Hubble-probleme—Hoe is dit opgelos?

‘Watter Hubble-probleme?’ vra jy dalk. Ons praat van die probleme met die HST (Hubble-ruimteteleskoop) —die duur (meer as $1,6 miljard [R5,8 miljard]), gesofistikeerde oog op die heelal wat in 1990 skielik laat blyk het dat dit swaksiende is.

DIE Hubble-ruimteteleskoop is “waarskynlik die mees gesofistikeerde wetenskaplike satelliet wat ooit gebou is”, sê dr. R. W. Smith van die Johns Hopkins-universiteit, Baltimore, in The International Encyclopedia of Astronomy.a “Die grootste, ingewikkeldste en kragtigste sterrewag wat tot nog toe in die ruimte gebruik is”, is hoe Eric Chaisson dit in sy boek The Hubble Wars beskryf het. Hy sê ook in die tydskrif Astronomy: “Die viermiljoen reëls rekenaarkode wat daagliks nodig is om dit van bevele te voorsien en te beheer—een van die grootste kodes in die burgerlike wêreld—getuig van Hubble se hoë ingewikkeldheid.” Hierdie sterrewag wentel op ’n hoogte van ongeveer 615 kilometer bo die aarde en is dus ver buite bereik van die aarde se ligverwringende atmosfeer.

Voor die lansering het dr. Smith gesê dat “die voortreflikheid van sy beelde . . . slegs beperk sal word deur die optikawette, die gehalte van sy spieëls en hoe noukeurig en vibrasievry die HST op sy teikens gerig kan word”. Min het hy toe besef hoe betekenisvol sy woorde sou wees!

Lansering—blydskap en teleurstelling

Die groot lanseringsdag het in April 1990 aangebreek. Die HST is aan boord van die pendeltuig Discovery na sy wentelbaan geneem. Die vlugbeheeringenieurs was verheug met die resultate. John Noble Wilford het in The New York Times berig dat die tegniese data “getoon het dat die teleskoop ná die lansering onbeskadig was en gereed gelyk het om ’n sending van kosmiese verkenning te begin wat meer as 15 jaar kon duur”. Hy het bygevoeg dat daar van die teleskoop “verwag [is] om verafgeleë sterre en sterrestelsels 10 keer duideliker waar te neem as wat ooit tevore gedoen is”. ’n Opskrif in die tydskrif Time het optimisties aangekondig: “Nuwe venster op die heelal” en het bygevoeg: “Met ’n duidelike uitsig oor die mees verafgeleë sterre sal die skerpsiende Hubble-teleskoop tot ver in die verlede kan terugkyk.” Die opgewondenheid het toegeneem terwyl die sterrekundiges en ontwerpers gewag het dat die eerste beelde die aarde bereik. Wat het in werklikheid gebeur?

Soos die spreekwoord sê, is die vleis gebraai voor die bok geskiet is! Die eerste beelde is in Mei 1990 ontvang. Pleks van die superskerp beelde wat verwag is, was wasige lig al wat die angstige sterrekundiges gesien het. Eric Chaisson het geskryf: “Hierdie waarnemings het die waarlik vreeslike gedagte gesteun dat die wentelende sterrewag ’n groot optiese defek het.” Die teleskoop het ’n onvoorsiene defek gehad—’n baie klein foutjie in een van die twee weerkaatsspieëls! Die fout was baie kleiner as ’n haarbreedte, maar dit was genoeg om ’n onduidelike beeld te gee. Dit was ’n groot teleurstelling.

Wie se skuld was dit?

