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"Hubble ist vermutlich das erfolgreichste wissenschaftliche Experiment aller Zeiten. Ich meine, nicht nur in der Astronomie, sondern ganz allgemein."
"Hubble hat nicht nur überragende wissenschaftliche Bedeutung. Es ist buchstäblich bis ins Wohnzimmer von vielen, vielen Millionen Menschen rund um den Globus vorgedrungen."
"Natürlich hoffen wir, dass wir noch einmal die Chance bekommen, Hubble am Leben zu erhalten."
"Nach Abwägung aller Risiken könnte die Antwort ja sein - und sie ist ja."
Eine silbern glänzender Zylinder, gut 13 Meter lang, mehr als vier Meter Durchmesser. Vorne eine geöffnete Klappe, sie gibt den Blick frei auf den Spiegel im Innern. Seitlich zwei große dunkle Flügel, die sich zur Sonne wenden. Das Hubble-Weltraumteleskop sieht aus wie ein dickes Insekt, das in 600 Kilometern Höhe um die Erde kreist. Seit 1990 blickt Hubble ungestört von der wabernden Erdatmosphäre in die Tiefen des Kosmos - ein wahr gewordener Astronomen-Traum. Es ist längst zur fliegenden Legende geworden. Und es ist legendär teuer: Interne Schätzungen der Nasa gehen von Gesamtkosten in Höhe von gut 13 Milliarden US-Dollar aus. Damit wurde in Hubble weit mehr investiert als in alle anderen Teleskope auf der Welt zusammen genommen.
"Ich bin vor einiger Zeit gefragt worden, ob Hubble die Milliarden von Dollar wert war. Meine Antwort war: Nun, es hat uns das Universum gegeben - dafür ist es sehr billig."
Mario Livio ist Astronom am Institut des Weltraumteleskops in Baltimore in den USA. Als einer der Grandseigneurs des Hubble-Instituts ist er natürlich befangen. Aber auch wer nicht durch seine rosarote Brille blickt, wird einräumen, dass Hubble ganz neue Einsichten in das Universum geliefert hat. Livio:
"Das Weltraumteleskop hat Phantastisches in praktisch jedem Bereich der Astronomie geleistet. Einige Beispiele: Durch Hubble kam das Konzept der Dunklen Energie ins Spiel, jener geheimnisvolle Kraft, die das Universum immer schneller auseinander treibt. Es hat so tief hinaus ins All geblickt wie kein Teleskop zuvor und uns junge Galaxien kurz nach dem Urknall gezeigt. Und Hubble hat als erstes die Zusammensetzung der Atmosphäre eines fernen Planeten gemessen. Das Weltraumteleskop ist äußerst vielseitig."
Dass Hubble seit dem Start vor fast 20 Jahren auf der Höhe der Zeit geblieben ist, hat es den Wartungsmissionen zu verdanken. Viermal schon sind Astronauten mit einem Space Shuttle zum Teleskop geflogen und haben vor Ort technisch nachgerüstet. In einigen Tagen ist es wieder so weit. Die Raumfähre "Atlantis" wird mit sieben Astronauten an Bord zum Hubble-Teleskop starten. Es ist Hubbles letzte Chance. Denn voraussichtlich 2010 werden die Shuttle-Flüge eingestellt - dann ist Schluss mit dem himmlischen Kundendienst. Der Flug der "Atlantis" ist die politisch umstrittenste Shuttle-Mission, die es je gegeben hat - denn es ist die gefährlichste.
"T minus ten, nine, eight, seven, six, five, main engines ignition, four, three, two, one, ignition, and lift-off... off the space shuttle ‚Atlantis’... ... Houston now controlling the flight of ‚Atlantis’..."
