Potíže s Hubblem — Jak to dopadlo?

‚Jaké potíže s Hubblem?‘ ptáte se možná. Mluvíme o potížích s Hubblovým kosmickým teleskopem (HKT) — nákladným (přes 1,6 miliardy dolarů), důmyslným okem do vesmíru, u kterého se v roce 1990 náhle projevilo, že špatně vidí.

HUBBLŮV kosmický teleskop je „pravděpodobně nejdůmyslnějším satelitem pro vědecké účely, jaký byl kdy postaven,“ říká v díle The International Encyclopedia of Astronomy doktor R. W. Smith z Univerzity Johnse Hopkinse v Baltimore.a „Největší, nejsložitější a nejvýkonnější observatoř, jaká kdy byla ve vesmíru umístěna“ — tak tento teleskop popisuje Eric Chaisson ve své knize The Hubble Wars. Také v časopise Astronomy pan Chaisson uvádí: „Ke každodennímu ovládání a řízení teleskopu je potřeba čtyř milionů řádků počítačového kódu, což je jeden z nejdelších počítačových programů v civilním světě. To svědčí o tom, jak nesmírně je Hubblův teleskop složitý.“ Tato observatoř obíhá kolem Země ve výšce asi 615 kilometrů, a tak jí nepřekáží zemská atmosféra, která všelijak mění směr světelných paprsků.

Před tím, než byl Hubblův teleskop vypuštěn do vesmíru, doktor Smith prohlásil, že „kvalita snímků, které teleskop pořídí, bude . . . omezena jen zákony optiky, kvalitou jeho zrcadel a tím, jak přesně a rovnoměrně bude HKT zaměřován na své cíle“. Doktor Smith si tehdy sotva uvědomoval, jak se platnost jeho slov potvrdí!

Vypuštění do vesmíru — Radost a zklamání

Velký den nastal v dubnu 1990. HKT byl vyslán na oběžnou dráhu v raketoplánu Discovery. Letoví inženýři byli s výsledkem spokojeni. John Noble Wilford v listu The New York Times uvedl, že technická data „ukázala, že teleskop zůstal po startu nepoškozen, a zdá se, že je připraven začít plnit své poslání — kosmický výzkum, který může trvat déle než patnáct let“. Dodal ještě: „Očekává se, že teleskop bude pozorovat vzdálené hvězdy a galaxie desetkrát ostřeji, než to kdy dříve bylo možné.“ Titulek v časopise Time optimisticky ohlásil „nové okno do vesmíru“ a dodal: „S nezastřeným výhledem na nejvzdálenější hvězdy bude bystrooký Hubblův teleskop schopen podívat se hluboko do minulosti.“ S tím, jak v astronomech a konstruktérech rostlo očekávání, že přijdou na zem první snímky, rostlo zároveň i napětí. Co se nakonec stalo?

Ukázalo se — řečeno slovy přísloví —, že se chválil den před večerem! První snímky začaly přicházet v květnu 1990. Místo očekávaných super-ostrých snímků spatřili dychtiví astronomové jen rozmazané světlé skvrny. Eric Chaisson napsal: „Toto zjištění podporovalo skutečně hrozivé tušení, totiž že observatoř na oběžné dráze má závažnou optickou vadu.“ Teleskop měl nečekanou vadu — nepatrnou chybu v jednom ze dvou odrazových zrcadel! Chyba byla mnohem menší, než je tloušťka lidského vlasu, ale byla dost velká na to, aby teleskopu ‚zkalila zrak‘. Bylo to obrovské zklamání.

Kdo udělal chybu?

Co způsobilo nákladné problémy Hubblova teleskopu? V knize The Hubble Wars uvádí Eric Chaisson, který na projektu Hubblova teleskopu pracoval, mnoho příčin. Říká: „Do očí bijící hardwarové chyby Hubblu mají svůj původ v krátkozrakosti inženýrů — ve zjevné a trvalé neschopnosti vidět problém jako celek. Například: optika teleskopu byla nesprávně vyrobená a nedostatečně vyzkoušená příliš sebejistými inženýry, kteří nepřijímali žádné významné technické nebo vědecké informace od nikoho jiného než od tajnůstkářského zadavatele . . .; do Hubbla byly vestavěny použité části, třeba gyroskopy staré desítky let [ty gyroskopy, které byly před použitím v teleskopu testovány asi 70 000 hodin — byly ‚utestovány k smrti‘, jak řekl jeden inženýr] a paměťové karty, které byly určeny pro staré kosmické lodě.“

Když bylo dokončeno Hubblovo primární zrcadlo, které má průměr 2,4 metru, měla být provedena konečná zkouška. Podle listu The New York Times se však z časových a finančních důvodů od tohoto plánu upustilo. Nedávno zesnulý doktor Roderic Scott, tehdy vědecký šéf ve výzkumné optické společnosti, která zrcadlo vyráběla, se tenkrát dožadoval dalších testů. Jeho varování však byla přehlížena. Proto byl HKT schopen posílat z kosmu jen nepovedené snímky.

