Weltraumteleskop: Wie lange hält Hubble noch?

31 Jahre alt ist das Observatorium im All nun – und zeigt sich mittlerweile sehr störanfällig. Die Forschung wartet auf einen Nachfolger.

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Arbeit an Hubble – im Jahr 1997.

(Bild: NASA)

Von
  • Neel V. Patel

Anfang März verkündete die NASA, dass das Hubble-Weltraumteleskop wieder in den gesicherten Modus gegangen sei, "aufgrund eines Software-Fehlers an Bord". Die wissenschaftlichen Systeme des Teleskops seien zwar überhaupt nicht betroffen, doch alle entsprechenden Anwendungen wurden unterbrochen, während Crews auf der Erde darum bemüht waren, das Problem zu beheben. Die Raumfahrtagentur veröffentlichte keine Details dazu, woraus genau die technische Panne bestand, was sie hervorgerufen hatte oder was zu ihrer Reparatur unternommen wurde.

Grund zur Sorge gibt es vermutlich nicht. Raumsysteme wie Hubble begeben sich immer in den gesicherten Modus, sobald eine Anomalie auftritt. Gesicherter Modus bedeutet, dass das Teleskop aufhört, sich auf gewünschte Ziele auszurichten und dann die gewünschten Daten zu sammeln. Stattdessen stellt es nur sicher, dass die Solar-Panels es weiterhin mit Energie versorgen. Das macht den Fehlerbehebungsprozess einfacher und nahtloser (insbesondere für ein Software-Problem, das mehrere Teile der Anlage beeinflussen kann).

Hubble wurde zuletzt 2018 in den gesicherten Modus versetzt, als es ein Problem mit zwei seiner Gyroskope gab, die es zur sicheren Orientierung im Orbit braucht. Innerhalb von drei Wochen war das Teleskop wieder online, ganz ohne bleibende Probleme. Der Shutdown erinnert einmal wieder daran, dass Hubble in die Jahre kommt. Sein schon drei Jahrzehnte währender Dienst überdauert alles, was irgendwer erwartet hätte, und die Zeit des Weltraumteleskop neigt sich ihrem Ende zu. Wie viel Zeit hat das Observatorium noch und was passiert, wenn es nicht mehr da ist?

Hubbles alternde Hardware wurde zuletzt 2009 von Space-Shuttle-Astronauten gewartet. Damals schätzten Ingenieure, dass es wohl bis 2016 überdauern könnte. "Nach einigen Jahren im Flug und mit all den Renovierungsarbeiten haben Entwickler die Überlebensfähigkeit und Zuverlässigkeit der Instrumente neu evaluiert und damit begonnen, alle Angaben weiter nach oben zu korrigieren", sagt Tom Brown, Leiter des Hubble Space Telescope Mission Office beim Space Telescope Science Institute in Baltimore. "Die jüngsten Schätzungen vermuten, dass wir eine exzellente Chance haben, noch bis mindestens 2026 wissenschaftlich damit arbeiten zu können, vielleicht auch noch das ganze Jahrzehnt. Es sieht aktuell sehr gut aus."

Hubble kam so ziemlich in jeder Art astronomischer Untersuchung der letzten Jahrzehnte zum Einsatz: Untersuchungen von Planeten und Monden in unserem Solarsystem, der Blick auf entfernte Sterne, Galaxien, Supernovas, Raumnebel und andere astrophysikalische Phänomene. Es geht den Ursprüngen des Universums nach. Die geleistete Arbeit in der Exoplanetenwissenschaft war im letzten Jahrzehnt besonders überraschend, wenn man bedenkt, dass es zum Zeitpunkt des Teleskop-Starts im Jahr 1990 noch fünf Jahre dauern würde, bis man überhaupt den ersten Exoplaneten entdecken würde, der einen sonnenähnlichen Stern umkreist.