Seitdem die Raumfähre "Columbia" 2003 beim Wiedereintritt in die Atmosphäre verglüht ist, gilt bei der Nasa die Regel, dass alle Shuttle-Flüge zur Internationalen Raumstation führen müssen. Dort lässt sich der Shuttle zur Not reparieren. Im schlimmsten Fall könnten die Astronauten dort Monate aushalten und auf Rettung von der Erde warten. Fliegt eine Raumfähre aber zum Hubble-Teleskop, ist die Raumstation für die Besatzung unerreichbar. Die Umlaufbahnen sind zu verschieden. Daher war die letzte Wartungsmission zu Hubble nach dem "Columbia"-Unglück zunächst abgesagt worden. Nach heftigen Protesten hat der neue Nasa-Chef Michael Griffin die Entscheidung seines Vorgängers revidiert - und eine überraschende Lösung des Sicherheitsproblems präsentiert:
"Wir haben eine Möglichkeit, die ‚Atlantis’-Besatzung notfalls zu retten: Eine zweite Raumfähre wird auf der anderen Startrampe warten und könnte ihr schnell zu Hilfe eilen. Die Besatzung, die diese Wartungsmission durchführt, wird so sicher sein, wie es irgendwie möglich ist. "
Wenn die "Atlantis" beim Start zum Hubble-Teleskop beschädigt werden sollte, könnte die Raumfähre "Endeavour" mit einer Notbesatzung nur etwa zwei Wochen später ins All fliegen und die gestrandete Atlantis-Crew abholen - sofern die "Endeavour" nicht selbst beim Start Schaden nimmt. Die Nasa hält ihr himmlisches Juwel für so bedeutend, dass sie für die Hubble-Reparatur durchaus ein Risiko eingeht. Immerhin gilt es wissenschaftlich und politisch als wertvollstes Instrument der Raumfahrt. Dabei gerieten die ersten Bilder zum Albtraum für die Nasa, erinnert sich Rudolf Albrecht von der europäischen Hubble-Koordinierungsstelle in Garching.
"Wir sind mit ziemlich großer Erwartung gestartet. Wir waren nicht überrascht, dass es nicht gleich einen Tag nach dem Start nadelscharfe Bilder gegeben hat. Das ist ganz klar, wenn man an die Vibrationen denkt, an den Schalldruck in der Payload-Bay während des Shuttle-Starts et cetera. Wir wussten aber ja auch, dass im Teleskop eigentlich fast alles einstellbar war. Was allerdings nicht einstellbar war, war die Form des Hauptspiegels. Da hat sich dann herausgestellt, ziemlich schnell, dass damit etwas nicht in Ordnung ist."
Das Teleskop, das oberhalb der Atmosphäre perfekt scharf ins All blicken sollte, lieferte nur verschwommene Bilder. Bei der Form des 2,4 Meter großen Hauptspiegels hatte man sich verrechnet. Für den Weltraum bestimmte Instrumente lassen sich auf der Erde manchmal nur mit größter Mühe testen. Im Weltall herrschen Vakuum und Schwerelosigkeit, was sich im Labor nicht so einfach nachstellen lässt. Albrecht:
"Da liegt es an der Erfahrung des Projektmanagers zu sagen, hier und hier müssen wir testen, hier und hier, wenn es geht, auch. Da und da verlassen wir uns darauf, dass wir, wenn etwas falsch ist, das im Ergebnis anderer Tests sehen. Oder man sagt sich, das ist derart gesicherte Technologie, dass wir nicht zu testen brauchen. Und das war der Fehler, der beim Spiegel gemacht wurde. Spiegel geschliffen hat schon der Galileo, und daher hat man gesagt, den Spiegel zu schleifen, das ist derart gesicherte Technologie, da testen wir nur bis zu einem gewissen Grad. Genau da lag der Fehler."
Das himmlische Teleskop stürzte die Nasa in eine schwere Krise - Hubble drohte zum Superflop zu werden. Doch Hilfe war möglich: Von Anfang an standen Service-Missionen auf dem Plan. Astronauten sollten alle fünf Jahre das Weltraumteleskop anfliegen, es technisch überholen und neue Kameras einsetzen. So wurde die erste Service-Mission schneller realisiert als ursprünglich geplant. Die Nasa-Ingenieure hatten zügig Costar ersonnen, eine Art Brille für Hubble. Gut drei Jahre nach dem Start wurde Hubble die Korrekturoptik verpasst. Es war Hubbles zweite Geburt - erinnert sich Roger Doxsey, Chef des Hubble Mission Office in Baltimore:
"Als wir nach der ersten Service-Mission sahen, wie die ersten Bilder runter kamen, war sofort klar, dass der Fehler repariert war. Das war unmittelbar in den Bildern zu sehen. Wir waren unglaublich erleichtert, dass es so gut geklappt hatte. Von da an machte Hubble exzellente Wissenschaft. Das war mit Abstand der schönste Moment in meinem Berufsleben."