Chaissonův názor byl: „Kosmická loď a myriády jejích součástí [přes 400 000 dílů a 42 000 kilometrů elektrického vedení] a rozsáhlá podpora z pozemního kosmického centra jsou možná na naši poměrně mladou technickou civilizaci příliš komplikované. Když se ve starověkém Bábelu snažili potomci Noema postavit věž tak vysokou, že by dosáhla do nebe, Bůh je za jejich troufalost potrestal, jak nám říká První kniha Mojžíšova. Kdyby byl teleskop mnohem jednodušší — kdyby to bylo efektivnější zařízení na vyšším stupni vývoje — snad by se setkal s méně přísným potrestáním.“ Pan Chaisson dále řekl: „Všeobecně rozšířená představa, že vědecké metody jsou nestranné a objektivní a že vědci při své práci jednají a vždy jednali bez lidských emocí, je směšná. Dnešní vědecké snažení je ovlivněno subjektivním žebříčkem hodnot stejně jako většina jiných věcí v životě.“ Ke krizi s Hubblem podle pana Chaissona přispěla ctižádost a žárlivost.

Naděje byly zmařeny

Když si prohlédneme některé novinové titulky, získáme představu o tom, jak dramatické události se odehrávaly kolem ságy Hubblova teleskopu. „Raketoplán míří do výše 615 kilometrů a nese teleskop a sen,“ hlásal jeden list. Časopis Scientific American psal: „Hubblův odkaz — Kosmický teleskop zahajuje novou éru astronomie“. Časopis Time se musel v červenci 1990 opravit a napsat: „Chmurné vyhlídky pro velkou vědu — Raketoplánové naděje NASA [Národního úřadu pro letectví a kosmický prostor] se rozplývají a Hubble má zrakové potíže“. Časopis Science použil k vysvětlení problému objektivnějšího jazyka: „Astronomové zkoumají škody na Hubblu — Málokdy tak nepatrná chyba způsobí tak ohromný zmatek — Avšak v teleskopu za 1,6 miliardy dolarů znamenají i mikrometry mnoho“. Tentýž časopis v prosinci 1990 napsal: „Přílišné sebevědomí konstruktérů Hubbla: ‚Certifikát‘ na slepotu“. V článku se uvádělo: „K zásadní optické vadě Hubblu došlo následkem všeobecné nedbalosti, uzavírá závěrečná zpráva oficiální vyšetřovací komise NASA.“

Všechno však nebylo ztraceno. V březnu 1992 časopis Smithsonian hlásil: „Ohromující snímky z nemocného kosmického teleskopu“. V článku se psalo: „Mnohé funkce teleskopu jsou stále vážně narušeny, ale on přesto zaplavuje astronomy cennými údaji . . . Poskytl překvapivé snímky: například kulové hvězdokupy (tradičně považované za nejstarší útvary ve vesmíru) v rozpuku mládí; prozkoumal jádro vzdálené galaxie, aby našel potvrzení teorie, že v jejím středu je černá díra, která pohlcuje hvězdy.“b

„NASA-mise ‚buď, anebo‘“

Pak se v listopadu 1993 v časopise Science News objevil titulek, na který vědci a astronomové čekali: „Velká oprava — NASA se pokusí opravit Hubblův kosmický teleskop“. Podle časopisu New Scientist to znamenalo „nejambicióznější opravnou misi v celé historii kosmických letů“. Tým sedmi astronautů musel HKT vtáhnout zpět do nákladního prostoru raketoplánu a tam jej přímo ve vesmíru opravit. Tato akce byla nazvána „NASA-mise ‚buď, anebo‘“ a „Setkání s osudem“. Byla úspěšná?

Velitel letu Milt Heflin řekl redaktorovi časopisu Newsweek: ‚Pustili jsme se do toho s vervou.‘ Astronautům-oftalmologům se povedl bravurní kousek — během pěti ‚vesmírných procházek‘ opravili optiku HKT a instalovali novou kameru, velkou jako klavír! Trvalo tři roky, než se mohli dostat do vesmíru a nahradit poškozené části teleskopu částmi náhradními. Návštěva u očního lékaře byla ovšem drahá. Jeden pramen uvádí, že oprava čoček stála 263 milionů dolarů!

Drama vyvrcholilo v lednu 1994 takovými novinovými titulky jako „Hubblův teleskop již není krátkozraký“ a „Hubble konečně vidí do nebe“. Časopis Astronomy oznámil: „Hubble — Lepší než nový.“ Líčil reakce astronomů z Vědeckého ústavu pro kosmický teleskop, když přišly první snímky: „Naprosto neuvěřitelné.“ „Z těch prvních snímků nám běhal mráz po zádech.“ „Opravený Hubble předčil všechna očekávání,“ pochvaloval si doktor Edward J. Weiler, vědecký šéf projektu.

Jaký je přínos?

