Tiefer Blick ins All

Weltraumteleskop „Hubble“ arbeitet seit 25 Jahren

Das Weltraumteleskop
schaut jenseits
der störenden Erdatmosphäre
ins All

Das Weltraumteleskop schaut jenseits der störenden Erdatmosphäre ins All

Foto: dpa

Das fliegende Observatorium war anfangs oft reparaturbedürftig. Aber längst liefert es eine Fülle von einzigartigen Daten und Bildern.

Schwarze Löcher, schillernde Gasnebel, ferne Planeten: Das Weltraumteleskop „Hubble“ hat unser Bild vom Kosmos verändert. Mehr als eine Million Beobachtungen hat das fliegende Observatorium bereits geliefert, fast 13.000 wissenschaftliche Veröffentlichungen sind dazu erschienen. Seit 25 Jahren umkreist das Teleskop in 540 Kilometern Höhe die Erde. Am 24. April 1990 startete „Hubble“ an Bord des Space Shuttles „Discovery“ vom US-Weltraumbahnhof Cape Canaveral ins All. Einen Tag später wurde es im Orbit ausgesetzt.

„Trotz eines holperigen Auftakts haben die Erfolge des Teleskops alle Erwartungen übertroffen“, urteilt Lars Lindberg Christensen, Leiter des Informationszentrums der Europäischen Südsternwarte Eso in Garching bei München. Zu dem Zentrum
gehört auch das europäische
„Hubble“-Informationszentrum. Mit „Hubble“ haben Astronomen das Alter des Universums bestimmt, zum ersten Mal die Atmosphäre eines Planeten bei einem anderen Stern untersucht und in den Tiefen des Weltraums die ersten Galaxien nach dem Urknall aufgespürt.

Ohne den störenden Einfluss der Erdatmosphäre konnte das Omnibus-große Weltraumteleskop viele Beobachtungen machen, die so vom Erdboden aus nicht möglich gewesen wären. „Natürlich hat die Astronomie insgesamt Fortschritte gemacht, und es gibt auch viele Dinge, die wir mit erdgebundenen Teleskopen, aber nicht mit „Hubble“ untersuchen können“, sagt Christensen. „Aber es ist nicht übertrieben zu sagen, dass "Hubble" unser Wissen über das Universum umgekrempelt hat.“

Dabei verlief das Projekt anfangs alles andere als reibungslos. Schon vor dem Start hatten die Planer mit Widerständen zu kämpfen: Verschiedene einflussreiche Astronomen hätten die für „Hubble“ veranschlagten 300 Millionen Dollar lieber für 20 erdgebundene Teleskope vom Typ des Mount-Palomar-Observatoriums ausgegeben, wie sich der Astronom Robert O'Dell von der Vanderbilt-Universität in Nashville in einem Jubiläumsfilm der US-Raumfahrtbehörde Nasa erinnert. Tatsächlich kostete das Weltraumteleskop ungefähr das Vierfache, bis es 1990 im Erdorbit stationiert wurde. Die Europäische Raumfahrtagentur Esa ist mit 15 Prozent an dem fliegenden Observatorium beteiligt.

Zwei Monate nach dem Start folgte der Schock: „Hubbles“ 2,4 Meter großer Hauptspiegel war falsch geschliffen. Zwar ließ sich der optische Fehler rechnerisch korrigieren, das Weltraumteleskops sah damit jedoch nicht schärfer als erdgebundene Teleskope. Dreieinhalb Jahre später installierten Astronauten eine Korrekturoptik an dem Weltraumteleskop – „Hubble“ bekam eine Brille.

Bis 2009 folgten vier weitere Service-Missionen, bei denen wissenschaftliche Instrumente des elf Tonnen schweren Observatoriums ausgetauscht und die Bordtechnik erneuert wurden. Seit die Space Shuttles der Nasa ausgemustert sind, ist das Weltraumteleskop sich selbst überlassen. Jede Woche sendet es rund 120 Gigabyte Beobachtungsdaten zur Erde, das entspricht in etwa 26 DVDs.

Zu den wissenschaftlichen Highlights zählen unter anderem:

Das Alter des Universums: Das Weltall wächst, wie der Namenspatron des Weltraumteleskops, der US-Astronom Edwin Hubble, Ende der 1920er Jahre entdeckt hatte. Das fliegende Observatorium bestimmte diese Ausdehnungsgeschwindigkeit so genau wie nie zuvor – und damit das Alter des Universums auf 13,7 Milliarden Jahre. Spätere Beobachtungen mit dem Satelliten „Planck“ korrigierten diesen Wert auf 13,82 Milliarden Jahre.

