Hubble Weltraumteleskop

 

 

 

 

 

 

Hubble Weltraumteleskop

 

Das Hubble-Weltraumteleskop ist ein Weltraumteleskop, das von der NASA und der ESA gemeinsam entwickelt wurde und das nach dem Astronomen Edwin Hubble benannt ist. Es arbeitet im Bereich des elektromagnetischen Spektrums vom Infrarotbereich über das sichtbare Licht bis in den Ultraviolettbereich. Der Spiegeldurchmesser beträgt 2,4 Meter.

Das HST wurde am 24. April 1990 mit der Space-Shuttle-Mission STS-31 gestartet und am nächsten Tag aus dem Frachtraum der Discovery ausgesetzt. Es war das erste von vier Weltraumteleskopen, die von der NASA im Rahmen des Great Observatory Programms geplant wurden. Die anderen drei Weltraumteleskope sind Compton Gamma Ray Observatory, Chandra X-Ray Observatory und Spitzer-Weltraumteleskop.

Nach dem Aussetzen des Teleskops stellte sich schnell heraus, dass die Bildqualität nicht den Erwartungen entsprach. Ein Fehler des Hauptspiegels führte zu Bildern, die praktisch nicht brauchbar waren. Drei Jahre später wurde 1993 mit Hilfe des COSTAR-Spiegelsystems der Fehler erfolgreich korrigiert.

Nach dieser ersten Reparaturmission STS-61 fanden weitere Wartungsmissionen statt. Mit der letzten Wartungsmission wurde die COSTAR-Korrektur überflüssig, da alle Instrumente ein eigenes System zur Korrektur des Spiegelfehlers hatten.

Im Jahr 2018 könnte das geplante James-Webb-Weltraumteleskop die Nachfolge des Hubble-Weltraumteleskops antreten. Es befindet sich derzeit im Bau und ist ein Gemeinschaftsprojekt der NASA, der ESA und der kanadischen Weltraumagentur (CSA).

 

Missionsziele des Hubble Weltraumteleskop

 

Das Hubble Weltraumteleskop wurde primär dazu geschaffen, die Einschränkungen durch die Erdatmosphäre zu umgehen. Die Moleküle der Atmosphäre begrenzen das Auflösungsvermögen von Teleskopen auf der Erdoberfläche, außerdem werden verschiedene Spektralbereiche blockiert. Das Weltraumteleskop sollte eine bis dahin nicht erreichte Auflösung erreichen. Die Missionsziele sind daher äußerst breit gefächert und umfassen praktisch alle wesentlichen Objekte und Phänomene des Universums:

 

  • Planeten im Sonnensystem und darüber hinaus (Exoplaneten)
  • Sterne
  • Nebel aller Art
  • Schwarze Löcher und deren Umgebung
  • Galaxien in fast beliebiger Distanz und Alter
  • Dunkle Materie und Dunkle Energie
  • Alter des Universums

 

Start des Hubble Weltraumteleskop

 

Nachdem die internen Probleme den Start um zwei Jahre verzögert hatten, konnte auch der neue Starttermin zum Oktober 1986 nicht eingehalten werden. Grund hierfür war das Challenger-Unglück am 28. Januar, bei dem alle sieben Astronauten aufgrund von Materialversagen an einem der Feststoff-Booster ums Leben kamen.

Hubble - Ansicht Hubble Teleskop

Da Hubble mit dem Space Shuttle transportiert werden sollte, wurde der Start aufgrund der umfangreichen Verbesserungsmaßnahmen an den anderen Raumfähren um weitere vier Jahre verzögert.

Am 24. April 1990 um 12:33 UTC startete schließlich die Raumfähre Discovery mit dem Teleskop an Bord vom Startkomplex 39B des Kennedy Space Centers in Florida.

Die Mission mit der Bezeichnung STS-31 verlief trotz der Rekordhöhe von 611 km reibungslos, das Teleskop wurde am nächsten Tag erfolgreich ausgesetzt und konnte planmäßig aktiviert werden.

Service-Missionen des Hubble Weltraumteleskop

 

Das Hubble Teleskop war von Anfang an auf Wartungen im Orbit ausgelegt worden, wodurch insgesamt fünf Space-Shuttle-Missionen zur Reparatur und Aufrüstung möglich waren. Im Folgenden werden diese aufgelistet und beschrieben, die genauen technischen Modifikationen sind in den entsprechend verlinkten Abschnitten zu finden.

 

Service-Mission SM 1

 

  • Missionsnummer: STS-61
  • Zeitraum: 2. Dezember 1993 (09:27 UTC) bis 13. Dezember (05:25 UTC)
  • Anzahl EVAs: 5
  • EVA-Gesamtzeit: 28,5 Stunden

Primärziel der ersten Servicemission war die Korrektur des optischen Fehlers des Primärspiegels. Hierzu wurde das High-Speed-Photometer-Instrument entfernt und durch das COSTAR-Linsensystem ersetzt, das alle anderen Instrumente mit einer korrekten und fehlerfreien Abbildung versorgen konnte.

