25 kosmista kynttilää

Kiertoradalla ei kakkuja niin vain leivota, mutta nyt siihen olisi hyvä syy: Hubble-avaruusteleskooppi täyttää 25 vuotta.

Jos tarkkoja ollaan, 24. huhtikuuta tulee kuluneeksi neljännesvuosisata siitä, kun avaruussukkula Discovery vei teleskoopin Maata kiertävälle radalle. Ehdotus avaruuteen sijoitettavasta kaukoputken rakentamisesta on peräisin jo 1940-luvulta, siis ajalta ennen ensimmäistäkään satelliittia.

Kun Hubblea 1970-luvun lopulla alettiin rakentaa, tähtäimessä oli sen saaminen havaintopaikalleen vuonna 1983. Hanke kuitenkin viivästyi seitsemällä vuodella; yksi syy myöhästymiseen oli Challenger-sukkulan räjähtäminen pian lähdön jälkeen tammikuussa 1986.

Se ei ollut kuitenkaan ainut este Hubblen pitkällä tiellä, joka oli mutkainen, ja täynnä kiviä ja kuoppia. Alkuperäinen suunnitelma oli kunnianhimoinen: avaruusteleskoopissa piti olla kolmen metrin läpimittainen peili ja siihen oli tarkoitus rakentaa paineistettu osa huoltotöiden helpottamiseksi.

Budjettileikkausten vuoksi ja rakenteen yksinkertaistamiseksi paineistetusta osasta luovuttiin ja peilin läpimittaa pienennettiin 2,4 metriin. Kun alkujaan lähtöhetkeksi suunniteltu vuosi 1983 koitti, projekti oli pahasti kesken, mutta "Suuri avaruusteleskooppi" sai uudeksi nimekseen Hubble 1900-luvun alussa maailmankaikkeuden laajenemisen huomanneen Edwin Hubblen mukaan.

Epäilemättä Hubble on avaruusteleskoopin nimenä ja myös henkilönä tunnetumpi kuin NASAn entinen johtaja James Webb, jonka mukaan on nimetty rakenteilla oleva Hubblen seuraaja.

Tuolloin hankkeeseen lähti mukaan myös Euroopan avaruusjärjestö ESA, jolla on yhteistyösopimuksen mukaan käytössään 15 prosenttia teleskoopin havaintoajasta.

 

 

Likinäköinen teleskooppi

Huhtikuussa 1990 Hubble saatiin vihdoin kiertoradalle, mutta ilo jäi lyhytaikaiseksi. Ensimmäiset kuvat osoittivat, että teleskoopissa on jotain pahasti vialla. Tähdet eivät olleet pistemäisiä ja yleisvaikutelma avaruuden kohteista napatuissa otoksissa oli suttuinen.

Lopulta jäljet johtivat sylttytehtaalle eli 2,4-metriseen pääpeiliin: se oli hiottu väärin. Peili oli kovera, kuten peilikaukoputkessa kuuluu ollakin, mutta ei riittävän kovera. Peilin reunaosat poikkesivat suunnitellusta muodosta vähän yli kaksi millimetrin tuhannesosaa.

Pari mikrometriä ei kuulosta kummoiselta hiontavirheeltä, mutta käytännössä  se teki Hubblesta likinäköisen. Peilin laidoilta heijastuneet valonsäteet eivät keskittyneet samaan polttopisteeseen kuin keskiosista tulevat säteet.

Moka oli sitäkin nolompi, kun projekti oli tullut maksamaan yli kaksi miljardia dollaria ja virheen – viralliselta nimitykseltään palloaberraation – pystyy välttämään kuka tahansa kaukoputkia rakentava tähtiharrastaja, joka tekee riittävän tarkkaa työtä.

Onneksi Hubble oli suunniteltu siten, että sitä pystyttiin huoltamaan avaruussukkulalennoilla. Pääpeilin taakse sijoitetuista viidestä instrumentista yksi uhrattiin korjausoptiikalle, joka mahdutettiin suunnilleen puhelinkopin kokoiseen metallilaatikkoon.

Ensimmäinen huoltolento päästiin tekemään kuitenkin vasta vuonna 1993. Kun korjausoptiikka saatiin vihdoin paikalleen, mediassa uutisoitiin vitsikkäästi, että "Hubble sai piilolinssit". Jos taas ollaan tarkkoja, optiset korjauselementit olivat peilejä.

Syykin oli selvä: Hubble toimii näkyvän valon lisäksi ultravioletti- ja infrapuna-alueilla. Jos korjausoptiikka olisi rakennettu linsseistä, ultraviolettialue olisi menetetty, koska uv-säteily imeytyy tavalliseen lasiin. Linssien valmistaminen uv-säteilyn läpäisevästä erikoislasista olisi tehnyt "piilolinsseistä" vielä kalliimmat.

 

Katse kaikkeuteen… päin!

Sen jälkeen Hubblella onkin tehty löytö toisensa perään, ja niiden lisäksi perustavaa laatua olevia havaintoja entuudestaan tutuista, mutta huonosti tunnetuista maailmankaikkeuden kohteista ja ilmiöistä.

Kameroilla ja spektrografeilla – joita on vaihdettu uudempiin kaikkiaan viidellä huoltolennolla – on tutkittu niin Aurinkokunnan kappaleita kuin maailmankaikkeuden kaukaisimpia kohteita.

Planeetoista on voitu tehdä pitkäaikaisia havaintoja, jotka ovat täydentäneet luotainten lähettämiä tietoja. Helminauhakomeetan Shoemaker-Levy 9 törmäystä Jupiteriin ja syntyneiden "tuhkalaikkujen" kehitystä seurattiin Hubblella suorana lähetyksenä.

Plutolta on löytynyt neljä uutta kuuta ja sekä asteroidi Vestasta että kääpiöplaneetta Cereksestä on Hubblella saatu kuvia, jotka päihitti tarkkuudessa vasta paikan päälle päässyt Dawn-luotain.

Omassa Linnunradassamme Hubble on tuonut selvyyttä tähtien ja planeettajärjestelmien synty- ja kehitysprosessiin kurkistamalla infrapuna-alueella tähtienvälisten pilvien sisuksiin, tarkkailemalla kaasun liikkeitä vastasyntyneiden tähtien puhaltamassa hiukkastuulessa ja voimakkaassa säteilyssä sekä välittämällä huipputarkkoja kuvia tähtien jäänteistä, planetaarisista sumuista ja supernovajäännöksistä. Onpa Hubblella kuvattu muita tähtiä kiertäviä eksoplaneettojakin.

Naapurigalaksien tutkimus on paljastanut Linnunradan ja Andromedan galaksin lähestyvän  toisiaan sellaisella vauhdilla, että ne törmäävät muutaman miljardin vuoden kuluttua. Kaukaisemmista ja myös kaikkein kaukaisimmista galakseista tehdyt havainnot ovat puolestaan määrittäneet maailmankaikkeuden iäksi 13,7 miljardia vuotta.

Samalla universumin laajeneminen osoittautui kiihtyväksi, mikä johti pimeän energian löytymiseen – joskin sen luonne on edelleen täysin hämärän peitossa. Myöskään pimeän aineen arvoitus ei ole selvinnyt, mutta Hubblen avulla on saatu paljon lisää tietoa sen jakaumasta niin galakseissa kuin galaksijoukoissakin.

Siinä missä kunnon keittiössä tarvitaan tehokasta monitoimikonetta, sama pätee mitä suurimmassa määrin myös tähtitieteeseen. Hubble on täyttänyt tehtävänsä kosmisena yleiskoneena jo neljännesvuosisadan ajan.


Juttuja samasta aiheesta