Seitdem liefert Hubble ständig neue Daten von fernen Galaxien, den Anfängen des Kosmos, massereichen Schwarzen Löchern und Planeten, die fremde Sterne umkreisen. Doch das Teleskop kommt in die Jahre. Im Januar 2008 hat ein Kurzschluss die wichtigste Kamera an Bord außer Funktion gesetzt. Schon 2004 war ein anderes Instrument nach einer Panne in der Stromversorgung ausgefallen. Geräte, die zum präzisen Ausrichten des Teleskops erforderlich sind, versagen ebenfalls. Hubble lahmt gewissermaßen. Es schleppt sich mühevoll um die Erde. Doch noch einmal naht Rettung.
"Your mission is to rendezvous and grapple the Hubble Space Telescope and then spend five days massively re-outfitting and upgrading the telescope."
"All right, good morning, Houston."
Mit dem Titel "Mission Impossible" hatte die Nasa die Shuttle-Crew bei der letzten Wartungsmission im Jahr 2002 geweckt. Auch dieses Mal halten viele die Mission für ein fast unmögliches Unterfangen: An fünf aufeinander folgenden Tagen muss die Shuttle-Besatzung aus der Raumfähre aussteigen und äußerst komplizierte Arbeiten im freien Weltraum durchführen. Die Nasa vertraut erfahrenen Kräften. So war Shuttle-Kommandant Scott Altman schon bei der letzten Wartungsmission der Chef an Bord.
"Mit den Gyroskopen wird Hubble präzise auf die himmlischen Objekte ausgerichtet. Das muss äußerst genau geschehen, etwa so, als wolle man mit einem Laserstrahl von Washington aus einen Groschen auf dem Empire State Building 300 Kilometer entfernt in New York treffen. Man muss das Teleskop so exakt ausrichten, wenn man dreizehn Milliarden Lichtjahre hinaus in den Kosmos blickt. Das geht dank der Gyroskope. Aber drei von denen sind defekt. Die tauschen wir nun aus. Damit stellen wir sicher, dass Hubble bis ans Ende seiner Lebenszeit präzise ins All blicken kann."
"This is the Goddard integration, assembly and test area. This is actually where we put satellites together in preparation for launch."
Was auch immer die Shuttle-Besatzung in das Teleskop einbaut: Sämtliche Geräte wurden vorher am Goddard Space Flight Center in der Nähe von Washington intensiv getestet - eine Panne wie beim Spiegel darf sich nicht wiederholen.
"Hier in Goddard wird die Wartungsmission zu Hubble geleitet. Da drüben ist ein Modell der Shuttle-Ladebucht in Originalgröße. Wir gehen mal rüber, dann sehen Sie die Instrumente."
Eine Halle fast so groß wie eine Flugzeugwerft. Von der Decke hängen Kräne und dicke Kabel. Hier und da ein fast fertiger Satellit, umgeben von Gerüsten, auf denen viel technisches Gerät steht. Und ein Shuttle-Modell, in ihm lassen sich alle für die Mission geplanten Arbeitsschritte proben. Nur in Schutzoverall und mit Haarhaube betreten die Kollegen von David Thompson und Steve Ritz die Labore, die durch große Glaswände abgetrennt sind. An der Stirnwand der Halle führt ein Korridor zu weiteren Testanlagen.
"Hier ist der Vibrationsraum. Einer unserer Tests mit allen Instrumenten ist, sie enormen Vibrationen auszusetzen. Denn bei einem Raketenstart wird alles ordentlich durchgeschüttelt."
"Hier ist die Akustik-Raum. Da drin gibt es riesige Basslautsprecher. Zwei Meter im Durchmesser. Ein Raketenstart macht enorm viel Lärm. Der kann ganze Instrumente beschädigen."
Beim Start sind Lärm und Druckwellen in der Ladebucht des Shuttle so stark, dass Menschen das nicht überleben würden. Die neuen Kameras und alle technischen Komponenten für Hubble mussten entsprechend stabil konstruiert und ausgiebig getestet werden. Nur was diese Räume funktionsfähig wieder verlassen hat, darf in die Umlaufbahn.