Hubble nützt wenig dazu, tatsächliche Exoplaneten zu finden, aber es hilft bei Folge-Beobachtungen, die Planeten und deren Atmosphären charakterisieren können, sobald sie gefunden sind. Wenn das James-Webb-Weltraumteleskop (JWST) im Laufe des Jahres seine Arbeit aufnimmt, könnte die kombinierte Kraft der beiden Observatorien Wissenschaftlern dabei helfen, eine der Erde ähnliche Welt zu identifizieren, in der Leben möglich ist.

Das JWST wird oft als Nachfolger von Hubble bezeichnet, aber das trifft den Sachverhalt nicht ganz. Hubble kann das Universum in sichtbaren und ultravioletten Wellenlängen beobachten, während das JWST sich auf Infrarot-Beobachtungen fokussiert, die dabei helfen können, Objekte aus der Frühzeit des Universums zu untersuchen und die chemische Zusammensetzung anderer Welten zu charakterisieren. Da Hubble sich im All befindet, ist ein Einfluss der Erdatmosphäre kein Problem, auch wenn die UV-Strahlung es belastet.

Das ist besonders kritisch, wenn man kaum untersuchte Phänomene genauer betrachten will. Man nehme beispielsweise die 2017 entdeckten Gravitationswellen, die durch die Kollision von zwei Neutronensternen entstanden sind. Hubble war in der Lage, die Nachwehen des Ereignisses zu beobachten und konnte Daten außerhalb des Infrarot-Spektrums bereitstellen, die genutzt werden konnten, um erstaunlich scharfe Details zu liefern.

Vier große wissenschaftliche Instrumente sind derzeit aktiv an Bord von Hubble. Selbst wenn also ein oder zwei davon aufhören sollten, zu funktionieren, gibt es noch immer eine Menge wissenschaftlicher Projekte, die der Rest des Observatoriums erledigen kann. Das Teleskop ist zudem mit viel Redundanz gebaut, sodass der Ausfall einzelner Hardware- oder Software-Komponenten nicht unbedingt dazu führt, dass auch andere Instrumente den Geist aufgeben.

Aktuell gibt es noch keine Pläne für eine große Service-Mission. Sollte es einen katastrophalen Ausfall geben, der Hubble komplett offline schaltet, wäre es schwer vorstellbar, dass die NASA eine Reparaturmission für ein drei Jahrzehnte altes Observatorium genehmigen würde. Was also wird Hubble ersetzen, wenn es endgültig in den Ruhestand geht? Brown sagt, dass andere Nationen erste Pläne haben, Missionen ins All zu schicken, welche die Beobachtungen im sichtbaren und ultravioletten Bereich übernehmen könnten, die derzeit noch Hubble durchführt. Das Astrosat-Weltraumteleskop aus Indien macht zurzeit UV-Beobachtungen aus dem All, doch ist deutlich weniger mächtig. China plant den Start eines Weltraumteleskops mit dem Namen Xuntian im Jahr 2024. Laut den staatlichen Medien soll es ein Gebiet beobachten können, dass 300-Mal größer ist als das von Hubble.

Der wahre Hubble-Nachfolger könnte das von NASA lang vorgeschlagene "Large Ultraviolet Optical Infrared Surveyor"-Weltraumteleskop (kurz: LUVOIR) werden, ein Allzweckobservatorium, das in der Lage ist, multiple Wellenlängen zu beobachten (einschließlich infrarot, optisch und ultraviolett). Doch auch bei gesicherter Finanzierung würde LUVOIR frühestens 2039 an den Start gehen.

Gut möglich ist dementsprechend, dass Hubble solange aktiv bleibt, bis es wirklich ersetzt werden kann. Die meisten Astronomen machen sich allerdings auf eine große Wissenslücke gefasst, wenn es tatsächlich aufhört zu funktionieren. "Hubble ist wirklich das Beste für ultraviolette und optische Astronomie", sagt Brown. "So viel Forschung, insbesondere wenn es darum geht, Temperaturdaten und chemische Zusammenhänge im Weltraum zu verstehen, hängt von den Informationen ab, die es liefert. Ich fürchte, dass die Weltraum-Community den Verlust wirklich spüren wird, wenn Hubble nicht mehr funktioniert."

(bsc)