2020. április 24., péntek 20:49
Harminc évvel ezelőtt hatalmasat lépett előre az univerzum megismeréséhez vezető úton a világ: 1990. április 24-én a Discovery űrrepülőgép fedélzetén útjára indult, és másnap Föld körüli pályára is állt a Hubble űrtávcső (Hubble Space Telescope, HST). Az űrkutatás történetének talán legismertebb űrcsillagászati eszköze az elektromágneses sugárzás közeli infravörös, látható fény és ultraibolya tartományában végez észleléseket, e három kombinálásával születő képein olyan elképesztő részletgazdagsággal jelennek meg a kozmosz objektumai, ami gyökeres változást jelentett a csillagászatban. Az Amerikai Űrkutatási Hivatal (NASA) és az Európai Űrügynökség (ESA) által közösen épített és üzemeltetett űrtávcsővel mostanáig egymilliónál is több felvételt készítettek a csillagászok, és publikációk ezrei jelentek meg az új kutatási eredményeket taglalva.
Az űrteleszkópot Edwin Powell Hubble-ról, a 20. század egyik legnagyobb csillagászáról nevezték el, az ötlet azonban Hermann Oberth német tudóstól, a rakétatudomány egyik atyjától származik: Oberth vetette fel először, hogy egy a Föld légkörén kívülre helyezett űrtávcső jóval szebb képeket készíthetne a világűr látványosságairól, mivel a földi távcsövekkel szemben működését nem zavarja semmiféle légköri jelenség, se a felhők, se a napsütés. Oberth elképzelését aztán 1946-ban egy amerikai csillagász, Lyman Spitzer pontosította, rámutatva, hogy nemcsak az időjárási körülményeket és a légkör torzítását lehetne kivédeni, de a látható fény mellett más, a légkör által kiszűrt hullámhosszokon is képes lehet dolgozni egy leendő űrtávcső. Spitzer ötletére 1968-ban bólintott rá a NASA, lefektetve egy 3 méteres átmérőjű tükörrrel fölszerelt űrteleszkóp, a Large Orbiting Telescope avagy Large Space Telescope terveit.
1974-ben, az űrsiklóprogram formálódása közben a NASA illetékesei arról döntöttek, hogy a teleszkóp moduláris felépítésű kell legyen, hogy a leendő űrsiklóflottával könnyen karban lehessen tartani, meghibásodó részeit cserélni, az új technológiák beépítésével folyamatosan fejleszteni, modernizálni. A végül nagyjából négymilliárd dollárba kerülő Hubble tervezése 1975-ben, az Európai Űrügynökséggel közösen kezdődött, és a busz méretű és súlyú, 2,4 méteres átmérőjű főtükörrel szerelt űrtávcső jó pár év csúszás után (amibe a Challenger-katasztrófa is közrejátszott) 1990-re állt startra készen.
Oberth 1923-as ötletének helyességéről aztán 1990. május 20-án győződhettek meg saját szemükkel a kutatók, amikor a Hubble elkészítette első felvételét az NGC 3532 csillagcsoportról, a Carina csillagképben. A tesztfotót, amin négy fényes csillag volt látható, az összehasonlító elemzés céljából összevetették egy a Washington állambéli Las Campanas Obszervatóriumból az égbolt ugyanezen régiójáról készült fotóval. A Hubble fotója kétszer élesebbnek bizonyult, mint a földi felvétel, kiderült például, hogy a legfényesebb csillag nem egy óriás-, hanem ikercsillag. Az első tesztképek tehát ígéretesek voltak, de a csillagászok nem voltak elégedettek: akárhogy próbálta a földi irányítás finomhangolni az űrtávcső beállításait, a továbbiakban nem sikerült sehogyse olyan éles képeket készíteni, amire a tervezéskor számítottak: a távoli, kozmikus objektumokról a kelleténél elmosódottabb, homályosabb fotókat küldött a Hubble a Földre.
