Am 11. Mai 2009 um 20.01 Uhr Mitteleuropäischer Sommerzeit ist das Space Shuttle Atlantis vom Weltraumbahnhof Cape Canaveral in Florida erfolgreich zur sechsten und letzten Hubble–Mission gestartet. Die Astronauten an Bord wollen die wissenschaftliche Arbeit des Weltraumteleskops (Hubble Space Telescope) für weitere Jahre sichern.
Der Einsatz im All soll rund elf Tage dauern. In dieser Zeit sind insgesamt fünf Außenbordeinsätze, so genannte Extra Vehicular Activities, EVAs, vorgesehen. Dabei soll das Weltraumteleskop gewartet und zwei neue Instrumente sollen montiert werden.
Zur Shuttlecrew gehören der Kommandant Scott Altman, Pilot Gregory C. Johnson und die Missionsspezialisten Megan McArthur, Andrew Feustel, Michael Good, John Grunsfeld und Mike Massimino.
Bis an die Grenze und noch weiter – Das Hubble-Weltraumteleskop
Seit mehr als 19 Jahren umkreist das rund elf Tonnen schwere Hubble-Weltraumteleskop die Erde. In dieser Zeit hat es das Bild vieler Menschen vom Universum nachhaltig geprägt und verändert – und dazu die Erde mehr als 100.000 Mal umrundet und in dieser Zeit etwa die Entfernung von mehr als vier Milliarden Kilometern zurückgelegt.
Hubbles tiefer Blick ins All
Sehr viel weiter, nämlich mehr als zwölf Milliarden Lichtjahre reicht sein Blick in die Tiefen des Alls – unbeeinträchtigt durch Wolken, eine störende Luftunruhe oder die zunehmende Lichtverschmutzung der irdischen Atmosphäre. Von seinem im wahren Wortsinn alles überragenden Beobachtungsplatz führt es in rund 600 Kilometern Höhe Messungen durch, die dazu geführt haben, zahlreiche astronomische Rätsel zu lösen und neue Fragen aufzuwerfen.
Erfolgsgeschichte mit Hindernissen
Dabei hatte es zunächst nach einem grandiosen Fehlschlag ausgesehen: Kaum vier Wochen nach dem Start, beim so genannten First Light – der ersten Testaufnahme -, mussten die Betreiber feststellen, dass das neue Flaggschiff der astronomischen Forschung unscharfe Bilder lieferte. Durch einen Messfehler bei der Kontrolle der Abbildungsqualität am Boden hatte der 2,4 Meter große Spiegel von Hubble eine Wölbung am Rand behalten. Sie war zwar nur 2,5 tausendstel Millimeter hoch, aber dieser Teil der Spiegelfläche bündelte das auftreffende Licht an der falschen Stelle und machte so eine Scharfstellung unmöglich.
Erst durch den Einbau einer Korrekturoptik von der Größe einer Telefonzelle – COSTAR (Corrective Optics Space Telescope Axial Replacement) – konnte diese Panne im Dezember 1993 behoben werden. Bei der aktuellen Mission wird nun die Korrekturoptik wieder entfernt, weil alle neueren Instrumente des Hubble-Weltraumteleskops über eigene Korrektursysteme verfügen.
Wie alt ist das Weltall?
Eine der programmatischen Hauptaufgaben des Teleskops ist es, die Geschwindigkeit, mit der sich das Universum immer weiter ausdehnt zu bestimmen, weil sich daraus das Alter unserer Welt ableiten lässt. An dieser Aufgabe hatte sich schon der amerikanische Astronom Edwin Paul Hubble versucht, der in den 1920er Jahren erste Entfernungs- und Geschwindigkeitsmessungen benachbarter Galaxien unternahm. Ihm zu Ehren erhielt das erste Weltraumteleskop seinen Namen. Mittlerweile zweifeln die Astronomen kaum noch daran, dass das Universum in seiner heutigen Form vor etwa 13,7 Milliarden Jahren aus einem gewaltigen Energieblitz entstand. Beobachtungen der vergangen Jahre deuten darauf hin, dass seine Ausdehnung zunehmend schneller abläuft und das Weltall von einer noch unbekannten, dunklen Energie, der so genannten „Dunklen Materie“ auseinander getrieben wird.