"Dieses Gebäude ist speziell für die Hubble-Missionen gebaut worden. Schon Costar, die Korrektur-Optik, wurde hier geplant und getestet. Natürlich hoffen wir, dass wir jetzt noch einmal die Chance bekommen, Hubble am Leben zu erhalten. Es ist sicher eines der aufregendsten Teleskope!"
2003 schockierte die Nachricht von der abgesagten Wartungsmission das ganze Goddard-Team. Die neuen Kameras für Hubble standen bereits fertig in den Laboren. Die Arbeit von Jahren schien plötzlich völlig sinnlos. Nach langem Bangen kommen die Geräte jetzt endlich zum Einsatz.
"Good morning, that was the theme from ‚Mission Impossible 2’. After four spectacular days of impossibly difficult upgrades, Hubble is holding a new improved set of solar arrays, a new power system and a new camera system. Keep up the great work and we will do our best down here to help you."
"Good morning, Houston. Thanks for the great wake-up music. We are ready to continue mission impossible with our last EVA. We are looking forward to it."
Dieses Mal hat die Shuttle-Besatzung noch anspruchsvollere Arbeiten auszuführen als im Jahr 2002 bei der letzten Hubble-Mission. Die sieben Astronauten sollen die Wide Field Camera 3 einbauen, das neue Arbeitspferd von Hubble, das viele spektakuläre Bilder machen wird. Die neue Kamera blickt zehnmal empfindlicher ins All als der Vorgänger. COS, der Cosmic Origins Spectrograph, soll die Zusammensetzung der fernsten Objekte im Kosmos untersuchen. COS nimmt eine ganz besondere Stelle im Teleskop ein, freut sich Scott Altman.
"Wir nehmen Hubble jetzt die Brille ab. Costar, die Korrekturoptik, wird nicht mehr gebraucht, weil die neuen Instrumente selbst den Spiegelfehler ausgleichen. An den Platz der Brille bauen wir nun ein weiteres wissenschaftliches Gerät ein. Jetzt endlich wird Hubble Kameras und Instrumente an allen dafür vorgesehen Plätzen haben. Das war bis jetzt noch nie der Fall!"
Neben dem Einbau der neuen Kameras tauschen die Astronauten noch die Batterien von Hubble und einen Steuerungsrechner aus. Er war nur wenige Tage vor der ursprünglich für Oktober 2008 geplanten Rettungsmission ausgefallen. Daraufhin hatte die NASA den Atlantis-Flug erneut verschoben. Zwar arbeitet Hubble derzeit problemlos mit dem Ersatzrechner, aber aus Sicherheitsgründen sollen immer zwei funktionierende Rechner an Bord des Teleskops sein. Das hastig in Auftrag gegebene Ersatzteil wurde erst jetzt fertig. Zudem sollen sie zwei Kameras vor Ort reparieren. Dabei müssen sie unter anderem 117 Schrauben lösen, die für eine Bearbeitung in der Umlaufbahn gar nicht ausgelegt sind. In der Schwerelosigkeit und in klobigen Raumanzügen werden selbst solche Aufgaben zu einer echten Herausforderung. Doch allen ist bewusst, dass diese Mission die letzte Reise zu Hubble ist. Nur wenn die "Atlantis"-Besatzung Erfolg hat, wird Hubble noch gut sieben Jahre lang im Einsatz bleiben - vielleicht sogar ein wenig länger. Altman:
"Für mich ist Hubble eines der unglaublichsten wissenschaftlichen Instrumente, die je gebaut wurden. Seine Bedeutung lässt sich nur mit Galileo und dessen erstem Teleskop vergleichen. Wenn wir dann nach allen Arbeiten Hubble wieder auf der Umlaufbahn aufsetzen, wird das für mich ein bittersüßer Moment. Wenn wir das Teleskop zurücklassen, wird es hoffentlich so perfekt ausgestattet sein wie noch nie."
So begeistert die Astronomen und viele Laien von Hubble auch sind. Einen praktisch identischen Nachfolger wird es nicht geben. Das Hubble-Konzept mit den zwar effektiven, aber extrem teuren Wartungen gilt als überholt.
