I guai di Hubble: Com’è andata a finire?

Forse vi chiedete: ‘Quali guai di Hubble?’ Stiamo parlando dei guai del telescopio spaziale Hubble, il costoso (oltre 1 miliardo e 600 milioni di dollari) e sofisticato occhio sull’universo che all’improvviso, nel 1990, rivelò un difetto ottico.

IL TELESCOPIO spaziale Hubble è “probabilmente il satellite scientifico più sofisticato di tutti i tempi”, afferma Robert W. Smith, della Johns Hopkins University di Baltimora, nell’International Encyclopedia of Astronomy.a Eric Chaisson, nel suo libro The Hubble Wars (Le guerre di Hubble), lo definisce “il più grande, più complesso e più potente osservatorio mai schierato nello spazio”. Sempre Chaisson, nella rivista Astronomy, afferma: “I quattro milioni di righe di codice necessari ogni giorno per pilotarlo e controllarlo — uno dei codici più vasti in ambito civile — sono una testimonianza dell’elevato grado di complessità di Hubble”. Questo osservatorio orbita a un’altezza di circa 615 chilometri da terra, perciò ben lontano dall’atmosfera terrestre con i suoi effetti distorcenti.

Prima del lancio il dott. Smith affermò che “la superba qualità delle sue immagini . . . dipenderà solo dalle leggi dell’ottica, dalla qualità degli specchi e dalla precisione e stabilità con cui Hubble potrà essere puntato verso gli obiettivi”. Non sapeva quanto si sarebbero dimostrate vere le sue parole!

Il lancio: entusiasmo e delusione

Il giorno del lancio arrivò nell’aprile 1990. Hubble fu mandato in orbita con la navetta spaziale Discovery. I tecnici del centro di controllo furono entusiasti dei risultati. John Noble Wilford scrisse sul New York Times che i dati tecnici “indicavano che il telescopio non aveva subìto danni nel lancio e sembrava pronto per iniziare una missione di esplorazione del cosmo che sarebbe potuta durare più di 15 anni”. Aggiunse che esso “avrebbe dovuto osservare stelle e galassie remote con una nitidezza 10 volte superiore a quella mai ottenuta prima”. La rivista Time titolava con ottimismo “Nuova finestra sull’universo”, e aggiungeva: “Potendo osservare nitidamente le stelle più distanti, il potente telescopio Hubble potrà guardare indietro nel remoto passato”. L’eccitazione cresceva mentre astronomi e progettisti attendevano di ricevere le prime immagini. Ma cosa accadde?

Si scoprì di aver cantato vittoria troppo presto. Le prime immagini cominciarono ad arrivare nel maggio 1990. Invece delle immagini nitidissime che ci si aspettava, gli astronomi ansiosi videro solo immagini sfocate. Eric Chaisson ha scritto: “Queste osservazioni avvalorarono l’idea davvero terribile che l’osservatorio orbitante avesse un grave difetto ottico”. Il telescopio aveva un difetto inaspettato: un minuscolo errore in uno dei due specchi! L’errore era molto minore dello spessore di un capello umano, ma era sufficiente per dar luogo a immagini sfocate. Fu una grossa delusione.

Chi aveva sbagliato?

Cosa ha portato ai costosi problemi di Hubble? Eric Chaisson, che ha collaborato al progetto Hubble, elenca molte cause: “Gli eclatanti difetti tecnici di Hubble derivano da un caso di miopia progettuale, in cui è chiaramente mancata una visione d’insieme. Ad esempio: l’ottica del telescopio [è stata] prodotta in maniera inadeguata e non [è stata] controllata a sufficienza da tecnici troppo fiduciosi, che non si sono valsi di alcun significativo apporto tecnico o scientifico di fonti esterne alla ditta appaltatrice, gelosa dei suoi segreti . . . [inoltre,] in Hubble [si è utilizzato] materiale usato, come giroscopi vecchi di decenni [giroscopi che erano stati testati per circa 70.000 ore prima di essere usati nel telescopio, ovvero, per usare le parole di un tecnico, ‘testati a morte’] e schede di memoria progettate per veicoli spaziali d’antiquariato”. — E. Chaisson, The Hubble Wars.

Quando lo specchio principale di Hubble, del diametro di 2,4 metri, fu finito, si sarebbe dovuto sottoporlo a un’ultima prova. Secondo il New York Times, però, questi progetti furono abbandonati per mancanza di tempo e in seguito a considerazioni di carattere economico. Il dott. Roderic Scott, allora direttore scientifico della ditta che ha costruito lo specchio, richiese ulteriori controlli, ma i suoi avvertimenti furono ignorati. Così Hubble fu in grado di trasmettere dallo spazio solo immagini difettose.

