A Hubble Űrteleszkóp (HST) az első nagy földkörüli optikai űrtávcső, amely forradalmasította az asztrofizikai megfigyeléseket. Mivel a légkör felett van, tisztábban látja az eget, mint egy földi távcső: a légkör nem homályosítja el a csillagok fényét, és hozzáférhetőek olyan hullámhosszak (különösen az ultraibolya és a közeli infravörös), amelyeket a felszínről egészében nem lehet megfigyelni. Az Edwin Hubble csillagászról elnevezett Hubble egész nap, azaz az atmoszféra zavaró hatása nélkül dolgozik, bár a Föld eltakarása és a pálya miatt egyes célpontokat nem tud folyamatosan megszakítás nélkül figyelni. A főtükör átmérője 2,4 méter (94,5 hüvelyk), így a teleszkóp olyan nagyon halvány és nagyon távoli objektumokról is készít részletes képeket, amelyeket földi távcsövekkel szinte lehetetlen lenne megfigyelni.

Pálya, méret és sebesség

A Hubble-t a NASA és az ESA közösen fejlesztette; az űreszközt 1990. április 24-én indították útnak (STS-31 küldetés). A távcső az űrben nagyjából 600 km magasságú, alacsony Föld körüli pályán kering. Mozgási sebessége körülbelül 7,5 km/s (≈27 000 km/h), ami azt jelenti, hogy a Föld körül nagyjából 95 percenként megkerüli a bolygót — ha a Föld felszínén ilyen sebességgel lehetne haladni, New Yorkból San Franciscóba nagyjából 10 perc alatt lehetne eljutni. Ez a nagy sebesség és a pálya miatt a megfigyelések pontos ütemezése különleges tervezést igényel.

Méretek, tömeg és telepítés

A Hubble mérete nagyjából egy nagy iskolabuszé; tömege közel 11 tonna, ám még így is befért az űrsikló (Space Shuttle) rakterébe, amellyel a felszerelést a világűrbe vitték. A távcső felépítése moduláris: könnyebb volt a szervizműveletek során cserélni vagy fejleszteni az egyes egységeket és műszereket.

Korai probléma és javítások

A Hubble első képalkotó teljesítménye kezdetben csalódást okozott: a főtükör gravírozási hibája miatt szférikus aberráció lépett fel, ami életlenítette a képeket. Ezt a problémát a 1993-as szervizküldetésen (SM1) sikerült orvosolni: a hibát a COSTAR korrekciós optikai elem és a korszerűbb képalkotó kamera beépítése révén javították. Azóta többször is karbantartották és fejlesztették a teleszkópot — összesen öt szervizküldetés történt az űrsikló-program idején (1993, 1997, 1999, 2002 és 2009), amelyek során új műszereket szereltek fel, tönkrement egységeket cseréltek és a működési élettartamot jelentősen meghosszabbították.

Műszerek és tudományos képességek

A Hubble különböző spektrográfokat és kamerákat hordoz, amelyek kombináltan lehetővé teszik a nagyfelbontású képalkotást és a precíz spektroszkópiát a látható, az ultraibolya és a közeli infravörös tartományban. Jelentősebb műszerek: a Wide Field cameras (WFPC, majd WFPC2, később WFC3), az Advanced Camera for Surveys (ACS), a Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS), a Cosmic Origins Spectrograph (COS), a Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer (NICMOS) és a Fine Guidance Sensors (FGS). A pontos irányzást és stabilitást a FGS-ek biztosítják, amelyek nélkül lehetetlen lenne a nagyfelbontású expozíciók készítése.

Főbb felfedezések és hatás

  • Hubble-állandó és a világegyetem kora: a Hubble megfigyelései, különösen a Cepheid változók mérései, segítettek a tágulási sebesség pontosabb meghatározásában és a világegyetem korának finomításában.
  • Felfedezés az univerzum gyorsuló tágulásáról: a távoli Ia típusú szupernóvák megfigyelése hozzájárult a sötét energia felismeréséhez, amelyre az asztrofizika egyik legnagyobb kérdése épül.
  • Mélyfelvételek: a Hubble Deep Field, a Hubble Ultra Deep Field és az eXtreme Deep Field elképesztően távoli, korai galaxisokat mutattak meg, lehetővé téve a galaxisfejlődés vizsgálatát az univerzum korai időszakaiban.
  • Csillag- és bolygórendszer-kutatás: protoplanetáris korongok, csillagkeletkezési régiók és exobolygók légkörének vizsgálata mind a Hubble kitüntetett területei közé tartozik.

Adathozzáférés és tudományos közösség

A Hubble által gyűjtött tudományos adatok a legtöbb esetben egy rövid ideig tartó (általában 12 hónapos) kizárólagosság után nyilvánossá válnak, és kutatók a világ minden tájáról hozzáférhetnek a felvételekhez és mérésekhez. A nyilvános archívum (például a Mikulski Archive for Space Telescopes, MAST) hatalmas mennyiségű Hubble-adatot kínál, amely újabb felfedezések forrása lehet.

A Hubble öröksége és jövője

A Hubble évtizedek alatt felhalmozott eredményei mélyreható hatással voltak az asztrofizikára és a közvélemény csillagászati érdeklődésére egyaránt. A 2009-es utolsó űrsiklós szervizművelet jelentősen megnövelte a távcső élettartamát és teljesítményét; azóta is folyik a tudományos munka és az adatgyűjtés. Bár az űrsikló-program vége óta nincs emberes javítási lehetőség, a Hubble működése továbbra is fontos szerepet játszik, kiegészítve az újabb távcsöveket (például a James Webb Űrtávcső) azáltal, hogy más hullámhosszakon és nagy térbeli felbontással szolgáltat adatokat.

Összefoglalva: a Hubble a világűrből történő, nagyfelbontású optikai megfigyelések úttörője. Méretével, műszereivel és szervizelhetőségével több évtizeden át adott értékes betekintést a világegyetem működésébe és történetébe.