"Attention pour le décompte final: "Dix, neuf, huit, sept, six, cinq, quatre, trois, deux, top - .... decollage..."
2013 soll ein neues Teleskop mit der Ariane-5-Rakete ins All starten. Die Nasa hat es nach James Webb, einem ihrer früheren Direktoren benannt. Europas Raumfahrtagentur Esa ist am neuen Teleskop mit 15 Prozent beteiligt - wie schon am Vorgänger Hubble. Rudolf Albrecht:
"Das ‚James Webb Space Telecope’ ist ein Nachfolger nur in dem Sinn, dass es ein Teleskop ist, das im Weltraum stationiert ist. Darüber hinaus gibt es verhältnismäßig wenig Gemeinsamkeiten. Das ‚James Webb Space Telescope’ wird in 1,5 Millionen Kilometern Entfernung stationiert werden. Das nächste ist, dieses Teleskop wird mit ungefähr sechs Metern Durchmesser keinen monolithischen Spiegel mehr haben, sondern einen Spiegel, der in Segmente unterteilt ist."
Beim Start mit der Ariane ist das ganze Teleskop zusammengeklappt. Im Weltraum sollen sich dann der Teleskopspiegel und einige andere Komponenten entfalten wie ein Regenschirm. 18 Spiegel-Segmente müssen sich perfekt anordnen. Nur dann kann das Teleskop seine volle Leistung bringen. John Mather, Nobelpreisträger des Jahres 2006, ist Chefwissenschafter des James Webb-Teleskops. Wird ihm beim Gedanken an das komplizierte Entfalten im All nicht angst und bange?
"Albträume habe ich deswegen nicht. Aber wir spielen alle Eventualitäten durch. Das Ausklappen des Hauptspiegels im All wird der schwierigste und kritischste Teil der Mission sein. Das sagen alle Ingenieure. Immerhin arbeiten wir hierbei mit einer Firma zusammen, die bei anderen Satelliten schon 2000 Mal etwas entfaltet hat. Bisher ist dabei alles gut gegangen. Das ist für uns keine Garantie, aber wir haben Vertrauen zu den Leuten, mit denen wir arbeiten."
Anders als bei Hubble, das nach dem defekten Spiegel zügig im All repariert werden konnte, wird das James Webb-Teleskop allein auf weiter Flur sein. Seine Position, viermal weiter von der Erde entfernt als der Mond, ist für bemannte Raumfahrzeuge bisher unerreichbar. Das weiß auch John Mather.
"Beim ‚James Webb Space Telescope’ wird es keine Wartungsmissionen geben. Jedenfalls sind bisher keine geplant. Wir sollten das Instrument also besser von Anfang an korrekt bauen. Deswegen werden wir vor dem Start sämtliche Teile sehr intensiv testen."
Das nächste Weltraumteleskop arbeitet nicht mehr im sichtbaren Licht, sondern im nahen Infrarot. Es beobachtet also die Wärmestrahlung aus dem All. Doch um die Wärme der fernen Himmelskörper zu spüren, muss es selbst extrem kalt sein. Das ist neben dem auszuklappenden Hauptspiegel eine weitere technische Herausforderung, betont Mark McCaughrean, Astronom an der Universität von Exeter in England. Er ist einer der führenden europäischen Mitarbeiter.
"Das Teleskop muss auf unter minus 200 Grad Celsius gekühlt werden. Nur dann sind alle Instrumente empfindlich genug, um wirklich die Wärmestrahlung aus dem All zu registrieren. Ein Problem sind jetzt die Tests: Wir haben bei der Nasa eine riesige Eiskammer, in der wir die Instrumente stark abkühlen. Nur dann können wir die Tests durchführen."
Die Kühlung im All ist genial einfach: Das James Webb-Teleskop bekommt einen riesigen Sonnenschirm. Die Instrumente liegen also ständig im Schatten und kühlen sich so im Vakuum des Weltraums extrem ab. Das Ausklappen des Sonnenschirms ist für die gesamte Mission ein äußerst kritischer Vorgang. Ohne Schatten wäre James Webb viel wärmer als geplant - und damit gleichsam blind im Infrarotbereich. Dann ließen sich viele der wissenschaftlichen Ziele von Mark McCaughrean und seinen Kollegen nicht erreichen.