Während sich das Universum als Ganzes ausbreitet, kollabieren an vielen Stellen auch heute noch Gas- und Staubwolken, um neue Sterne oder ganze Sternsysteme (Galaxien) zu bilden. Detailreiche Hubble-Aufnahmen von Sternentstehungsgebieten innerhalb unserer Milchstraße, Infrarot-Beobachtungen von Sternennachwuchs im Orion-Nebel sowie der Nachweis von protoplanetaren Materiescheiben um junge Sterne haben geholfen, nicht nur die Entstehung von Sternen, sondern auch von möglichen Planeten in ihrer Umgebung besser zu verstehen.
Erst im November 2008 meldete die amerikanische Weltraumbehörde NASA, dass auf Hubble-Fotos des etwa 25 Lichtjahre entfernten Sterns Fomalhaut im Sternbild Südlicher Fisch sogar das Licht eines begleitenden Planeten registriert worden sei.
Welche Geschichte hat das Weltall?
Auch zur Entstehungsgeschichte der großen Sternsysteme liefert das Hubble-Weltraumteleskop wertvolle Hinweise. Aufgrund vieler Beobachtungen gehen die Astronomen inzwischen davon aus, dass die heutigen großen Galaxien, die wir aus unserer näheren Umgebung kennen, erst im Laufe der Zeit durch die Verschmelzung kleinerer Bausteine entstanden sind. Auf zwei extrem lange belichteten Aufnahmen, die entsprechend lichtschwache Objekte erfassen konnten, fanden sie über 500 kleine, weit entfernte Galaxien. Diese Baby-Galaxien existierten offenbar bereits, bevor das Universum eine Milliarde Jahre alt war. Noch vor einem Jahrzehnt hatte dieser Zeitraum als „weißer Fleck“ in der Geschichte des Weltalls gegolten.
Unsichtbares sichtbar machen
Selbst zum Nachweis der rätselhaften Dunklen Materie konnte das Hubble-Weltraumteleskop wichtige Daten liefern. Entsprechende Messungen zeigen, dass sie im Kosmos rund fünfmal soviel Masse stellt wie die normale Materie, aus der auch wir bestehen. Diese Dunkle Materie sendet keinerlei Strahlung aus, sondern kann nur durch ihre Schwerkraftwirkung nachgewiesen werden. Große Masse-Ansammlungen wie etwa Galaxienhaufen wirken daher als so genannte Gravitationslinsen, die das Licht weiter entfernter Objekte ablenken und diese Objekte verzerrt darstellen. Aus Art und Stärke der Verzerrung lässt sich die großräumige Verteilung dieser unsichtbaren, Dunklen Materie ableiten.
Offenbar verhält sich die Dunkle Materie anders als etwa heißes Gas zwischen den Galaxien. Während dieses heiße Gas, das mit dem amerikanischen Röntgensatelliten Chandra erfasst werden kann, beim Zusammenprall von Galaxienhaufen erwartungsgemäß abgebremst wird, lassen die Hubble-Aufnahmen auch dort noch Lichtablenkungen erkennen, wo kein heißes Gas nachgewiesen wurde: Die „Wolken“ aus Dunkler Materie haben den Kollisionsort der Galaxienhaufen weitgehend ungebremst und unbeschadet verlassen.
Es gibt wohl kaum ein astronomisches Forschungsgebiet, das nicht vom Hubble-Weltraumteleskop profitiert hätte. Darüber hinaus hat die Erforschung des Kosmos dank Hubble auch in der Öffentlichkeit einen neuen Stellenwert gefunden – nicht zuletzt aufgrund der auch ästhetisch meist sehr schönen Bilder zahlloser Himmelsobjekte.
(Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), 12.05.2009 – DLO)