A fókuszálási hibát az okozta, hogy egyszerűen pontatlanul csiszolták fel a távcső szemét-lelkét, a fő tükröt. A tükör széle a számításokban szereplő értéktől nagyjából 2,2 mikrométerrel volt laposabb, így a tükör belsejéből és a tükör széléről érkező fénysugarak nem voltak szinkronban, az emiatt föllépő szférikus aberráció rontotta a felvételek minőségét. (Az igazán kínos mindebben az volt, hogy már a Hubble építése során kiderült ez a csiszolási hiba, de az ellenőrző másodműszerek hibájára fogták a tükör készítése során mért eltérést. Ahogy a Challenger katasztrófájához vezető döntési hibák láncolata, úgy ez a dollármilliók elégetését előrevetítő fiaskó is meglehetősen jellemző volt a NASA akkori működésére.)
A moduláris felépítésnek hála, a föllövés után szűk négy évvel – ennyi ideig tartott mire a NASA összekoldulta a nagyjavításhoz szükséges pénzt a kongresszustól – sikerült kijavítani a hibát: 1993. december 9-én olyan új kamerát építettek a NASA űrsiklóval érkező űrhajósai a távcsőbe, ami képes volt korrigálni a tükör hibáját (az egész tükröt másikra cserélni természetesen lehetetlen lett volna). A NASA 1994. január 13-án közölte az első olyan képet, ahol már nem volt semmilyen hiba, és a Hubble végre azzá a teleszkóppá vált, amelynek eleve tervezték.
A Hubble-t ezután még négyszer szervizelték, az öt űrsiklóküldetés alkalmával többek között a szenzorokat, feldolgozóegységeket, de még az óriási napelemtáblákat is lecserélték az űrhajósok. Az utolsó nagyjavítás 11 éve, 2009-ben történt, amivel elméletileg mostanáig, 2020-ig tolták ki azt az űrtávcső élettartamát. Ha minden számítás helytálló, akkor még tíz-húsz éve lehet a Hubble-nek hátra, aztán a kozmikus körülmények közt lassan, de biztosan meghibásodó alkatrészek miatt egyszer csak végleg elnémul és megvakul, majd keringési magasságából egyre veszítve a légkörbe lépve megsemmisül. (Hacsak addig nem szerveződik valamiféle mentőakció az űrkutatási mérföldkő megmentésére, és Földre visszahozására.)
A kezdeti megpróbáltatások ellenére minden szempontból hatalmas sikerként értékelhető a Hubble három évtizedes működése. Nemzetközi tudományos kutatások tízezrei folytak és folynak a segítségével, az elkészült tanulmányok több, korábban kérdéses tudományos tézist is bizonyítottak vagy cáfoltak sikeresen. Többek között a Hubble segítségével mérték meg pontosan a Hubble-paramétert, vagyis azt a sebességet, amivel a galaxisok egymáshoz mért távolodási sebességét leírjuk, és az univerzum koráról alkotott elképzeléseket is a Hubble segített pontosítani. Az Index az alábbi 30 képpel – köztük jó néhány ritkán látható fotóval – tiszteleg eredményei előtt és ünnepli a Hubble űrteleszkóp 30. születésnapját.