Wat het tot Hubble se duur probleme aanleiding gegee? Eric Chaisson, wat aan die Hubble-projek gewerk het, noem baie oorsake in sy boek The Hubble Wars. Hy sê: “Hubble se ooglopende apparatuurfoute spruit uit ’n geval van ingenieurskortsigtigheid, ’n duidelike en voortdurende versuim om die geheelbeeld in ag te neem. Byvoorbeeld: teleskoopoptiek wat deur oorgeruste ingenieurs nie behoorlik vervaardig en nie voldoende getoets is nie, en wat geen betekenisvolle tegniese of wetenskaplike insette van buite die geheimhoudende kontrakteur gekry het nie . . . [en] die opneming van gebruikte goedere in Hubble, soos giroskope wat dekades oud is [giroskope wat ongeveer 70 000 uur lank getoets is voordat dit in die teleskoop gebruik is—‘doodgetoets’, soos een ingenieur gesê het] en geheueborde wat vir antieke ruimtetuie bedoel is.”

Toe die Hubble se 2,4-meter-hooflens voltooi is, moes dit ’n laaste keer getoets word. Volgens The New York Times is hierdie planne egter laat vaar as gevolg van beperkte tyd en finansiële oorwegings. Wyle dr. Roderic Scott, destyds die hoofwetenskaplike vir die optiesenavorsingsmaatskappy wat die spieël vervaardig het, het op meer toetse aangedring. Sy waarskuwings is in die wind geslaan. Daarom kon die HST net onduidelike beelde van die buitenste ruimte af stuur.

Chaisson se mening was: “Miskien is die ruimtetuig en sy ontelbare onderdele aan boord [waaronder meer as 400 000 onderdele en 42 000 kilometer bedrading] en menigte grondsteundienste te ingewikkeld vir ons betreklik nuwe tegnologiese gemeenskap. Toe die nakomelinge van Noag in die antieke stad Babel ’n toring so hoog probeer bou het dat dit aan die hemel sou raak, sê die boek Genesis dat God hulle vir hulle vermetelheid gestraf het. Miskien sou ’n baie minder ingewikkelde ruimteteleskoop—’n doeltreffender, meer evolusionêre tuig—nie so ’n almagtige bestrawwing ontvang het nie.” Chaisson het verder gesê: “Die algemene opvatting dat die wetenskaplike metode onbevooroordeeld en objektief is, dat wetenskaplikes nog altyd ’n gebrek aan menslike emosie in die gang van hulle werk geopenbaar het en dit steeds doen, is ’n klug. Vandag se wetenskappogings word net soveel deur persoonlike waardes beïnvloed as die meeste dinge in die lewe.” Volgens Chaisson was eersug en jaloesie faktore by Hubble se rampspoed.

Hoop is verpletter

’n Oorsig van party van die mediaopskrifte gee ons ’n aanduiding van die dramatiese gebeure wat die sage van die Hubble-probleme omring het. “Pendeltuig skiet 381 myl die lug in met ’n teleskoop en ’n droom”, het een koerant gesê. Scientific American het gesê: “Hubble se erfenis—Die ruimteteleskoop lui ’n nuwe tydvak in sterrekunde in.” Time moes sy eie opinie in Julie 1990 wysig en het gesê: “Droewige uitsigte vir die Wetenskap—NASA [Nasionale Lugvaart- en Ruimtenavorsingsadministrasie] se pendeltuigdrome vervaag, en Hubble het oogprobleme.” Die tydskrif Science het die probleem in objektiewer taal verduidelik: “Sterrekundiges ondersoek skade aan Hubble—so ’n klein foutjie veroorsaak selde so ’n opskudding—maar in ’n teleskoop van $1,6 miljard maak mikrometers ’n groot verskil.” Dieselfde tydskrif het in Desember 1990 berig: “Hubble-hubris: ’n Geval van ‘gesertifiseerde’ blindheid.” Dit het gesê: “Die bevinding van die finale verslag van NASA se amptelike ondersoekspan was dat die Hubble-ruimteteleskoop se teleurstellende optiese defek die resultaat van nalatigheid aan alle kante was.”

