wenn du unten auf den Link klickst.

Klassischer Fehlstart

Das Hubble-Weltraumteleskop wiegt 11,6 Tonnen, ist 13,1 Meter lang und hat einen maximalen Durchmesser von 4,3 Metern. Der Hauptspiegel hat einen Durchmesser von 2,4 Metern mit einer effektiven Brennweite von 57,6 Metern. Die zum Betrieb notwendige elektrische Leistung beträgt durchschnittlich 2.800 Watt und wird durch Solarzellen erzeugt.

Ursprünglich hätte es bereits 1986 mit einem Space-Shuttle in die Umlaufbahn transportiert werden sollen, doch nach der Challenger-Katastrophe im Januar 1986 waren alle Shuttleflüge ausgesetzt worden. So verzögerte sich der Start des Teleskops um fast vier Jahre. Erst im April 1990 wurde es in die Erdumlaufbahn gebracht.

Unscharfe Bilder

Obwohl die Shuttle-Mission erfolgreich verlief, konnte das Teleskop nach dem Aussetzen in die Umlaufbahn nicht wie geplant verwendet werden. Die Bilder, die die komplizierte Apparatur zur Erde sandte, entsprachen nicht den Anforderungen. Das erste Foto wurde am 20. Mai 1990 erstellt. Es war eine Aufnahme des offenen Sternenhaufens IC 2602 im Sternbild Kiel des Schiffs. Leider war es verschwommen. Was man zunächst als einen reinen Einstellungsfehler wertete, entwickelte sich bald zu einem wirklichen Problem, denn jedes Bild war unscharf.

Wie sich bald herausstellte, lag es an einem Konstruktionsfehler:  Der Hauptspiegel des Teleskops war falsch geschliffen. Der Spiegel hatte zum Rand hin eine Abweichung von 2,5 µm, die zu deutlichen Bildfehlern (sphärischer Aberration) führte. Dadurch lieferte Hubble nur einen Bruchteil der geplanten Leistungen.

Vorbildliches Wartungskonzept

Glücklicherweise ist das Hubble-Weltraumteleskop so konstruiert, dass Astronauten jederzeit Reparaturen ausführen können. Wegen der Zukunftssicherheit sollten bei Bedarf verbesserte Beobachtungsinstrumente eingesetzt werden können. Bisher wurden mehrere Wartungsflüge durchgeführt, um die Mängel bei der Herstellung des Teleskops zu korrigieren und ausgefallene Stabilisatoren zu ersetzen. Da das Teleskop ständig ein wenig an Höhe verliert, wird die Umlaufbahn bei jedem Wartungsflug korrigiert.

Wartungseinsatz im All

Während der bis dahin teuersten und aufwändigsten Mission eines Space Shuttles installierte die Besatzung der "Endeavour" im Dezember 1993 Korrekturgeräte, die den Fehler am Hauptspiegel mit Hilfe des COSTAR-Linsensystems fast vollständig behoben.

Sehs Jahre später - am 17. Dezember 1999 - startete die Raumfähre Discovery zu einem weiteren spektakulären Wartungseinsatz: In über 24 Stunden an Außeneinsätzen versorgten die Astronauten das Weltraumteleskop mit neuen Kreiseln für die Lageregelung, mit neuen Antennen, neuen Bauteilen für die Energieversorgung, besseren Sensoren und einen leistungsfähigeren Computer.

Begrenzte Lebensdauer

Nach den ursprünglichen Planungen sollte das Teleskop im Jahr 2010 außer Betrieb genommen werden. Eine neue Panne könnte jetzt aber zur Lebensverlängerung des Teleskops führen:

Am 28. September 2008 fiel die Seite A der bisher einzig genutzten primären Kontrolleinheit des Hubble aus, so dass seitdem keine wissenschaftlicher Daten mehr zur Erde übertragen werden konnten. Am 15. Oktober wurde das Weltraumteleskop umkonfiguriert, so dass die Testdaten über die Ersatzeinheit Seite B übertragen wurden. Noch im Oktober konnten erste Bilder aufgenommen werden. Der Rechner der Seite B war seit Ende 1990 nicht in Betrieb gewesen. Im Mai 2009 soll ein Space-Shuttle Hubble anfliegen, um das Problem zu klären. Parallel dazu ist eine weitere Generalüberholung geplant. Damit gilt der Betrieb des Hubble-Teleskops bis mindestens ins Jahr 2012 als gesichert.

Nachfolger in den Startlöchern

Als Nachfolgeprojekt für Hubble wurde das James Webb Space Telescope gebaut. Wenn die nächsten Shuttle-Flüge nach Plan verlaufen und keine Unfälle mehr passieren, dann könnte es frühestens 2011 seinen Betrieb aufnehmen. Es ist speziell für den Infrarot-Bereich ausgelegt, damit das stark rotverschobene Licht erster Sterne und Galaxien nach dem Urknall und der häufig durch Staub verdeckte innere Bereich von Galaxien und Sternentstehungsgebieten besser untersucht werden kann.

Mehr dazu erfährst du auf der Site der NASA und auf der Hubble-Site.

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Text: RR, Stand 7. 12. 2008, Fotos: NASA

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