24 kwietnia 1990 r. prom kosmiczny Discovery wyniósł na orbitę okołoziemską cud techniki, który na zawsze miał zmienić nasz obraz wszechświata. Pierwsze zdjęcia przyniosły jednak wielkie rozczarowanie. Okazały się bardzo nieostre. Wszystko przez wadę konstrukcyjną zwierciadła. Jego brzeg okazał się zbyt płaski i to o całą… jedną pięćdziesiątą ludzkiego włosa. Niestety, zdjęcia najwyższej jakości wymagają sprzętu o najwyższej precyzji. Przez dwa lata projektanci i konstruktorzy pracowali nad korekcyjnym układem optycznym. Nowy moduł został wyniesiony na orbitę i dołączony do teleskopu w czasie misji serwisowej promu Endeavour w 1993 r. Naprawa się opłaciła. Obrazy, jakie Hubble przesłał na ziemię, przeszły najśmielsze oczekiwania. A to był dopiero początek. Potem konstrukcja teleskopu była jeszcze wielokrotnie udoskonalana wraz z aktualnym rozwojem myśli technicznej, przez co przesyłane obrazy są jeszcze dokładniejsze.
Dlaczego poza Ziemią?
Światło gwiazd, nim dotrze do naszej planety, biegnie przez kosmos setki, miliony, a w przypadku niektórych nawet miliardy lat świetlnych. Promienie najbliższej nam gwiazdy, czyli Słońca, biegną do naszej planety 8 minut. Czyli gdyby nasza gwiazda nagle zgasła, to przez 8 minut rozświetlałaby jeszcze nasze niebo. Nie wiemy, które z gwiazd widocznych na niebie jeszcze istnieją, bo może zgasły właśnie wczoraj albo miliony lat temu, ale ich światło wyemitowane za „życia” wciąż przemierza przepastny kosmos, by trafić do naszego oka. Kosmos jest przezroczysty, dlatego światło biegnie przez niego niezakłócenie. Problemy zaczynają się, gdy napotkawszy Ziemię, wpada w jej atmosferę. Ulega wtedy zniekształceniu, przechodząc przez znajdujące się w niej i będące w ciągłym ruchu składniki: powietrze, parę wodną i pyły. To dlatego wydaje nam się, że gwiazdy migocą. Utrudnia to obserwację ciał niebieskich nawet największym naziemnym teleskopom.
Uczeni od bardzo dawna marzyli o tym, by móc obserwować gwiazdy bez zakłóceń, czyli najlepiej z kosmosu. Pierwsze projekty kosmicznego teleskopu pochodzą z lat 40. ubiegłego wieku. Trzydzieści lat później Amerykańska Agencja Kosmiczna i Europejska Agencja Kosmiczna wzięły się za realizację tego pomysłu. Prace trwały 20 lat. Ukończony teleskop otrzymał imię na cześć Edwina Powela Hubble’a (1889–1953), amerykańskiego astronoma, którego prace przyczyniły się m.in. do odkrycia, że cały wszechświat ciągle się rozszerza, a wszystkie gwiazdy oddalają się od siebie z niewyobrażalnie dużą prędkością.
Teleskop Hubble’a ma długość 16 m i krąży na wysokości prawie 600 km nad Ziemią. Obiega naszą planetę w ciągu niewiele ponad dwóch godzin. Robi tysiące zdjęć na dobę i pracuje niemal bez przerwy. Wszystkie rejestrowane prze teleskop obrazy są od razu przerabiane na dane cyfrowe i przez satelity przesyłane na Ziemię. Naukowcy z całego świata czekają w długiej kolejce na możliwość wykorzystania go do swoich obserwacji nieba. Na ich podstawie powstały już tysiące, nierzadko rewolucyjnych prac naukowych.
Po najdalsze zakątki kosmosu
Kosmiczne obserwatorium odegrało kluczową rolę w odkryciu ciemnej energii, tajemniczej siły, która częściowo tłumaczy wspomniany pęd galaktyk. Teleskop pokazał gwiazdy i galaktyki we wszystkich stadiach ich rozwoju, a także ich spektakularne kolizje. Odkrył wielkie rozbłyski promieni gamma, niewiarygodnie potężne wybuchy energii w odległych galaktykach, towarzyszące zapadaniu się bardzo masywnych gwiazd. Znalazł dowody na istnienie czarnych dziur w centrach galaktyk. Ma też wielki wkład w odkrywaniu nowych planet spoza Układu Słonecznego i wyjaśnianiu procesów ich powstawania. A to wszystko to tylko cząstka jego wielkiego wkładu w rozwój astrofizyki. Teleskop Hubble’a penetruje nie tylko najdalsze zakątki kosmosu, ale także poszerza naszą wiedzę o Układzie Słonecznym. Miesiąc temu na stronie internetowej teleskopu www.hubblesite.org opublikowano wyniki obserwacji największego księżyca Jowisza, Ganimedesa. Swoją wielkością przewyższa nawet nieco planetę Merkury i może zawierać więcej wody, niż znajduje się w ziemskich oceanach. Jest na nim tak zimno, że woda na jego powierzchni istnieje tylko w postaci lodu twardego jak skała. Obserwacje jego zorzy polarnej przeprowadzone przy użyciu teleskopu Hubble’a i analiza pola magnetycznego przyczyniły się do odkrycia wielkiego oceanu głęboko pod powierzchnią skorupy tego księżyca. Istnienie wewnętrznego oceanu podejrzewano już od lat 70. ubiegłego wieku. Obserwacje teleskopu Hubble’a dostarczyły jednak ostatecznego dowodu.
Co potem?
Obecnie trwają prace nad nowym kosmicznym teleskopem, jeszcze doskonalszym niż teleskop Hubble’a. Będzie nim Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba, który ma rozpocząć pracę w 2018 r. Będzie się składał z 21 luster wykonanych z berylu i złota. By zmieściły się do rakiety, która wyniesie teleskop w kosmos, trzeba je będzie złożyć. Cały teleskop zostanie umieszczony na wysokości 1,5 mln km od Ziemi i będzie mógł zajrzeć tam, gdzie Hubble nie zdołał. Gdy misja teleskopu Hubble’a dobiegnie końca, zostanie on wprowadzony w atmosferę ziemską, skąd spadnie do oceanu.
Jednym z największych osiągnięć naukowych, jakie było możliwe dzięki teleskopowi Hubble’a, jest Ekstremalnie Głębokie Pole Hubble’a, czyli zdjęcie będące najdokładniejszym znanym obrazem wszechświata w świetle widzialnym. Jest to zdjęcie blisko 5000 galaktyk, odległych często o miliardy lat świetlnych. Najdalej położona jest oznaczona symbolem UDFj-39546284 i znajduje się w odległości 13,2 mld lat świetlnych, a więc pochodząca prawie z początków wszechświata, którego wiek szacowany jest na 14 mld lat świetlnych. Zdjęcie powstało w wyniku nałożenia na siebie obrazów fragmentu nieba wykonywanych w ciągu 10 lat.