Ecco l’opinione di Chaisson: “Forse il veicolo spaziale con la sua miriade di componenti [tra cui oltre 400.000 parti e 42.000 chilometri di cavi elettrici] e le potenti funzioni di controllo da terra sono troppo complessi per la nostra civiltà tecnologica relativamente giovane. Quando i discendenti di Noè tentarono di costruire nell’antica città di Babele una torre tanto alta da raggiungere i cieli, il Libro della Genesi ci dice che Dio li punì per la loro audacia. Forse un telescopio spaziale molto meno complesso — un veicolo più efficiente e meno rivoluzionario — non sarebbe stato punito così sonoramente”. Chaisson ha aggiunto: “L’idea diffusa che il metodo scientifico sia imparziale e obiettivo, che gli scienziati siano e siano sempre stati privi di emozioni umane nello svolgere il loro lavoro è ridicola. Lo sforzo scientifico odierno è condizionato da valori soggettivi come quasi ogni altro aspetto della vita”. Secondo Chaisson, fra le cause dei guai di Hubble bisogna includere anche l’ambizione e la gelosia.

Speranze infrante

I titoli di alcune notizie ci possono dare un’idea degli eventi drammatici che hanno segnato la storia dei guai di Hubble. “Lo shuttle sale a 615 chilometri di quota, con il telescopio e un sogno”, diceva un quotidiano. Scientific American affermava: “L’eredità di Hubble: Il telescopio spaziale apre una nuova era per l’astronomia”. Nel luglio 1990 Time dovette correggere la sua valutazione, dicendo: “Nubi all’orizzonte per la scienza in grande stile: le speranze della NASA per lo shuttle si incrinano, e Hubble ha problemi di vista”. La rivista Science spiegava il problema in termini più oggettivi: “Gli astronomi analizzano i difetti di Hubble: Poche volte un errore così minuscolo ha causato tanto scompiglio, ma in un telescopio da 1,6 miliardi di dollari i micron vogliono dire molto”. La stessa rivista riferiva nel dicembre 1990: “L’alterigia di Hubble: un esempio di cecità documentata”. E affermava: “Secondo il rapporto definitivo della commissione d’inchiesta della NASA, il rovinoso difetto ottico del telescopio spaziale Hubble è il risultato di una generale trascuratezza”.

Ma non tutto era perduto. Nel marzo 1992 la rivista Smithsonian pubblicò un articolo intitolato: “Immagini splendide da un telescopio spaziale difettoso”. Vi si leggeva: “Anche se molte delle sue funzioni rimangono gravemente compromesse, il telescopio sta sommergendo gli astronomi di dati preziosi. . . . Ha dato luogo a sorprese, come ammassi globulari di stelle (considerati tradizionalmente fra le strutture più antiche dell’universo) in piena giovinezza; ha scrutato il cuore di una galassia lontana per trovare conferme alla teoria secondo cui al centro di quella galassia ci sarebbe un buco nero che ingoia le stelle”.b

‘La missione della NASA che non doveva fallire’

Poi, nel novembre 1993, Science News pubblicò la notizia che scienziati e astronomi avevano atteso: “La grande riparazione: La NASA tenta di aggiustare il telescopio spaziale Hubble”. Secondo la rivista New Scientist, si trattava della “più ambiziosa missione di riparazione nella storia dell’astronautica”. La squadra di sette astronauti avrebbe dovuto ricuperare Hubble e ripararlo lì nello spazio, nella stiva dello shuttle. L’operazione fu chiamata “La missione della NASA che non deve fallire” e “Un appuntamento con il destino”. Fu coronata dal successo?

Gli oculisti spaziali riuscirono a ottenere un risultato scientifico brillante: con cinque escursioni nello spazio ripararono l’ottica dello Hubble e installarono una nuova fotocamera grande quanto un pianoforte! Sono passati tre anni prima che si potesse salire lassù per sostituire gli elementi difettosi e installare sistemi di correzione. Ma è stata una visita oculistica alquanto costosa. Secondo una fonte, la missione di riparazione del sistema ottico è costata 263 milioni di dollari!

La tensione ha raggiunto il massimo nel gennaio 1994, con titoli come “Il telescopio Hubble non è più miope” e “Finalmente Hubble ci vede benissimo”. La rivista Astronomy annunciava: “Hubble: meglio di quando era nuovo”. Questa rivista riportava i commenti con cui gli astronomi dell’Istituto Scientifico per il Telescopio Spaziale accolsero le prime immagini. “Assolutamente incredibile”. “Le prime immagini ci fecero venire i brividi lungo la schiena”. “Hubble è riparato al di là delle più rosee aspettative”, disse con tono di esultanza il dott. Edward J. Weiler, il direttore scientifico del progetto.

Quali sono i vantaggi?