1989. október 10-i fotó a Lockheed összeszerelő üzeméből, ahol a kész űrtávcső várja, hogy a Kennedy Űrközpontba szállítsák, és beemeljék a Discovery űrsikló rakterébe. (Fotó:
Dennis Keim / NASA)
A Discovery űrsikló harminc évvel ezelőtt, 1990. április 24-én, helyi idő szerint reggel, 3 perccel fél 9 után indult útra a Kennedy Űrközpontból, hogy pályára állítsa a Hubble űrteleszkópot. (Fotó:
NASA)
1990. április 25. A Hubble a pályára állítás pillanatában, 614 kilométerrel a Föld fölött. A jellegzetes dupla napelemtáblák már teljesen nyitva, és az űrtávcsövet már nem tartja a Discovery űrsikló mozgatható karja. A csodálatos felvételt IMAX kamerával készítették. (Fotó:
NASA)
A történelmi STS-31 küldetés tagjai: Loren J. Shriver parancsnok (balra alul), fölötte Charles F. Bolden űrsiklópilóta, a NASA későbbi igazgatója,. Középen Kathryn D. Sullivan küldetésspecialista, jobbra alul a táblát Bruce McCandless tartja (ő volt az első űrhajós, aki 1984-ben biztosító kábel nélkül lebegett és manőverezett az űrben), jobb szélen Steven A. Hawley a Hubble makettjével – ők ketten szintén küldetésspecialisták. (Fotó:
NASA)
1993. december 5-i fotó az első nagyjavítás egyik igen látványos pillanatáról. A fotón fölül F. Story Musgrave űrhajós, alatta Jeffrey A. Hoffman látható, a fényképen jól megfigyelhetőek a Hubble irányhajtóművei, de Musgrave tükörképe a Hubble burkolatán is figyelemreméltó. (Fotó:
NASA)
1993. december 6. Az első nagyjavítás során eltávolították az egyik sérült napelemtáblát is. A fényképen látható, ahogy a feleslegessé vált alkatrész eltávolodik az űrsikló mozgatható karjától, miközben lent a Földön épp Szudán északi része látható. (Fotó:
NASA)
Egy fontos képpár 1993-ból. Mindkét nyers fotón az 55 millió fényévre lévő Messier 100 galaxis magja látható, a bal oldali pár nappal az első nagyjavítás előtt, a jobb oldali pedig utána készült. Az élességben tapasztalt drámai javulás jól mutatja, hogy mennyire fontosak egy ilyen jellegű műszernél a végtelenül pontos mérések és precíz beállítások. Az Endeavour űrsikló legénysége által 1993 decemberében lecserélt WFPC (Wide Field and Planetary Camera) kamera második verziója sikeresen korrigálta a 2,4 méter átmérőjű fő tükör optikai hibáját, így végre úgy kezdett működni a Hubble, ahogy azt eredetileg tervezték. (Fotó:
NASA)
Ez a pazar pillanatkép a második nagyjavítás vége felé, az űrtávcső elengedése előtt nem sokkal készült. (Fotó:
NASA)
1997. február 19. A második nagyjavítás utáni fotó a Hubble űrtávcsőről, a felvétel a Discovery űrsikló fedélzetéről készült. Jól látható, hogy a távcső optikáját védő fedél nyitva van. (Fotó:
Johnson Space Center / NASA)
1998 januárjában így látta a Hubble infravörös szeme a Szaturnuszt. (Fotó:
NASA/ESA)
Ezen az 1998 augusztusában, infravörös közeli tartományban készült, utólag színezett fotón az Uránusz és négy gyűrűje látható, valamint a bolygó 17 holdja közül tíz. A vöröses foltok nagy magasságú felhőzetet jelölnek. (Fotó:
NASA/ESA)
1999 decemberében zajlott a harmadik nagyjavítás, a rendkívül látványos fotón Steven L. Smith és John M. Grunsfeld űrhajósok láthatóak, amint a Discovery űrsikló rakterébe vont teleszkópon dolgoznak. (Fotó:
NASA)
A Hydra csillagképben megfigyelhető, ESO 510-G13 nevű spirális galaxisról készült fotó jól szemlélteti a 150 millió fényév távolságra lévő objektum kissé megtekeredett formáját. (Fotó:
NASA/ESA)
2002. március 6-án, a negyedik nagyjavítás alkalmával kicserélték többek között az energiaellátás központi vezérlőegységét (power control unit, PCU) is. Erre a küldetés harmadik űrsétáján került sor, a fenti fotón a Hubble szíve, a PCU látható. (Fotó:
NASA)
2002. március 7. Michael J. Massimino az Electronic Support Module (ESM) beszerelésére készül a negyedik nagyjavítás egyik feladataként. Az ESM a Hubble újonnan kiépített hűtőrendszerének egyik fő alkatrésze, amivel új életet leheltek az infravörös közeli tartományban dolgozó kamerarendszerbe (Near-Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer, NICMOS). (Fotó:
NASA)
A Hubble talán legfontosabb, legnagyobb hatású felvétele, a Hubble Ultra Deep Field. A kép 2003. szeptember 24 és 2004. január 16. között készült, miközben a Hubble 400-szor kerülte meg a Földet, nyolcszázszor exponálva, összességében több mint 11 napnyi expozíciós idővel. A felvétel különlegessége, hogy a kozmosz egy Földről nézve látszólag üres, kicsiny (egy teleholdnyi) területére irányítva készült a Kemence csillagképben, 11 napig gyűjtögetve az onnan érkező roppant kevés fényt. Az eredmény lenyűgöző: soha korábban nem tapasztalt mélységű és részletességű betekintést nyújt az univerzumunk múltjába. Amit a képen látunk, az szinte kivétel nélkül távoli galaxis (csupán egy maroknyi csillag látható rajta a mi galaxisunkból), a kompozit fotó eredetijén (mert ez itt egy kicsinyített verzió ugyebár) csaknem tízezer galaxis számoltak össze a kutatók. A galaxisok némelyike (nagyjából száz kicsiny vöröses pont) több milliárd fényévre van tőlünk, és az univerzum fiatalkori, 800 millió évvel keletkezése utáni állapotáról mesélnek, míg a közelebbi, nagyobb és fényesebb, határozott galaxisformájú csillagvárosok már egy jóval öregebb, 13 milliárd éves univerzumról adnak képet. Az egész felvétel olyan, mintha egy szívószálon át kukucskálnánk a kozmosz legmélyére. (Fotó:
NASA/ESA)
Csillagászok 2005-ben készítették ezt az állapotfotót az Egyszarvú csillagképben, a Napunktól 20 000 fényévre található V838 Monocerotis nevű vörös csillagról, ami 2002-ben váratlanul fölfénylett és hetekig világított a korábbinál sokkal fényesebben. A csillag fénye élénken megvilágítja a környezetében kavargó kozmikus porfelhőt – a csillagászok fényvisszhangnak nevezik ezt a jelenséget. (Fotó:
NASA/ESA)
2007-ben készült felvétel a 35 millió fényévre, a Halak csillagképben található spirálkaros Messier 74 galaxisról, ami talán a valaha készült legszebb portré egy születőfélben lévő csillagokkal ékesített távoli csillagvárosról. (Fotó:
NASA/ESA)
2009. május 18. John Mace Grunsfeld (a képen) és Andrew Feustel űrhajósok egy hétórás űrsétán elvégezték az űrtávcső ötödik, utolsó nagyjavítását. Az űrhajósok elemeket cseréltek, új vezérlőszenzort szereltek be és három új hővédő takarót rögzítettek az elektronikai modulokra. (Fotó:
NASA)
2009. május 19. Utolsó búcsú a Hubble-től: a különleges fotó az ötödik nagyjavítás végeztével, az elengedés előtti pillanatokban készült az Atlantis űrsikló egyik ablakából, a tükröződésben jól látszik az űrsikló egyik műszerfala is. (Fotó:
NASA)
Az 1400 fényévnyire lévő Fátyol-köd egy híres szupernóva-maradvány a Hattyú csillagképben, ezt a részletét úgy hívják a csillagászok, hogy NGC 6960 avagy Boszorkányseprű-köd. (Fotó:
NASA/ESA)
A Centaurus A (aka NGC 5128) egy lentikuláris galaxis a Kentaur csillagképben, és jól ismert a csillagpályáit nagy mértékben takaró porfelhőiről. Ez a kép a valaha készült legrészletesebb felvétel a Centaurus A magjáról. A felvétel a látható fény, az infravöröshöz közeli és ultraibolya tartományok kombinálásával készült, így képes feltárni a galaxis belső szerkezetét, megmutatni születő csillagait. (Fotó:
NASA/ESA)
2010-ben, a Hubble huszadik születésnapján publikálták ezt az ugyancsak ikonikussá vált, csatajelenetszerű felvételt a 7500 fényévre kavargó Carina-köd egyik különösen mozgalmas részletéről. Születőfélben lévő csillagok, forró gázok, sebesen mozgó vagy épp masszívan tornyosuló porfelhők, a köd mélyéből kilökődő anyagok állnak össze már-már mítikusan grandiózus kozmikus tájképpé. (Fotó:
NASA/ESA)
A Hubble szerepelt Alfonso Cuarón mexikói filmrendező 2013-as filmjében, a Gravitációban. A film egy fiktív, közeli jövőben játszódó űrsiklóküldetéssel indul: az STS-157 küldetés feladata a Hubble űrteleszkóp szervizelése lenne, de a munkát félbeszakítja egy gyorsan eszkalálódó vészhelyzet, aminek eredményeképp végzetesen megrongálódik az Explorer nevű űrsikló és gyakorlatilag megsemmisül a Hubble is. (Fotó:
Heyday Films/Esperanto Filmoj / Warner Bros. Picture)
Egy pillanatok alatt ikonikussá vált fotó a nevezetes Lófej-ködről. A Hubble 2013-ban fényképezte le az addig soha ilyen részletesen nem látott híres por- és gázfelhőt (más néven Barnard 33) az Orion csillagképben. Az infravörös tartományban készült felvétel segítségével a csillagászok behatóan tanulmányozhatták a csillagközi felhő addig rejtett struktúráját. (Fotó:
NASA/ESA)
A Teremtés oszlopai (Pillars of Creation) 2014-ben. A Sas-köd egyik részletéről, három hatalmas, gázokból és porból álló oszlopról először 1995. április 1-jén készítettek nevezetes felvételt Jeff Hester és Paul Scowen. 29 évvel később a két csillagász a korábbinál szebb és részletgazdagabb felvételt készített a Hubble segítségével a nagyjából 6500-7000 fényévre lévő objektumokról. (Fotó:
NASA/ESA)
A Hubble másolata a seattle-i repülés múzeumában, a Simonyi Károlyról elnevezett űrhajózási csarnokban, 2017-ben. (Fotó:
Nagy Attila Károly / Index)
A csillagászok gyakran használják közeli objektumok megfigyelésére is az űrtávcsövet. Ezek a fotók 2018. júniusában és júliusában készültek naprendszerünk két bolygójáról, a Szaturnuszról és a Marsról. Ezeknél jobb, részletgazdagabb fotókat csak kifejezetten a bolygókhoz küldött űrszondák képesek jelenleg készíteni, a Hubble előnye velük szemben az, hogy hosszabb, immár három évtizedes periódusban képes megfigyelni a bolygók tulajdonságainak változásait. (Fotó:
NASA/ESA)
2018 februárjában készült ez a csodálatos felvétel az 1654-ben, Giovanni Battista Hodierna olasz csillagász által fölfedezett, 4000 fényévre lévő Lagúna-csillagködről. A csillagokat szülő kozmikus képződmény 55 fényév széles és 20 fényév magas, a fotó csak egy kis szegletét mutatja, elképesztő részletességgel. (Fotó:
NASA/ESA)
2020. április 24-én, pénteken, a Hubble űrteleszkóp küldetésének 30. évfordulója alkalmából közzétett ünnepi felvétel a vöröses NGC 2014-ről és szomszédjáról, a kék színű NGC 2020 csillagködről, amik a mi galaxisunk körül 163 ezer fényév távolságra keringő Nagy Magellán-felhő nevű galaxis születő csillagokkal zsúfolt részei. Az univerzumnak ezt az izgalmas, relatíve közeli régióját korábban többször is lefényképezték, most a kerek évfordulót köszöntve új, minden korábbinál szebb és részletesebb felvételt adtak ki róla. Bár ezen a látható fény tartományában készült felvételen elkülönül a két csillagköd, valójában egyetlen hatalmas csillagbölcsőt alkotnak, a mi Napunknál tízszer nagyobb tömegű, ám nagyságrendekkel rövidebb életű csillagokkal. (Fotó:
Space Telescope Science Institut / NASA/ESA)
(Borítókép: Nagy Attila Károly / Index)