 

Service-Mission SM 2

 

  • Missionsnummer: STS-82
  • Zeitraum: 11. Februar 1997 (08:55 UTC) bis 21. Februar (08:32 UTC)
  • Anzahl EVAs: 5
  • EVA-Gesamtzeit: 33,2 Stunden

Primäres Ziel der zweiten Servicemission war der Austausch zweier Sensoren. Zum einen wurde der Goddard High Resolution Spectrograph durch den Space Telescope Imaging Spectrograph ersetzt, zum anderen wurde der Faint Object Spectrograph für den Einbau des Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer ausgebaut.

 

Service-Mission SM 3A

 

  • Missionsnummer: STS-103
  • Zeitraum: 20. Dezember 1999 (00:50 UTC) bis 28. Dezember (00:01 UTC)
  • Anzahl EVAs: 3
  • EVA-Gesamtzeit: 26,1 Stunden

Ursprünglich sollte es nur eine Mission mit der Bezeichnung „SM 3“ geben, bei der wieder verbesserte wissenschaftliche Instrumente installiert werden sollten. Allerdings zeigten sich die RWAs, die zur Ausrichtung nötig sind, als unerwartet unzuverlässig. Nachdem das dritte von insgesamt sechs Gyroskopen ausgefallen war, entschloss sich die NASA, die Mission in zwei Teile zu spalten. Bei der ersten SM-3A-Mission sollten vor allem neue Gyroskope eingebaut werden, bei der zweiten SM-3B-Mission war der Einbau der neuen Instrumente vorgesehen.

 

Service-Mission SM 3B

 

  • Missionsnummer: STS-109
  • Zeitraum: 1. März 2002 (11:22 UTC) bis 12. März (09:32 UTC)
  • Anzahl EVAs: 5
  • EVA-Gesamtzeit: 35,7 Stunden

Nachdem bei der Mission SM 3A lediglich Reparatur- und Wartungsarbeiten durchgeführt worden waren, erhielt das Teleskop mit der SM-3B-Mission auch ein neues wissenschaftliches Instrument: die Advanced Camera for Surveys. Sie ersetzte die Faint Object Camera und erweiterte den Spektralbereich von Hubble bis in den fernen Ultraviolett-Bereich.

 

Service-Mission SM 4

 

  • Missionsnummer: STS-125
  • Zeitraum: 15. Mai 2009 (18:01 UTC) bis 24. Mai (15:39 UTC)
  • Anzahl EVAs: 5
  • EVA-Gesamtzeit: 36,9 Stunden

Bei dieser letzten Servicemission wurden noch einmal umfangreiche Maßnahmen zur Aufrüstung und Lebensdauerverlängerung ergriffen, um den Betrieb des Teleskops so lange wie möglich sicherzustellen. So wurde die Wide Field Planetary Camera 2 gegen ein modernisiertes Modell mit dem Namen Wide Field Camera 3 ersetzt, womit das COSTAR-System entfernt werden konnte, da nun alle Instrumente über interne Methoden zur Korrektur des Spiegelfehlers verfügten. An dessen Position wurde der Cosmic Origins Spectrograph eingebaut, womit das Teleskop wieder über einen dedizierten Spektrografen verfügt.

 

Zukunft des Hubble Teleskop

 

Als Ablösung für das Hubble Teleskop ist derzeit das James Webb Space Telescope geplant, dessen Start für das Jahr 2018 vorgesehen ist. Es besitzt einen mehr als fünfmal so großen Spiegel und verfügt besonders im Infrarotbereich über erheblich größere Kapazitäten als Hubble, womit Objekte hinter besonders dichten Nebeln oder in extremen Entfernungen besser untersucht werden können.

Im Gegenzug wird der sichtbare und ultraviolette Spektralbereich nicht mehr abgedeckt. Um diese Bereiche auch in Zukunft untersuchen zu können, hat das Space Telescope Science Institute, das derzeit für den Betrieb von Hubble zuständig ist, ein Konzept mit dem Namen Advanced Technology Large-Aperture Space Telescope (ATLAST) vorgelegt.

Hierbei handelt es sich um ein Weltraumteleskop mit einem 8 bis 16 Meter großen Spiegel mit Instrumenten für den sichtbaren und ultravioletten Spektralbereich. Neben kosmologischer Forschung soll es vor allem für die Erforschung von Exoplaneten eingesetzt werden. Als Starttermin wird der Zeitraum von 2025 bis 2035 angepeilt.

Unabhängig von der konkreten Nachfolge wird die Mission von Hubble durch seinen stetig sinkenden Orbit begrenzt. Dies wird, sofern die Umlaufbahn nicht durch ein anderes Raumfahrzeug wieder angehoben wird, dazu führen, dass das Teleskop etwa im Jahr 2024wieder in die Erdatmosphäre eintritt und verglüht.

Es gibt keine konkreten Pläne dieses zu verhindern, da das James-Webb-Teleskopbis dahin bereits voll einsatzbereit sein soll, und auch neue erdgebundene Teleskope wie das European Extremely Large Telescope und das Thirty Meter Telescope etwa zu dieser Zeit in Betrieb genommen werden sollen.

Anmerkungen

Autorenliste Wikipedia

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