Hubble-ruimtetelescoop: definitie, werking en belangrijkste feiten
Ontdek de Hubble-ruimtetelescoop: werking, technologische kenmerken, iconische beelden en belangrijkste feiten — van lancering en baan tot wetenschappelijke doorbraken.
Wat is de Hubble‑ruimtetelescoop?
De Hubble Space Telescope (HST) is een grote optische ruimtetelescoop die boven de atmosfeer draait. Omdat hij buiten de atmosfeer staat, ziet hij de hemel veel scherper en zonder de verstoring door atmosferische turbulentie die het sterlicht vertroebelt voordat het de aarde bereikt. De telescoop is vernoemd naar de astronoom Edwin Hubble en kan vrijwel continu waarnemen, over grote delen van het elektromagnetische spectrum (vooral ultraviolet, zichtbaar licht en nabij‑infrarood). De hoofdspiegel heeft een diameter van 2,4 meter en levert een beeldscherpte van ongeveer 0,05 boogseconde, waardoor details zichtbaar worden die vanaf de grond moeilijk of niet te zien zijn.
Hoe werkt Hubble?
Hubble verzamelt licht met zijn primaire spiegel en leidt dat naar verschillende instrumenten (camera's en spectrografen) die beelden en spectra maken. Door meerdere golflengten te combineren — van ultraviolet tot nabij‑infrarood — kunnen astronomen fysieke eigenschappen van sterren, sterrenstelsels en andere objecten bepalen (bijv. temperatuur, chemische samenstelling, afstand). Omdat Hubble zich in een lage baan om de aarde bevindt, is hij gecombineerd gevoelig en flexibel: hij kan zowel gedetailleerde beelden van objecten binnen ons sterrenstelsel als extreem diepe foto’s van verre sterrenstelsels maken.
Belangrijke technische en operationele feiten
- Gebouwd door: een samenwerking tussen de NASA en de ESA.
- Lancering: 24 april 1990.
- Baan: in een lage baan rond de ruimte, op een hoogte van ongeveer 540–560 km (variërend door baancorrecties en atmosfeer). Hubble voltooit een omloop in ongeveer 95–97 minuten.
- Snelheid: circa 7,5 km/s (ongeveer 27.000 km/uur).
- Grootte en massa: ongeveer zo groot als een grote schoolbus en een massa van ruim 11 ton, zodat hij in de laadruimte van een Space Shuttle paste.
- Waarnemingsbereik: ultraviolet, zichtbaar licht en nabij‑infrarood; zeer hoge ruimtelijke resolutie.
Belangrijke instrumenten
Door de jaren heen is Hubble voorzien van verschillende instrumenten (sommige origineel, andere vervangen tijdens onderhouds‑ en upgrades):
- Wide Field and Planetary Camera 2 (WFPC2) — verving de oorspronkelijke camera en corrigeerde zichtproblemen na de eerste reparatie.
- Advanced Camera for Surveys (ACS) — voor zeer diepe en brede beelden.
- Wide Field Camera 3 (WFC3) — breed bereik van ultraviolet tot nabij‑infrarood, geplaatst tijdens de laatste servicedienst.
- Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS) — maakt spectra voor het bestuderen van bewegingen en samenstellingen.
- Cosmic Origins Spectrograph (COS) — gespecialiseerd in ultraviolet spectroscopie.
- NICMOS — infraroodinstrument (gekoelde detectoren) gebruikt voor oudere waarnemingen.
- Fine Guidance Sensors (FGS) — zorgen voor nauwkeurige pointing en worden ook voor astrometrie gebruikt.
Reparaties en onderhoud
Hubble is zodanig ontworpen dat mensen hem konden bezoeken en repareren. Er zijn meerdere servicediensten uitgevoerd met bemande Space Shuttle‑missies. De eerste belangrijke reparatie kwam in 1993, toen een probleem met de beeldkwaliteit (sferische aberratie van de primaire spiegel) werd gecorrigeerd door het installeren van compensatie‑optica en nieuwe camera’s. Latere missies vervingen of verbeterden instrumenten en systemen; de laatste bemande missie vond plaats in 2009 (SM4) waarbij onder andere WFC3 en COS werden geplaatst en andere instrumenten werden hersteld.
Belangrijke ontdekkingen en bijdragen
- Hubble heeft diepbeeldprojecten gemaakt zoals het Hubble Deep Field en het Hubble Ultra Deep Field, waarmee zeer verre en jonge sterrenstelsels zichtbaar werden.
- Bijgedragen aan nauwkeurige metingen van de Hubble‑constante en daarmee aan schattingen van de leeftijd en uitdijing van het heelal.
- Waarnemingen van verre supernovae en spectra leidden mede tot inzichten over donkere energie en de versnellende uitdijing van het heelal.
- Gedetailleerde beelden van nevels en stervorming, het in kaart brengen van structuren in sterrenstelsels en onderzoek naar zwarte gaten in galactische kernen.
- Spectroscopie van exoplanetatmosferen via transitwaarnemingen, waarmee chemische bestandsdelen en temperaturen zijn gedetecteerd.
Toekomst en nalatenschap
Hubble blijft een waardevol en productief observatorium. Hoewel de Space Shuttle niet meer bestaat en bemande servicing nu niet mogelijk is zoals vóór 2011, blijft Hubble operationeel zolang de instrumenten en systemen functioneren. NASA heeft plannen en procedures om Hubble gecontroleerd buiten gebruik te stellen en veilig terug te laten keren wanneer dat nodig is. Onafhankelijk daarvan heeft Hubble een enorme wetenschappelijke nalatenschap opgebouwd: zijn beelden en data vormen een basis voor astronomisch onderzoek en publiek begrip van het heelal.