Alles was egter nie verlore nie. In Maart 1992 het die tydskrif Smithsonian berig: “Verstommende beelde van ’n siek ruimteteleskoop.” Dit het gesê: “Hoewel baie van sy funksies steeds ernstig belemmer is, voorsien die teleskoop wetenskaplikes nietemin van ’n stortvloed waardevolle data. . . . Dit het verrassings opgelewer, soos jong bolvormige sterrehope (wat tradisioneel beskou word as van die oudste strukture in die Heelal); dit het tot die hart van ’n verafgeleë sterrestelsel deurgedring om die teorie te bevestig dat ’n sterverswelgende swartgat in die middel van daardie sterrestelsel lê.”b

“NASA se buig-of-bars-sending”

In November 1993 het die opskrif in Science News verskyn waarop wetenskaplikes en sterrekundiges gewag het: “Die groot herstelwerk—NASA probeer die Hubble-ruimteteleskoop regmaak.” Volgens New Scientist het dit “die mees ambisieuse herstelsending in die geskiedenis van ruimtevaart” behels. Die span van sewe ruimtevaarders sou die HST moes terugkry en dit in hulle vragruim daar buite in die ruimte herstel. Dit is “NASA se buig-of-bars-sending” en ’n “Ontmoeting met die noodlot” genoem. Het dit geslaag?

Die ruimteoogartse het ’n groot wetenskaplike prestasie behaal—binne vyf ruimtewandelings het hulle die HST se optiek herstel en ’n nuwe kamera so groot soos ’n klavier geïnstalleer! Dit het drie jaar geneem voor hulle daar buite kon kom om die foutiewe elemente te vervang en nuwes te installeer. Maar dit was ’n duur besoek aan die oogdokter. Volgens een bron het die hersteloperasie aan die lense $263 miljoen (R955 miljoen) gekos!

Die drama het in Januarie 1994 sy hoogtepunt bereik met nuusopskrifte soos “Die Hubble-teleskoop is nie meer bysiende nie” en “Hubble kry uiteindelik ’n hemelse uitsig”. Die tydskrif Astronomy het aangekondig: “Hubble—beter as nuut.” Dit het vertel hoe die sterrekundiges by die Space Telescope Science Institute gereageer het toe hulle die eerste beelde ontvang het: “Geheel en al ongelooflik.” “Die eerste beelde het ons hoendervleis gegee.” “Hubble is beter herstel as wat ons ooit kon droom”, het dr. Edward J. Weiler, die projek se hoofwetenskaplike, verheug gesê.

Wat is die voordele?

Die herstel van die optiek het gou vrugte afgewerp. In Junie 1994 het Time berig dat die HST oortuigende bewyse gevind het wat die bestaan van swartgate bevestig. NASA het aangekondig dat dit ’n “skyfvormige gaswolk [ontdek het] wat teen ’n verbysterende [1,9 miljoen kilometer] per uur draai”. Dit is ongeveer 50 miljoen ligjaar hiervandaan en is in die middel van die sterrestelsel M87. Daar word gesê dat dit die massa van twee- tot driemiljard sterre die grootte van ons son het, maar in ’n ruimte so groot soos ons sonnestelsel saamgepers is! Wetenskaplikes bereken dat die gasskyf ’n temperatuur van 10 000 grade Celsius het. Op die oomblik is die enigste beskikbare verduideliking vir hierdie verskynsel die ongelooflike gravitasiekrag wat uitgeoefen word deur ’n reusagtige swartgat waarom die skyf draai.

Hubble het ook uitstekende foto’s van die komeet Shoemaker-Levy 9 verskaf terwyl dit op sy selfvernietigende vaart op Jupiter afgepeil het, waar dit in Julie 1994 gedisintegreer het. Die foto’s van sterrestelsels wat die HST terugstuur, is so skerp dat een wetenskaplike van die herstelwerk gesê het: “’n Klein veranderinkie vir ’n spieël, ’n reusesprong vir die sterrekunde.” Volgens Scientific American “het Hubble [nou] ’n skeidingsvermoë wat ten minste 10 keer beter is as dié van enige instrument op aarde, dit kan dus duidelik deur ’n volume ruimte 1 000 keer groter [as ander teleskope] sien”.