Oprava optiky se brzy vyplatila. V červnu 1994 časopis Time informoval o tom, že HKT objevil konkrétní doklad toho, že černé díry skutečně existují. NASA oznámil, že teleskop objevil „plynový oblak tvaru disku, který rotuje ohromující rychlostí 1,9 milionů kilometrů za hodinu“. Je vzdálen asi 50 milionů světelných let a leží v centru galaxie M87. Má prý hmotnost dvou až tří miliard hvězd velikosti našeho Slunce, ale jeho hmota je stlačena do objemu, jaký má naše sluneční soustava! Vědci odhadují, že teplota plynového disku je 10 000 stupňů Celsia. Jediným současným vysvětlením tohoto jevu je nesmírná gravitační síla obří černé díry, kolem níž disk rotuje.

Hubble také pořídil vynikající snímky komety Shoemaker-Levy 9, když na své sebevražedné cestě mířila k Jupiteru, kde se v červenci 1994 rozpadla. HKT posílá tak ostré snímky galaxií, že jeden vědec o opravě teleskopu řekl: „Malá změna pro zrcadlo, obrovský skok pro astronomii.“ Časopis Scientific American napsal, že nyní „má Hubble rozlišovací schopnost nejméně desetkrát lepší než kterýkoli přístroj umístěný na zemi, takže může jasně vidět tisíckrát větší prostor [než jiné teleskopy]“.

Hubble nutí teoretiky, aby přehodnotili některé své představy o stáří vesmíru. Podle současného poznání o vesmíru narazili vlastně na paradox. Nejnovější informace od HKT poskytují podle redaktora vědecké rubriky listu New York Times pana Wilforda „silné doklady o tom, že vesmír je možná mnohem mladší, než vědci dříve odhadovali. Možná není starší než osm miliard let,“ a přitom dříve se stáří vesmíru odhadovalo až na dvacet miliard let. Problém je v tom, že „stáří některých hvězd je spolehlivě odhadnuto na 16 miliard let“. Není divu, říká, že „se zdá, že vesmír kosmology neustále vyvádí z míry a odhaluje, jak žalostně omezené jsou jejich znalosti“. Dodává k tomu: „Lidé, kteří chápou vesmír jako předmět svého studia, se musí smířit s tím, že i přes všechen jejich důvtip a vynalézavost pravděpodobně zůstane mnoho základních informací, které nebudou schopni získat.“

Člověk se musí naučit takové pokoře, jaké byl vyučován Job, když se ho Jehova ptal z větrné bouře: „Dovedeš spoutat mihotavý třpyt Plejád nebo rozvázat pouta Orióna? Vyvedeš hvězdy zvířetníku v pravý čas a povedeš souhvězdí Lva s jeho mladými? Víš, jaké jsou řády nebes?“ (Job 38:31–33, Ekumenický překlad)

A co budoucnost?

Hubblův teleskop slibuje v bezprostřední budoucnosti ještě větší objevy. Jeden astronom napsal: „S Hubblovým kosmickým teleskopem uvidíme tvar mnoha galaxií, které jsou v blízkosti kvasarů [kvazistelárních rádiových zdrojů, nejsvítivějších objektů ve vesmíru].“ V souvislosti s poznáním původu galaxií říká Richard Ellis z univerzity v Cambridge: „Je před námi velmi vzrušující doba.“

Zvídavost bude lidi dále podněcovat k tomu, aby poznávali vesmír, jeho vznik a účel. Takové poznání by mělo v našem srdci vzbudit úctu k Tomu, kdo ten rozlehlý vesmír stvořil, k Jehovovi Bohu. On sám řekl: „Vysoko pozvedněte oči a vizte. Kdo stvořil tyto věci? Je to Ten, kdo vyvádí jejich vojsko dokonce podle počtu, všechny je dokonce nazývá jménem. Pro hojnost dynamické energie, a protože je také silný v moci, ani jedna z nich nechybí.“ (Izajáš 40:26; Žalm 147:4)

[Poznámky pod čarou]

[Nákres a obrázek na straně 16 a 17]

(Úplný, upravený text — viz publikaci)

A: Primární zrcadlo

B: Pomocné zrcadlo

C: Jsou instalovány čtyři gyroskopy, které slouží k zaměření teleskopu

D: Je nahrazen poškozený solární panel

E: Je instalována nová širokoúhlá planetární kamera

F: Opravné optické zařízení kompenzuje chybu zrcadla

G: Vyměněné elektronické zařízení pro nastavení solárních panelů

[Obrázek na straně 16]

Nahoře vlevo: Tak viděl HKT galaxii M100, než byl opraven

[Podpisek]

Fotografie NASA

[Obrázek na straně 17]

Nahoře uprostřed: Instalace nové planetární kamery

[Podpisek]

Fotografie NASA

[Obrázek na straně 17]

Nahoře vpravo: Tak vidí galaxii M100 opravený HKT

[Podpisek]

Fotografie NASA

[Podpisek obrázku na straně 15]

Fotografie NASA