Kort samengevat: de Hubble Space Telescope is een baanbrekend ruimtetelescoopproject dat, dankzij zijn positie boven de atmosfeer, zijn optiek en een reeks hoogwaardige instrumenten, astronomische waarnemingen met ongekende scherpte en diepte mogelijk maakt.
Hubble-ruimtetelescoop
Een van de beroemdste beelden van de Hubble-telescoop: de "Zuilen der Schepping" in de Adelaarsnevel.
Start
De telescoop werd in 1990 gelanceerd door een spaceshuttle. Toen hij in een baan om de aarde kwam, leek alles in orde. Maar er was een probleem met de telescoop dat pas werd ontdekt toen hij foto's begon te maken.
Astronauten Musgrave en Hoffman installeren corrigerende optiek tijdens SM1
Verbetering van Hubble-beelden na SM1
Problemen
Toen de HST zijn eerste foto's maakte, waren astronomen blij om de beelden te zien, maar ze waren niet zo scherp en helder als verwacht. Telescopen in de ruimte kunnen betere foto's maken dan telescopen op aarde, maar om de een of andere reden waren de foto's niet beter dan die op aarde. Ze ontdekten een probleem met de spiegel van de telescoop. De spiegel was niet goed gebogen. Hij was slechts 2,2 micron (1/50e zo dik als een stuk papier) mis. Toch was dit genoeg om de beelden wazig te maken. Sommigen zeiden dat Hubble bijziend was.
Reparatie
Een ander ruimteveer werd al snel naar boven gestuurd om de ruimtetelescoop te repareren. De reparatie was niet eenvoudig. De astronauten moesten enkele kleine spiegels installeren om het licht van de grote spiegel te corrigeren. De grote spiegel kon nog steeds worden gebruikt. Het duurde vijf dagen van ruimtewandelingen. Toen een astronaut een van de deuren van de Hubble opende om een nieuwe camera te installeren, sloot de deur niet. De astronauten moesten een creatieve manier bedenken om het probleem te omzeilen. Uiteindelijk werd de Hubble gerepareerd.
Er zijn vijf reparaties en onderhoudsbeurten aan de Hubble-ruimtetelescoop uitgevoerd om hem in een baan om de aarde te houden en hem nog beter te maken naarmate de technologie verbeterde. Het spaceshuttleprogramma werd langer dan gepland voortgezet om een extra reis naar de Hubble-ruimtetelescoop te maken voor een laatste reparatie.
Prestaties
- In 1994 keek Hubble tien dagen lang naar wat men dacht dat een leeg gebied in de ruimte was. Hij ontdekte dat er zelfs daar veel sterrenstelsels waren, maar heel zwak en heel ver weg. Geen enkele andere telescoop had dat kunnen zien.
- In 2004 keek Hubble enkele miljarden jaren terug naar de eerste sterrenstelsels in het Hubble Ultra Deep Field.
- Hij kon de leeftijd van het heelal vaststellen op ongeveer 13,7 miljard jaar. Vóór de Hubble wisten wetenschappers alleen dat het heelal tussen de 10 en 20 miljard jaar oud was.
- Het nam de eerste foto van een planeet buiten ons zonnestelsel, en was in staat te ontdekken wat voor soort atmosfeer andere planeten zouden kunnen hebben.
Sombrero-stelsel in infrarood licht (Hubble-ruimtetelescoop en Spitzer-ruimtetelescoop)
Vervanging
De Hubble is vervangen door de James Webb Space Telescope, die zich nog verder van de aarde bevindt. Er zijn nu andere telescopen in omloop, zoals het Herschel Space Observatory, de Spitzer Space Telescope en het Kepler Spacecraft, dat speciaal is gemaakt voor het vinden van aardachtige planeten rond andere sterren.
Vragen en antwoorden
V: Wat is de Hubble-ruimtetelescoop?
A: De Hubble Space Telescope (HST) is de eerste grote optische ruimtetelescoop. Hij is gemaakt door de NASA en de ESA samen en kan 24 uur per dag waarnemen.
V: Hoe groot is de hoofdspiegel van de HST?
A: De hoofdspiegel van de HST heeft een diameter van 2,4 meter.
V: Waarom kan de HST dingen van ver weg zien?
A: Omdat hij zich boven de dampkring bevindt, kan hij de hemel duidelijker zien dan een telescoop op de grond, waardoor objecten kunnen worden waargenomen die vanaf een andere plek vrijwel onmogelijk te zien zijn.
V: Wanneer werd de Hubble in de ruimte gelanceerd?
A: Hubble werd op 24 april 1990 in de ruimte gelanceerd.
V: Hoe snel vliegt de Hubble in een lage baan om de aarde?
A: In een lage baan om de aarde verplaatst de Hubble zich met een snelheid van 10 km per seconde.
V: Hoe groot is Hubble in vergelijking met andere objecten?
A: De grootte van de Hubble is vergelijkbaar met die van een grote schoolbus, maar nog steeds klein genoeg om in de laadruimte van een Space Shuttle te passen.
V: Zijn er na de lancering reparaties aan de Hubble verricht? A: Ja, in 1993 werden reparaties uitgevoerd vanwege problemen met de beeldkwaliteit.
Zoek in de encyclopedie