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Zahlen, bitte! Hubble-Weltraumteleskop blickt 13,4 Milliarden Lichtjahre tief ins All

Bereits 28 Jahre befindet sich das Hubble-Weltraumteleskop im Orbit und liefert nach einer Korrektur seit immerhin 25 Jahren beeindruckende Bilder. Es lichtete sogar ein Objekt in der unvorstellbaren Entfernung von 13,4 Milliarden Lichtjahren ab.

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Zahlen, bitte! Ein 13,4 Milliarden Jahre tiefer Lichtblick in die universelle Kinderstube.

Die Idee, ein Teleskop in den Weltraum zu schicken, hatte der deutsche Raketenpionier Hermann Oberth bereits im Jahr 1923. Der US-amerikanische Astrophysiker Lyman Spitzer Jr. griff die Idee 1946 auf und spielte in den folgenden Jahrzehnten bei der Verwirklichung des Orbiting Astronomical Observatory 3 und nicht zuletzt bei der Entwicklung des nach Edwin Hubble benannten Hubble-Space-Telescope (HST) eine entscheidende Rolle. Die Entdeckung der bislang am weitesten entfernten Galaxie GN-z11 in 13,4 Milliarden Lichtjahren Entfernung im Jahr 2016 erlebte er jedoch nicht mehr.

Um das Hubble-Teleskop überhaupt finanzieren zu können, musste die NASA mit dem US-Kongress ringen, damit dieser dem ursprünglich mit 500 Millionen US-Dollar veranschlagten Projekts zustimmte. Mit der europäischen Raumfahrtorganisation ESA als Partner und der Verkleinerung des geplanten Hauptspiegels von ursprünglich 3,04 m (120 Zoll) auf 2,38 m (94 Zoll) waren die notwendigen Einsparungen realisiert, sodass die Entwicklung im Jahr 1977 beginnen konnte.

Auch die günstigere Variante war immer noch beeindruckend: Mit 13,1 m Länge, einem Durchmesser von 4,3 m und einem Gewicht von 11 Tonnen hat es die Dimensionen eines Schulbusses und passte gerade noch in die Ladebucht des Space Shuttle. Neben Kameras für sichtbares Licht sind Instrumente für Infrarot- sowie ultraviolette Strahlung an Bord. Hubble, eigentlich mit einem für astronomische Verhältnisse kleine Spiegel ausgestattet, schlug die damaligen irdischen Pendants mit seinem Auflösungsvermögen und seiner Lichtempfindlichkeit um Längen: Im All könnte Hubble noch in 16.000 km Entfernung zwei Glühwürmchen nebeneinander als zwei Objekte identifizieren.

Ursprünglich sollte das Weltraumteleskop 1983 in die Umlaufbahn gebracht werden, es gab aber Verzögerungen in der Endmontage. Das Challenger-Unglück verzögerte den Start für weitere Jahre.

Weltraum-Optiker: Das Hubble Space Telescope bei der Korrektur des Hauptspiegels.

(Bild: NASA)

Am 24. April 1990 war es dann endlich so weit: Mit Mission STS 31 brachte die Discovery das Hubble-Weltraumteleskop in eine 612 km hohe Umlaufbahn und sorgte damit bei Astronomen zunächst für Verzückung, da sie nun endlich loslegen konnten, und nach Begutachtung der ersten Testbilder aber für lange Gesichter: Die Qualität blieb weit hinter dem zurück, was man sich versprochen hatte. Die Fehlerquelle war schnell ermittelt: Ein minimal falsch angebrachter Justierlaser und ein unzureichendes Qualitätsmanagement waren Schuld daran, dass der Hauptspiegel unbemerkt um 2 Mikrometer falsch geschliffen worden war. Ein Fünfzigstel Durchmesser eines menschlichen Haares sorgte somit dafür, dass ein mittlerweile 2 Milliarden Dollar teures Weltraumteleskop kurzsichtig im All herumschwebte.

Da die NASA das Projekt nicht einfach aufgeben und sich zum Gespött machen wollte, musste der Fehler korrigiert werden. Dabei kam dem Vorhaben die modulare, reparaturfreundliche Bauweise zugute. Hubble war nämlich als erstes Weltraumobjekt dieser Art so konzipiert, dass es etwa alle 30 Monate via Shuttle gewartet werden sollte. Die im Dezember 1993 gestartete Shuttle-Mission STS 61 sollte diese Korrektur vornehmen. Die Besatzung benötigte fünf hochkomplexe Weltraumspaziergänge, um Hubble mit dem COSTAR-Korrektursystem im Prinzip eine Kontaktlinse einzubauen und weitere Schwachpunkte wie die Solarsegel auszutauschen. Von nun an funktionierte das Hubble-Teleskop hervorragend und lieferte Bilder in einer Qualität, die nie ein Mensch zuvor gesehen hat.

Weltraumteleskop Hubble (105 Bilder)

Ein farbenfrohes Detail aus dem Carinanebel
(Bild: ESA/Hubble)

Neben den unzähligen bekannten Bildern, die dank künstlerischer Aufarbeitung so wunderbar bunt wirken, erhielten die Astronomen und Astrophysiker Erkenntnisse über die Planeten im Sonnensystem, wie Wetterphänomene auf dem Mars oder der Entdeckung neuer Monde wie der vierte Mond von Pluto. Hubble wies nicht nur Exoplaneten nach, sondern fotografierte sogar einen – etwas, was sich die Forscher bei der Entwicklung nicht in ihren Träumen ausmalen mochten. Hubble lieferte über seine Messungen wichtige Erkenntnisse über das Alter des Weltalls und vor allem über dessen zunehmende Expansion.

Mit der Entdeckung der Galaxie GN-z11 lieferte Hubble 2016 einen Rekord ab: Sie ist mit 13,4 Milliarden Lichtjahren Entfernung das bisher älteste und somit am weitesten entfernte Objekt, welches je untersucht und abgelichtet wurde. Die Galaxie, etwas oberhalb des großen Wagens, ist damit in einem Zustand etwa 400 Millionen Jahre nach dem Urknall zu sehen.

Die Animation zeigt, wo das Hubble Space Telescope die 13,4 Milliarden Lichtjahre entfernte Galaxie GN-z11 entdeckt hat.

Hubble sollte eigentlich nur zehn Jahre im All bleiben, wurde aber nach der Reparatur mit vier weiteren Upgrades – zuletzt 2009 – fit gehalten und soll nun vermutlich erst im Jahr 2024 in die Atmosphäre eintreten und verglühen. Mit dem James-Webb-Weltraumteleskop steht bereits ein Nachfolger in den Startlöchern, er hat aber ähnlich wie Hubble mit Budget- und Zeitproblemen zu kämpfen. Hinzu kommt, dass das James-Webb-Teleskop am Lagrange-Punkt in 1,5 Millionen km Entfernung arbeiten soll. Es dürfen also keine Fehler auftreten, eine nachträgliche Reparatur ist nahezu unmöglich. (Markus Will) / (vza)

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