Der Start vor 25 Jahren war mehr als holperig. Aber seither ist Hubble eine Erfolgsgeschichte: Seit 25 Jahren zeigt das Weltraumteleskop, was sich im Weltraum abspielt. Das hat die Vorstellung vom Universum revolutioniert.
Stuttgart - Die Geschichte des Weltraumteleskops Hubble liest sich wie ein Drehbuch aus Hollywood: Der Start am 24. April 1990 ist noch nach Plan verlaufen. Pilot Charles Bolden, inzwischen längst zum Direktor der Nasa aufgestiegen, hat Hubble an Bord des Space Shuttles Discovery in die 560 Kilometer hohe Umlaufbahn gebracht. Doch als im Juni 1990 das erste Bild am Boden eintraf, wurde klar: etwas stimmt nicht. Das Bild war verschwommen. Unebenheiten auf dem Hauptspiegel des Teleskops, die nur einen Bruchteil vom Durchmesser eines menschlichen Haares ausmachen, sorgten für die Unschärfe. Damit war das 1,2 Milliarden Dollar teure Projekt praktisch nutzlos. „Die ersten Monate nach dem Start waren ein Alptraum“, sagte der damalige Hubble-Chefingenieur Jean Olivier dem Fachmagazin „Nature“. Nicht nur bei der US-Weltraumagentur Nasa reagierte man fassungslos auf das technische Versagen. Es hätte mit gründlichen Tests am Boden entdeckt werden können, aber diese waren Sparzwängen zum Opfer gefallen. Auch der Spott und Ärger in der Öffentlichkeit waren groß. Ed Weiler, der damalige Leiter des wissenschaftlichen Teams, erinnert sich gut daran, wie er selbst von Nachbarn angefeindet wurde.
So unglaublich die Panne zunächst schien, so unglaublich erscheint auch die Lösung, die sich die Nasa-Ingenieure ausdachten. Ein Aufsatz aus fünf optischen Spiegeln sollte den Sehfehler ausgleichen. Es dauerte drei Jahre, bevor die Brille installiert werden konnte. Im Dezember 1993 gelang es den Astronauten, Hubble zu reparieren. Hubbles Panne avancierte damit zu einer Geschichte ganz nach dem Geschmack der Amerikaner. Das Teleskop hat es deshalb sogar ins Kino geschafft – im Weltraumspektakel „Gravity“ darf Sandra Bullock es reparieren.
Hubble gehört heute zur Popkultur
Tatsächlich ist Hubble längst fester Bestandteil der Popkultur geworden. Der bislang aufwendigste astronomische Satellit benötigte seither noch etliche Außenbordeinsätze von Astronauten, hat sich aber aus wissenschaftlicher Sicht auch als Erfolg erwiesen: mehr als eine Million detaillierter Aufnahmen haben die Basis für viele Entdeckungen gelegt, die das Bild vom Universum in den vergangenen 25 Jahren völlig verändert haben. Ed Weiler hält das Teleskop deshalb für den größten wissenschaftlichen Erfolg der Nasa.
So ist es mit Hubbles Hilfe wie ursprünglich erhofft gelungen, einen Blick in frühe Zeiten des Universums zu werfen. Mehrere Langzeitbeobachtungen des sogenannten Hubble Deep Fields von 1996 an haben tatsächlich sehr weit entfernte und sehr alte Galaxien gezeigt, die etwa 500 Millionen Jahre nach dem Urknall entstanden sein müssen. Die Auswertung der Aufnahmen aus dem Sternbild des großen Bären ist bis heute noch nicht abgeschlossen.