Hubble laat die teoretici sommige van hulle gedagtes oor die ouderdom van die heelal hersien. Trouens, hulle het voor ’n skynbare teenstrydigheid te staan gekom wat hulle huidige begrip van sake betref. Volgens wetenskapskrywer Wilford van die New York Times lewer die jongste getuienis wat deur die HST voorsien is “sterk getuienis dat die heelal heelwat jonger kan wees as wat wetenskaplikes vroeër geskat het. Dit is dalk niks meer as 8 miljard jaar oud nie”, vergeleke met vorige skattings van tot 20 miljard jaar. Die probleem is dat “party sterre volgens betroubare skattings 16 miljard jaar oud is”. Geen wonder dat, soos hy sê, “die heelal aanhou om lelike draaie om kosmoloë te hardloop, wat die droewige beperkings van hulle kennis blootlê”. Hy voeg by: “Diegene wat die heelal as ’n studierigting aandurf, moet die waarskynlikheid aanvaar dat baie van die fundamentele vrae ten spyte van al hulle briljantheid en kundigheid steeds buite hulle bereik sal bly.”

Die mens moet die nederigheid leer wat Job geleer is toe Jehovah hom vanuit die windstorm gevra het: “Kan jy die harnas van die Pleiade vasmaak, of Orion se toue losmaak? Kan jy die oggendster seisoen na seisoen lei en die Beer en sy kleintjies wys waarheen om te gaan? Verstaan jy die hemelwette?”—Job 38:31-33, The Jerusalem Bible.

Wat van die toekoms?

Die Hubble-teleskoop beloof groter onthullings vir die onmiddellike toekoms. Een sterrekundige het geskryf: “Met die Hubble-ruimteteleskoop sal ons die vorms van baie sterrestelsels in die omgewing van kwasars [kwasistellêre radiobronne, die liggewendste voorwerpe in die heelal] sien.” Wat die begrip van die oorsprong van sterrestelsels betref, sê Richard Ellis van die Universiteit van Cambridge, Engeland: “Ons staan op die punt om ’n baie opwindende tydvak te betree.”

Die nuuskierigheid van die mens sal aanhou om hom aan te spoor in sy soeke na kennis van die heelal, sy begin en sy doel. Sulke kennis behoort in ons harte eerbied te wek vir die Skepper van die groot heelal, Jehovah God, wat gesê het: “Slaan julle oë op in die hoogte en kyk! Wie het hierdie dinge geskape? Hy laat hulle leërskare uittrek volgens getal, Hy roep hulle almal by die naam, vanweë die grootheid van kragte en omdat Hy sterk van vermoë is; daar word nie een gemis nie.”—Jesaja 40:26; Psalm 147:4.

[Voetnote]

[Diagram/Prent op bladsy 16, 17]

(Sien publikasie vir oorspronklike teksuitleg)

A: Primêre spieël

B: Sekondêre spieël

C: Vier giroskope, wat gebruik word om die teleskoop na sy teiken te rig, is vervang

D: ’n Beskadigde sonpaneel is vervang

E: Nuwe wyeveld-/planetêre kamera wat geïnstalleer is

F: Die Corrective Optics Space Telescope Axial Replacement vergoed vir foutiewe spieël

G: Elektronika vir die plasing van sonpanele is vervang

[Prent op bladsy 16]

Links bo: HST se uitsig oor die sterrestelsel M100 voor herstelwerk

[Erkenning]

NASA photo

[Prent op bladsy 17]

Middel bo: Installering van die nuwe planetêre kamera

[Erkenning]

NASA photo

[Prent op bladsy 17]

Regs bo: HST se uitsig oor die sterrestelsel M100 ná herstelwerk

[Erkenning]

NASA photo

[Foto-erkenning op bladsy 15]

NASA photo