La correzione ottica diede ben presto i suoi frutti. Nel giugno del 1994 la rivista Time riferiva che Hubble aveva scoperto prove consistenti a sostegno dell’esistenza dei buchi neri. La NASA annunciò che aveva scoperto una “nube discoidale di gas che ruota alla fantastica velocità di 1,9 milioni di chilometri all’ora”. Questa nube dista circa 50 milioni di anni luce e si trova al centro della galassia M87. Si dice che abbia la massa di due o tre miliardi di stelle delle dimensioni del nostro sole, ma compressa in uno spazio grande quanto il nostro sistema solare! Gli scienziati calcolano che il disco di gas abbia una temperatura di 10.000°C. Attualmente l’unica spiegazione di questo fenomeno è l’incredibile forza di gravità esercitata da un gigantesco buco nero attorno al quale il disco ruota.

Hubble fornì anche splendide immagini della cometa Shoemaker-Levy 9 nella sua corsa suicida verso Giove, dove si disintegrò nel luglio 1994. Le immagini delle galassie che riceviamo da Hubble sono così nitide che uno scienziato, commentando la riparazione effettuata, ha detto: “È stato un piccolo cambiamento per uno specchio, ma un gigantesco balzo in avanti per l’astronomia”. Ora, secondo Scientific American, “Hubble ha una risoluzione almeno 10 volte migliore di qualsiasi strumento a terra, per cui può vedere chiaramente in uno spazio 1.000 volte maggiore [rispetto agli altri telescopi]”.

Hubble sta inducendo gli astrofisici a rivedere alcune loro idee sull’età dell’universo. In effetti, stando alle conoscenze attuali si è arrivati a un paradosso. Secondo Wilford, giornalista che scrive articoli scientifici per il New York Times, le prove più recenti fornite da Hubble provvedono “chiari indizi secondo cui l’universo potrebbe essere molto più giovane di quanto gli scienziati stimassero in precedenza. Potrebbe non avere più di 8 miliardi di anni”, mentre le stime precedenti dell’età dell’universo arrivavano fino a 20 miliardi di anni. Il problema è che, “in base a stime attendibili, alcune stelle hanno 16 miliardi di anni”. Non a caso Wilford ha detto che “sembra che l’universo continui a giocare brutti scherzi ai cosmologi, mettendo a nudo i penosi limiti della loro conoscenza”. E ha aggiunto: “Chi si mette a studiare l’universo deve accettare l’idea che probabilmente, nonostante tutta la sua bravura e il suo ingegno, molte delle risposte ultime rimarranno al di là della sua comprensione”.

L’uomo deve imparare l’umiltà che Geova insegnò a Giobbe quando gli chiese dal turbine: “Puoi tu annodare i legami delle Pleiadi o sciogliere i vincoli di Orione? Fai tu spuntare a suo tempo la stella del mattino o puoi guidare l’Orsa insieme con i suoi figli? Conosci tu le leggi del cielo?” — Giobbe 38:31-33, CEI.

Che dire del futuro?

Il telescopio Hubble promette grandi rivelazioni nell’immediato futuro. Per dirla con un astronomo, “con il telescopio Hubble vedremo la forma di molte galassie in prossimità di quasar [radiosorgenti quasi-stellari, gli oggetti più luminosi dell’universo]”. Quanto al comprendere l’origine delle galassie, Richard Ellis, dell’Università di Cambridge, dice: “Stiamo per entrare in un periodo entusiasmante”.

La curiosità umana continuerà ad alimentare la sete di conoscenza per quanto riguarda l’universo, le sue origini e il suo scopo. Tale conoscenza dovrebbe suscitare nel nostro cuore riverenza per il Creatore del vasto universo, Geova Dio, che disse: “Alzate gli occhi in alto e vedete. Chi ha creato queste cose? Colui che ne fa uscire l’esercito perfino a numero, che tutte chiama perfino per nome. A motivo dell’abbondanza di energia dinamica, essendo egli anche vigoroso in potenza, non ne manca nessuna”. — Isaia 40:26; Salmo 147:4.

[Note in calce]

[Diagramma/Immagine alle pagine 16 e 17]

(Per la corretta impaginazione, vedi l’edizione stampata)

A: Specchio primario

B: Specchio secondario

C: Vengono sostituiti quattro giroscopi usati dal sistema di puntamento del telescopio

D: Si sostituisce un pannello solare danneggiato

E: Si installa la nuova fotocamera planetaria ad ampio raggio

F: Il COSTAR (Corrective Optics Space Telescope Axial Replacement), il dispositivo che compensa i difetti dello specchio

G: Si sostituiscono le apparecchiature elettroniche che controllano l’orientamento dei pannelli solari

[Immagine a pagina 16]

In alto a sinistra: La galassia M100 come la vedeva Hubble prima della riparazione

[Fonte]

NASA photo

[Immagine a pagina 17]

In alto al centro: Si installa la nuova fotocamera planetaria

[Fonte]

NASA photo

[Immagine a pagina 17]

In alto a destra: La galassia M100 come la vede Hubble dopo la riparazione

[Fonte]

NASA photo

[Fonte dell’immagine a pagina 15]

NASA photo