Hubbles synfel — Hur korrigerades det?

”Vem eller vad är Hubble?”, kanske du undrar. Vi talar om rymdteleskopet Hubble, HST (Hubble Space Telescope) — det dyra (över 1,6 miljarder dollar) avancerade ögat i universum som plötsligt år 1990 visade sig se suddigt.

RYMDTELESKOPET Hubble är ”förmodligen den mest avancerade vetenskapliga satellit som någonsin byggts”, säger dr R. W. Smith, som är knuten till Johns Hopkins University i Baltimore, i The International Encyclopedia of Astronomy.a ”Det största, mest komplexa och kraftigaste observatorium som någonsin placerats ut i rymden.” Så beskriver Eric Chaisson det i sin bok The Hubble Wars. I tidskriften Astronomy förklarar han: ”Den programmeringskod på fyra miljoner rader som behövs för att kommendera och kontrollera det dag för dag — en av de största koderna i den civila världen — vittnar om Hubbles enorma komplexitet.” Detta observatorium rör sig i en bana runt jorden på drygt 600 kilometers höjd och befinner sig alltså på behörigt avstånd från jordens ljusförsvagande atmosfär.

Före uppskjutningen förklarade dr Smith att ”kvaliteten på bilderna kommer ... att bestämmas uteslutande av de optiska lagarna, speglarnas kvalitet och hur exakt och stadigt HST kan riktas mot sina mål”. Föga insåg han då hur betecknande hans ord skulle visa sig vara!

Uppskjutningen — glädje och besvikelse

Den stora dagen för uppskjutningen kom i april 1990. Hubbleteleskopet sköts upp i sin bana med hjälp av rymdfärjan Discovery. Teknikerna vid markkontrollen var förtjusta över resultatet. John Noble Wilford rapporterade i The New York Times att tekniska data ”visade att teleskopet hade klarat uppskjutningen oskadat och verkade redo att påbörja sitt uppdrag att utforska kosmos, ett uppdrag som skulle kunna pågå i mer än 15 år”. Han tillade ”att man förväntade att det skulle observera avlägsna stjärnor och galaxer med en skärpa som var 10 gånger så stor som den som tidigare uppnåtts”. En rubrik i tidskriften Time tillkännagav optimistiskt: ”Nytt fönster mot universum”. I artikeln sades det sedan: ”Med en klar blick på de mest avlägsna stjärnorna kommer det skarpögda Hubbleteleskopet att kunna se långt bakåt i tiden.” Spänningen steg när astronomerna och konstruktörerna väntade på att de första bilderna skulle sändas hem till jorden. Vad hände?

Det visade sig att man, som talesättet säger, hade sålt skinnet innan björnen var skjuten. De första bilderna började anlända i maj 1990. I stället för de knivskarpa bilder astronomerna väntat sig levererade Hubble suddiga bilder. Eric Chaisson skriver: ”Dessa observationer gav stöd åt den verkligt kusliga tanken att rymdobservatoriet var behäftat med ett betydande optiskt fel.” Teleskopet hade ett fel som man inte hade räknat med — ett mycket litet fel i en av de två speglarna! Felet var mycket mindre än tjockleken på ett hårstrå, men det var tillräckligt för att synskärpan skulle försämras. Det var en enorm besvikelse.

Vem var den skyldige?

Vad var det som ledde till Hubbles kostsamma problem? Eric Chaisson, som arbetade med Hubbleprojektet, anger många orsaker i sin bok The Hubble Wars. Han säger: ”De påtagliga felen på hårdvaran i Hubble beror på närsynthet hos teknikerna, en klar och ihållande uraktlåtenhet att beakta hela situationen. Några exempel: teleskopoptiken var felaktigt konstruerad och bristfälligt testad av självsäkra tekniker, som underlät att inhämta viktiga tekniska och vetenskapliga råd och upplysningar förutom av den förtegne leverantören ... ; i Hubbles utrustning ingick begagnad apparatur, exempelvis tiotals år gamla gyroskop [dvs. gyroskop som hade testats i omkring 70.000 timmar före användningen — ’testats till döds’, som en tekniker uttryckte det] och minneskort som var avsedda för gammaldags rymdfarkoster.”

När Hubbles 2,4 meter stora huvudspegel var färdig, skulle den ha genomgått ett slutligt test. Enligt The New York Times övergavs emellertid de planerna på grund av tidsbrist och av ekonomiska skäl. Numera avlidne dr Roderic Scott, som var vetenskaplig chef för det optiska forskningsföretag som tillverkade spegeln, krävde ytterligare tester. Hans varningar ignorerades. Hubbleteleskopet i yttre rymden kunde således bara sända hem undermåliga bilder.

