Das Hubble-Weltraumteleskop (oder Hubble Space Telescope, HST) ist ein Weltraumteleskop für sichtbares Licht, Ultraviolett- und Infrarotstrahlung, das die Erde in etwa 589 km Höhe innerhalb von 96 Minuten einmal umkreist. Das HST wurde am 24. April 1990 vom Space Shuttle Discovery auf der Mission STS-31 im Rahmen einer Zusammenarbeit von NASA und ESA ausgesetzt und nach dem Astronomen Edwin Hubble benannt.
Der Betrieb eines Teleskopes außerhalb der Erdatmosphäre hat große Vorteile, da deren Filterwirkung auf elektromagnetische Signale bestimmter Wellenlängen, zum Beispiel im Ultraviolett und im Infrarot entfällt. Es treten auch keine Störungen durch Luftbewegung auf, die bei terrestrischen Teleskopen nur mit großem Aufwand ausgeglichen werden können.
Die Bildqualität des Hubble-Weltraumteleskops war in den ersten Betriebsjahren durch einen Herstellungsfehler des Teleskops begrenzt, der 1993 mit Hilfe des COSTAR-Spiegelsystems erfolgreich korrigiert werden konnte. Danach erbrachte es Ergebnisse von großer wissenschaftlicher Bedeutung und starker Wirkung auf die Öffentlichkeit.
Geschichte
Schon der Raketenpionier Hermann Oberth wies auf die Möglichkeiten eines Teleskops im Weltraum hin. Konkretere Formen nahmen diese Vorstellungen mit einem Vorschlag von Lyman Spitzer an, den er 1946 unter dem Eindruck der V2-Raketenentwicklung machte. Spitzer war auch die treibende Kraft hinter Studien aus den 1960er Jahren für ein „Large Space Telescope“ von etwa 3 m Spiegeldurchmesser, die schließlich in das HST-Projekt der NASA mündeten. Die Entwicklung wurde durch den Astrophysiker John Norris Bahcall vorangetrieben. Die ESA übernahm 15 % der Kosten gegen Zusicherung eines entsprechenden Mindestanteils an der Beobachtungszeit für europäische Astronomen.
Startschwierigkeiten
Das Hubble-Weltraumteleskop war nach dem Start zunächst nicht im geplanten Umfang zu gebrauchen, weil es nur unscharfe Bilder zur Erde sandte. Wie sich bald herausstellte, war der Hauptspiegel des Teleskops falsch geschliffen. Dies lag an einer unbemerkt gebliebenen abgeplatzten Farbschicht unter einer Befestigungsschraube an der Testeinrichtung (einem sogenannten Nullkorrektor), mit der die computergesteuerten Schleifmaschinen kalibriert wurden, indem nach jedem Schleifgang der Spiegel vermessen wurde und aufgrund der ermittelten Daten der weitere Schleifvorgang programmiert wurde. Der Spiegel hatte zum Rand hin eine Abweichung von 2,5 µm, die zu deutlichen Bildfehlern („sphärischer Aberration“) führte. Eine nachträgliche Korrektur erfolgte durch das COSTAR-Spiegelsystem, da der Fehler rekonstruiert werden konnte und der Spiegel sehr genau in dieser falschen Form positioniert wurde.
Wartung und Reparatur
Blick auf das Teleskop aus dem Space Shuttle während der Mission STS-61, im Hintergrund die ErdeWährend eines späteren Einsatzes des Shuttles wurde der Spiegelfehler dann mit Hilfe des COSTAR-Spiegelsystems ausgeglichen. Hier zeigten sich die Vorteile des ORU-Konzeptes, das eine Reparatur und Wartung des Teleskops in regelmäßigen Abständen vorsah. Bis heute fanden insgesamt 4 Wartungsmissionen statt. Die entscheidende Spiegelkorrektur fand während der ersten Mission (STS-61) Anfang Dezember 1993 statt. Weiterhin startete u. a. am 17. Dezember 1999 der Space Shuttle Discovery zur Mission (STS-103) und die Astronauten runderneuerten Hubble hierbei während insgesamt 24 Stunden und 33 Minuten im All: Neben neuen Kreiseln erhielt das Weltraumteleskop neue Antennen, neue Bauteile in der Energieversorgung, bessere Sensoren und einen leistungsfähigeren Computer.
Lebensdauer und Ende der Mission
Das Teleskop sollte ursprünglich im Jahr 2006 oder 2007 durch eine neue Service-Mission neue Batterien, Gyroskope zur Lageregelung und Instrumente erhalten und im Jahr 2010 außer Betrieb genommen werden. Diese Mission ist jedoch nach dem Absturz der Raumfähre Columbia mit Verweis auf Sicherheitsrisiken vorerst abgesagt worden. Eine als Ersatz geplante robotische Mission steht im Rahmen der Neuausrichtung der NASA in Bezug auf Flüge zum Mond unter Finanzierungsvorbehalt. Außerdem sind die Experten sich nicht sicher, ob ein Reparaturroboter in einer so kurzen Zeit entwickelt werden kann. Sollte diese nicht durchgeführt werden, dann endet der Betrieb des Teleskops spätestens im Jahr 2007 und es wird später, irgendwann in den Jahren danach, in der Erdatmosphäre verglühen. Ein Nachfolgeprojekt, das James Webb Space Telescope, wird frühestens 2012 starten und nur im Infrarot- und nahem Infrarot-Bereich arbeiten.
Ergebnisse der Hubble-Kommission der amerikanischen Akademie der Wissenschaften: Eine robotische Service-Mission würde etwa 2 Mrd. US$ kosten, bei 54 % Erfolgschance. Eine bemannte Mission kostet etwa 1,6 Mrd. US$. Das Problem ist der neue Ansatz des 'Save Heaven'-ISS, d. h. jedes Shuttle muss in der Lage sein zur ISS auszuweichen, falls ein Fehler auftritt. Da die ISS auf 52° Inklination fliegt, ist ein Shuttle auf Hubble-Service-Mission nicht in der Lage die ISS zu erreichen. Die amerikanische Akademie der Wissenschaften drängt jedoch derzeit massiv auf die Durchführung einer solchen bemannten Mission.
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