Hubble Space Telescope (HST)

Gemeinsame, langfristig angelegte Astronomie-Mission von ESA und NASA zur Beobachtung des Universums in einem Wellenlängenbereich, der von ultraviolett bis zu infrarot reicht. Dieses breite Spektrum kann abgedeckt werden, weil sich das Teleskop ausserhalb der irdischen Atmosphäre in 600 km über der Erde befindet.

HST ist nach Edwin Powell Hubble (1889–1953) benannt, der einer der großen Pioniere der modernen Astronomie war.

Das Universum ist für sichtbares Licht transparent, auch wenn es riesige Strecken während Milliarden von Jahren zurücklegt. Millisekunden bevor es aber die Teleskopspiegel auf der Erdoberfläche erreicht, muss es unsere turbulente Atmosphäre durchdringen, und die feinen kosmischen Details werden verzerrt. Diesselbe atmosphärische Turbulenz bewirkt auch das nächtliche Glitzern der Sterne.

Demgegenüber kann HST mit Sensoren Licht aufspüren, die fünfmal schärfer sind, als die der besten bodenstationierten Teleskope. Das Herzstück des HST sind ein Primärspiegel mit 2,4 m Durchmesser und vier wissenschaftliche Instrumente, die das opitsche Spektrum vom infraroten, über das sichtbare, bis zum ultravioletten Licht abdecken. Es gibt eine Kamera, eine Kamera/Spektrograph-Kombination und eine Anzahl von Zielfindungssensoren für das Teleskop.

Der Betrieb eines Teleskops außerhalb der Erdatmosphäre hat große Vorteile, da deren Filterwirkung auf bestimmte Wellenlängen im elektromagnetischen Spektrum, zum Beispiel im Ultraviolett und im Infrarot, entfällt. Es treten auch keine Störungen durch Luftbewegungen auf (Szintillation), die bei terrestrischen Teleskopen nur mit großem Aufwand ausgeglichen werden können.

Mit seiner komplexen Instrumentierung wurde das Hubble-Weltraumteleskop für vielfältige Aufgaben konstruiert. Besondere Aufmerksamkeit galt einem Programm, durch Beobachtung von Cepheiden in nahen Galaxien (bis zu einer Entfernung von etwa 20 Mpc) die genaue Entfernung dieser Galaxien zu bestimmen. Durch Vergleich mit der Radialgeschwindigkeit der Galaxien sollte sich die Hubble-Konstante, die die Ausdehnung des Universums bestimmt, und somit auch das Alter des Universums berechnen lassen. Nach Behebung der Anfangsschwierigkeiten war das HST in diesem und anderen Bereichen erfolgreich.

Besonders bekannte Ergebnisse sind:

• Höchstempfindliche Aufnahmen zum Studium der Entwicklung von Galaxien, wie das Hubble Deep Field und das Hubble Ultra Deep Field.
• Eichung der kosmischen Entfernungsskala durch Beobachtung von Cepheiden in nahen Galaxien.
• Untersuchung der sich beschleunigenden kosmischen Expansion durch Beobachtung ferner Supernovae.
• Nachweis von schwarzen Löchern in den Kernregionen vieler naher Galaxien.

HST ist für Servicearbeiten im All ausgelegt, sodass veraltete oder fehlerhafte Geräte ausgetauscht werden können. HST war 1990 vom Space Shuttle Discovery im All ausgesetzt worden, spätere Missionen übernahmen die Wartung. Das Hubble-Teleskop zeigt nach über 30 Betriebsjahren inzwischen deutliche Abnutzungserscheinungen. Einige Komponenten sind mittlerweile ausgefallen und man musste auf die Backupsysteme umschalten. Hubble wird wahrscheinlich noch bis mindestens 2026 für Forschungszwecke eingesetzt werden können.

Als Nachfolger für das Hubble-Teleskop ist das James Webb Space Telescope (JWST) vorgesehen, dessen Start am 25. Dezember 2021 erfolgte. 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. Das JWST ist ein Gemeinschaftsprojekt der NASA, der ESA und der kanadischen Weltraumagentur.

Hubble Space Telescope Hubble Space Telescope (HST) während der Reparaturmission STS-82 im Februar 1997. Die sechsköpfige Besatzung des Space Shuttles führte Wartungsarbeiten am Teleskop durch. 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. Primäres Ziel dieser 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. Hierdurch konnte das Auflösungsvermögen und die spektrale Genauigkeit massiv erhöht werden und es war erstmals möglich, Beobachtungen im infraroten Bereich durchzuführen.

Eine neu montierte Kamera auf HST nahm dieses säulenartige Monstergebilde aus Gas und Staub auf. Es erhielt die Bezeichnung Cone Nebula (in NGC 2264). Der abgebildete Teil der Säule hat eine Längserstreckung von 2,5 Lichtjahren. Dies entspricht 23 Millionen Reisen zum Mond und zurück.

Diese Bildersequenz der Advanced Camera for Surveys demonstriert die Ausbreitung des Lichtechos, das durch einen ungewöhnlichen Sternenausbruch im Januar 2002 verursacht wurde. Das Licht des bizarren Sterns breitet sich im Raum aus und wird von den umgebenden Schalen aus Staub reflektiert. Es entsteht der Eindruck eines spektakulären, vielfarbigen Auges. Der rote Riese im Zentrum ist V838 Monocerotis, ca. 20.000 Lichtjahre von uns entfernt. Quelle: ESA

Weitere Informationen:

• Hubble (ESA)
• NASA/ESA Space Telescope (ESA)
• Hubble Space Telescope (NASA)
• Hubble Space Telescope - Videos (NASA Scientific Visualization Studio)