Chaisson uttrycker sin uppfattning så här: ”Kanske rymdfarkosten med dess myriader delar [däribland 400.000 maskindelar och 42.000 kilometer kabel] och omfattande stödfunktioner [från rymdcentralen på jorden] är för komplicerad för vår relativt unga teknologiska civilisation. När Noas avkomlingar försökte bygga ett torn i den forntida staden Babel, ett torn så högt att det skulle räcka upp i himlen, berättar Första Moseboken för oss att Gud straffade dem för deras oförvägenhet. Om vi hade byggt ett rymdteleskop som inte var så komplext — med en mer funktionell utrustning som kunde vidareutvecklas — kanske vi inte hade fått en så brysk tillrättavisning.” Chaisson säger vidare: ”Den vittutbredda uppfattningen att de vetenskapliga metoderna är förutsättningslösa och objektiva, att vetenskapsmännen inte visar och aldrig har visat mänskliga känslor i sitt arbete är absurd. Våra dagars vetenskapliga ansträngningar påverkas, liksom det mesta här i livet, av de subjektiva värderingarna hos de berörda individerna.” Enligt Chaisson har ärelystnad och avundsjuka bidragit till Hubbles handikapp.

Förhoppningarna grusades

En återblick på några tidningsrubriker ger en bild av de dramatiska händelserna kring historien om Hubbles synfel. ”Rymdfärja skjuts upp till 615 kilometers höjd med ett teleskop och en dröm”, kunde man läsa i en dagstidning. Tidskriften Scientific American uppgav: ”Hubbles arv — rymdteleskopet inleder en ny era inom astronomin.” I juli 1990 måste Time ändra sin bedömning och meddela: ”Dystra utsikter för prestigevetenskapen — NASA:s förhoppningar grusas — Hubble har ögonproblem.” Tidskriften Science förklarade problemet i mer objektiva ordalag: ”Astronomer undersöker Hubbles defekt — sällan har ett så litet fel orsakat ett så stort kaos — men i ett teleskop för 1,6 miljarder dollar kan ett fel på bara en tusendels millimeter orsaka ett stort problem.” Samma tidskrift rapporterade i december 1990: ”Hubble-hybris: Ett exempel på ’konstaterad’ blindhet.” Det sades vidare: ”Rymdteleskopet Hubbles ödesdigra optiska fel orsakades av slarv från mångas sida, enligt den slutsats som NASA:s utredningsgrupp kommit fram till i sin slutliga rapport.”

Allt var emellertid inte bortkastat. I mars 1992 rapporterades det i tidskriften Smithsonian: ”Förbluffande bilder från ett sjukt rymdteleskop.” Det sades vidare: ”Medan många av teleskopets funktioner fortfarande är allvarligt nedsatta, förser det ändå astronomerna med värdefulla data. ... Det har bjudit på överraskningar, till exempel klotformiga stjärnhopar (som traditionellt betraktas som de äldsta formationerna i universum) i sin ungdomliga skönhet; det har granskat hjärtat av en avlägsen galax i sökandet efter stöd för teorin att ett stjärnslukande svart hål befinner sig i galaxens centrum.”b

”NASA:s vinna-eller-försvinna-uppdrag”

I november 1993 kom så den rubrik i Science News som vetenskapsmän och astronomer hade väntat på: ”Den stora reparationen — NASA försöker laga rymdteleskopet Hubble.” Enligt New Scientist innebar detta ”det mest ambitiösa reparationsuppdraget i rymdflygningens historia”. Ett lag på sju astronauter skulle fånga in Hubbleteleskopet, manövrera ner det i lastrummet på sin rymdfärja och reparera det där ute i rymden. Företaget kallades ”NASA:s vinna-eller-försvinna-uppdrag” och ett ”rendezvous med ödet”. Blev det en framgång?

De astronautiska oftalmologerna gjorde en vetenskaplig kupp — under fem rymdpromenader korrigerade de Hubbleteleskopets optik och installerade en ny kamera i pianostorlek! Det gick tre år innan de kunde bege sig dit ut för att byta ut de defekta delarna och installera korrigerande. Men det var ett dyrt besök hos ögonläkaren. Enligt en källa kostade reparationsuppdraget 263 miljoner dollar.

Dramat nådde sin höjdpunkt i januari 1994 och fick sådana rubriker som ”Hubbleteleskopet är inte längre närsynt” och ”Hubble får slutligen se rymden”. Tidskriften Astronomy tillkännagav: ”Hubble — bättre än när det var nytt.” Den rapporterade om astronomernas reaktioner vid Space Telescope Science Institute när de första bilderna mottogs: ”Helt otroligt.” ”De första bilderna sände ilningar längs ryggraden på oss.” ”Hubblereparationen överträffar våra vildaste förväntningar”, jublade dr Edward J. Weiler, projektets forskningschef.

Vilka är fördelarna?