Hubbles Daten haben außerdem geholfen, das Alter des Universums auf etwa 13,7 Milliarden Jahre zu bestimmen. Das Teleskop hat Geburt und Tod zahlreicher Sterne beobachtet. Und es hat zu einer der wichtigsten kosmologischen Entdeckungen beigetragen, die 2011 mit dem Physik-Nobelpreis ausgezeichnet worden ist: zwei Teams um Saul Perlmutter, Brian P. Schmidt und Adam Riess hatten sogenannte Supernovae beobachtet, sterbende Sterne also, die sich am Ende aufblähen und noch einmal besonders hell leuchten. Anhand dieser „kosmischen Kerzen“ kamen sie zum Schluss, dass sich die Ausdehnung des Universums immer weiter beschleunigt. Verursacht wird die Beschleunigung vermutlich durch die dunkle Energie, die zwar den größten Teil des Universums ausmacht, über die man aber nach wie vor so gut wie nichts weiß. Sie zu analysieren wird die größte Herausforderung in nächster Zukunft sein.
Exoplaneten-Forschung erst durch Hubble möglich
Wie viele Fortschritte Hubbles Aufnahmen brachten, zeigt sich etwa bei der Forschung an Exoplaneten: Damals wurde über dieses Thema spekuliert, gefunden wurde kein einziger dieser erdähnlichen Planeten in anderen Sonnensystemen. Inzwischen sind etwa 1700 näher untersucht worden, unter anderem von dem Göttinger Astrophysiker Ansgar Reiners. Mit Hubbles Hilfe ist es sogar gelungen, teilweise ihre Atmosphären zu untersuchen.
Reiners’ Göttinger Kollege Wolfram Kollatschny nutzte Hubble dagegen, um mehr über Schwarze Löcher zu erfahren, die sich im Zentrum von Galaxien befinden. Wenn diese Löcher mit Materie gefüttert werden, senden sie starke Strahlung in allen Frequenzbereichen aus. Diese sogenannten Quasare variieren in ihrer Helligkeit stark, so dass aussagekräftige Datensätze nur mit Hilfe von simultanen Beobachtungen in mehreren Spektralbereichen gleichzeitig möglich sind. Kollatschny ist es mit Hilfe von Hubble nun gelungen, ungewöhnliche Spektrallinien eines Quasars im Ultraviolettbereich aufzuzeichnen. Aufgrund dieser Linien konnte er das zentrale Magnetfeld bestimmen.
Dank seiner räumlichen Auflösung und seiner Fähigkeit, hochenergetische Strahlung aufzufangen, ist Hubble ein einzigartiges Instrument für Forschung dieser Art. Populär geworden ist es jedoch vor allem durch seine spektakulären Bilder von Nebeln, Sternhaufen, Spiralgalaxien und Explosionen. Diese Aufnahmen kann jeder kostenlos auf der Internetseite des Teleskops herunterladen. „Wir haben das Universum zu den Menschen nach Hause gebracht“, sagt die Wissenschaftlerin Antonella Nota vom Space Telescope Science Institute in Baltimore deshalb stolz.
Hubbles Nachfolger ist schon in Arbeit
James Webb Teleskop
Hubbles Nachfolger ist ein Gemeinschaftsprojekt von 20 Staaten, das von der Nasa koordiniert wird. Die Esa beteiligt sich mit zwei wissenschaftlichen Instrumenten und übernimmt den Start an Bord einer Ariane. Er ist für 2018 geplant. Hubble soll bis 2020, möglicherweise aber sogar darüber hinaus parallel in Betrieb bleiben.
Ziele
Während Hubble vor allem im Bereich ultravioletter Strahlung arbeitet, soll das JWT mehr infrarote Strahlungsbereiche untersuchen – und damit auch sehr weit entfernte, lichtschwache Objekte erforschen.
Position
Deshalb wird das James Webb Teleskop nicht wie Hubble im erdnahen Orbit, sondern 1,5 Millionen Kilometer jenseits der Erdumlaufbahn um die Sonne stationiert.
Probleme
Auch Hubbles Nachfolger hat schon diverse Probleme bereitet. Unter anderem sind die Kosten explodiert. 1,6 Milliarden Dollar waren anfangs veranschlagt, mittlerweile sind es mindestens 8,8 Milliarden Dollar.