Den tiefsten Blick ins All: Ende 1995 richtete das Weltraumteleskop seine Kamera mehr als 100 Stunden lang auf einen kleinen, scheinbar nahezu völlig leeren Himmelsbereich im Sternbild Großer Bär. Das Ergebnis versetzte die Astronomen in Erstaunen: Auf der Langzeitbelichtung des „Hubble Deep Field“ waren mehr als 3000 ferne Galaxien zu sehen – in einem Himmelsausschnitt in etwa so groß wie ein Daumennagel aus gut 20 Metern Entfernung.

Es folgten weitere, zum Teil noch längere Belichtungen in verschiedenen Wellenlängenbereichen des Lichts. Das „Hubble eXtreme Deep Field“ von 2012 besteht aus Aufnahmen, die 22 Tage lang belichtet wurden und gilt laut Nasa und Esa als bislang tiefster Blick ins sichtbare Weltall. Es zeigt demnach einige der ersten Galaxien, die nach dem Urknall entstanden sind, und enthält das älteste Sternenlicht, das je aufgenommen wurde.

Schwarze Löcher: Vor dem Start von „Hubble“ hatten Astronomen keine Möglichkeit, ihre Theorien zu Schwarzen Löchern zu überprüfen, wie die Nasa betont. Das Weltraumteleskop konnte die Existenz supermassereicher Schwarzer Löcher im Zentrum großer Galaxien belegen, indem es die Bewegung einzelner Sterne verfolgte. „Es hat gezeigt, dass es im Wesentlichen in jeder Galaxie ein supermassereiches Schwarzes Loch gibt“, erläutert der Astrophysiker Mario Livio vom Space Telescope Science Institute in Baltimore (US-Staat Maryland).

Exoplaneten: Als das Weltraumteleskop 1990 gestartet wurde, waren Planeten bei anderen Sternen noch nicht entdeckt. Inzwischen haben Astronomen mit indirekten Methoden rund 2000 solcher Exoplaneten gefunden. „Hubble“ hat mit seiner Detailschärfe nach Angaben der Nasa das erste Bild eines Exoplaneten im sichtbaren Licht geliefert, erstmals die Atmosphäre eines Exoplaneten untersucht, erstmals die wahre Farbe eines Exoplaneten bestimmt und sogar eine Wetterkarte eines fernen Planeten geliefert.

Sternfabriken: Mit dem fliegenden Observatorium haben Astronomen detailliert in sogenannte Sternentstehungsregionen gespäht, wo sich aus Gas- und Staubwolken neue Sonnen zusammenballen. Diese kosmischen Kreißsäle sind in der Regel hinter dichten Staub- und Gasschichten verborgen. Mit Infrarotkameras können „Hubble“ und andere Weltraumteleskope durch die Staubvorhänge blicken. Vom Erdboden aus sind solche Aufnahmen nicht möglich, weil die Erdatmosphäre das infrarote Licht schluckt.

Nicht nur auf die Wissenschaft hat „Hubble“ Auswirkungen. Seine Bilder sind längst Teil des Alltags geworden, wie die Nasa betont. „Über die Jahre ist ,Hubble’ ein tief verwurzelter Teil der Popkultur geworden“, pflichtet in Garching auch Christensen bei. Die oft bunt gefärbten und ästhetischen Aufnahmen des Teleskops finden sich in Kinofilmen, Computerspielen, Zeitschriften, im Fernsehen und in der Werbung ebenso wie auf CD-Hüllen von Rockbands, T-Shirts und sogar Snowboards. Christensen: „Das ist ein Beleg sowohl für die Schönheit der Bilder als auch für die Faszination der Wissenschaft dahinter.“

Wie lange wird „Hubble“ noch beobachten? „Es gibt derzeit keine konkreten Pläne für ein Ende des Betriebs“, berichtet Christensen. Die ursprünglich geplanten zehn Jahre Betriebszeit hat das Weltraumteleskop weit übertroffen. Wie lange der Veteran noch durchhält, ist offen. Sein Nachfolger, das „James Webb“-Weltraumteleskop, soll 2018 ins All befördert werden. Die Wissenschaftler hoffen, dass es dann eine längere Zeit der Zweisamkeit gibt. „,Hubble‘ geht es weiterhin gut“, sagt Christensen. „Mein Tipp ist, dass wir auch noch seinen 30. Jahrestag feiern werden.“