Korrigeringen av optiken betalade sig snart. I juni 1994 rapporterade Time att Hubbleteleskopet hade upptäckt konkreta bevis för existensen av svarta hål. NASA meddelade att det hade upptäckt ett ”skivformat gasmoln som roterade med den svindlande hastigheten av 1,9 miljoner kilometer i timmen”. Det befinner sig 50 miljoner ljusår bort och i centrum av galaxen M87. Gasmolnet sägs ha en massa som motsvarar två till tre miljarder stjärnor av vår sols storlek, men komprimerad i ett utrymme av samma storlek som vårt solsystem! Forskarna beräknar att gasskivan har en temperatur på 10.000 grader Celsius. Den enda tillgängliga förklaringen till detta fenomen är den otroliga gravitationskraft som utlöses av ett kolossalt svart hål runt vilket skivan roterar.

Hubble gav också utmärkta bilder av kometen Shoemaker-Levy 9 när den rusade fram på sin självmordskurs mot Jupiter, där den upplöstes i juli 1994. De bilder av galaxer som Hubbleteleskopet sänder hem är så skarpa att en vetenskapsman sade om reparationsarbetet: ”En liten förändring för en spegel, men ett jättesprång för astronomin.” Enligt Scientific American har nu ”Hubbleteleskopet en upplösningsförmåga som är minst 10 gånger så stor som upplösningsförmågan hos något jordbaserat instrument, så att det kan se klart genom en 1.000 gånger större rymdvolym [än vad som gäller för andra teleskop]”.

Hubble får teoretikerna att ompröva en del av sina uppfattningar om universums ålder. De har faktiskt stött på en paradox, efter vad man nu förstår. Det senaste vittnesbördet från Hubbleteleskopet ger, enligt den vetenskaplige skribenten Wilford i New York Times, ”starka belägg för att universum kan vara mycket yngre än vetenskapsmännen tidigare beräknat. Det kanske inte är mer än 8 miljarder år”, jämfört med tidigare beräkningar på upp till 20 miljarder år. Problemet är att ”vissa stjärnor, enligt tillförlitliga beräkningar, är 16 miljarder år”. Inte undra på att, som Wilford säger, ”universum tycks fortsätta att kasta obehagliga skruvbollar mot kosmologerna och avslöja de beklagansvärda begränsningarna i deras kunskap”. Han tillägger: ”De som antar universum som forskningsfält måste acceptera att det, trots all deras begåvning och intelligens, är mycket som de aldrig kommer att få några slutgiltiga svar på.”

Människan måste lära sig ödmjukhet, sådan ödmjukhet som Job fick lära sig när Jehova frågade honom ur stormvinden: ”Knyter du samman Sjustjärnornas knippe? Och förmår du att lossa Orions band? Är det du som, när tid är, för himmelstecknen fram, och som leder Björninnan med hennes ungar? Ja, förstår du himmelens lagar?” — Job 38:31—33, 1982 års svenska översättning.

Hur blir det i framtiden?

Hubbleteleskopet kommer förmodligen med fler avslöjanden inom den närmaste framtiden. En astronom skrev: ”Med rymdteleskopet Hubble kommer vi att se formen av många galaxer i grannskapet av kvasarerna [kvasistellära radiokällor, som är de ljusstarkaste objekten i universum].” När det gäller kunskapen om galaxernas ursprung säger Richard Ellis vid universitetet i Cambridge i England: ”Vi går en mycket spännande tid till mötes.”

Den mänskliga nyfikenheten kommer att fortsätta att sporra forskarna att öka sin kunskap om universum, dess början och dess syfte. Sådan kunskap bör i vårt hjärta uppväcka vördnad för Skaparen av det väldiga universum, Jehova Gud, som sade: ”Lyft upp era ögon mot höjden och se. Vem har skapat dessa ting? Det har Han som för ut hären av dem, ja efter antal; dem alla kallar han rentav vid namn. På grund av överflödet på dynamisk energi, också därför att han är väldig i kraft, saknas inte en enda av dem.” — Jesaja 40:26; Psalm 147:4.

[Fotnoter]

[Diagram/Bild på sidorna 16, 17]

[För formatterad text, se publikationen]

A: Primärspegeln

B: Sekundärspegeln

C: Fyra gyroskop, avsedda att rikta in teleskopet, inmonterade

D: Defekt solpanel utbytt

E: Ny planetkamera med vidvinkel installerad

F: Det korrigerande linssystemet, COSTAR (Corrective Optics Space Telescope Axial Replacement), kompenserar den defekta spegeln

G: Solpanelernas elektroniska styrsystem utbytt

[Bild på sidan 16]

Överst till vänster: Hubbleteleskopets bild av galaxen M100 före reparationen

[Bildkälla]

NASA photo

[Bild på sidan 17]

Överst i mitten: Den nya planetkameran installeras

[Bildkälla]

NASA photo

[Bild på sidan 17]

Överst till höger: Hubbleteleskopets bild av galaxen M100 efter reparationen

[Bildkälla]

NASA photo

[Bildkälla på sidan 15]

NASA photo