"Das James Webb Teleskop ist vor allem eine Maschine für das erste Licht im Kosmos. Wir wollen die frühesten Galaxien beobachten, die sich schon recht bald nach dem Urknall gebildet haben. Weil sich das Universum ausdehnt, ist das sichtbare Licht dieser sehr fernen Galaxien längst ins Infrarote gedehnt worden. Daher lassen sich die fernsten Galaxien nur mit einem Infrarotteleskop wie James Webb aufspüren. Ich persönlich interessiere mich vor allem für die Entstehung von Sternen und Planeten. Zwar sind diese Objekte sehr nah, aber man braucht dennoch die gleiche Technik wie bei den fernsten Galaxien: Denn Sterne und Planeten entstehen hinter dichten Staubwolken - um überhaupt etwas zu sehen, muss man auch hier im Infraroten beobachten."
Ob ferne Galaxien oder junge Planeten: Nur das Infrarotlicht zeigt, was wirklich im All passiert. James Webb soll den Astronomen diese geheimnisvollen Objekte endlich in allen Details zeigen: Die jüngsten Sterne, die das Teleskop in den Staubwolken ausmachen wird, sind auf die Lebensspanne eines Menschen bezogen gerade mal ein paar Tage alt. Hubble hat bisher nur erahnen lassen, wie die Sterne in den Staubwolken entstehen. McCaughrean:
"Hubble hat viele Bereiche der Astronomie geprägt. Ob es um die Größe und Struktur des Kosmos geht oder eben um die Staubscheiben, um junge Sterne, aus denen dann Planeten werden. Hubble hat oft Pionierarbeit geleistet. James Webb wird ganz ähnlichen Fragen nachgehen. Da aber das neue Instrument viel empfindlicher ist und viel genauer beobachten kann, werden wir auf immer neue Rätsel stoßen. Für jede Antwort bekommen wir zwei neue Fragen. In der Astronomie werden wir nie fertig."
Hubble hat zudem die öffentliche Wahrnehmung der Astronomie massiv verändert. Viele Hubble-Bilder sind geradezu Ikonen der Wissenschaft. Da wundert es nicht, dass die Nasa den Europäern zwar angeboten hat, sich an den Instrumenten an Bord von James Webb zu beteiligen. Andererseits aber zu keinem Zeitpunkt Zweifel aufkommen lassen wollte, dass sie die Hauptkamera beisteuert. Dieses gerade für die Kommunikation nach außen so bedeutende Instrument wollte die Nasa auf gar keinen Fall aus der Hand geben. John Mather:
"Eine wunderbare Lehre aus Hubble ist, dass man niemals genau das sehen wird, womit man gerechnet hat. Es wird da draußen im fernen Kosmos viele Überraschungen geben, die wir mit James Webb entdecken können."
Hubble bekommt zwar noch einmal Besuch von Astronauten. Danach aber bleibt es sich selbst überlassen - zumindest für ein paar Jahre. Langfristig könnte es sogar zu einer Gefahr werden. Denn durch die Reibung an der Restatmosphäre sinkt es langsam aber sicher in tiefere Regionen. In einigen Jahrzehnten würden seine Trümmer auf die Erde stürzen. Das will die Nasa vermeiden. Daher bringen die Astronauten bei dieser Mission eine Vorrichtung am Teleskop an. Scott Altman:
"Wir werden bei Hubble nach all den optischen Reparaturen auch ein Gerät anbringen, mit dem sich vielleicht irgendwann einmal ein robotisches Fahrzeug Hubble leichter greifen könnte."
Wenn die Astronomen Glück haben, wird Hubble noch sieben, vielleicht sogar zehn Jahre lang im Einsatz sein. Dann wären einige Jahre lang Hubble und James Webb ein kosmisches Traumduo, die besonders interessante Parallelbeobachtungen durchführen könnten. Doch Shuttle-Kommandant Scott Altman wird mit seiner Crew der letzte sein, der Hubble wirklich aus der Nähe sieht.
"Dann setzen wir Hubble aus und mit ein paar Feuerstößen werden wir unter dem Teleskop entlang tauchen. Bei der letzten Mission konnte ich kaum glauben, wie nah das Teleskop vorbei gedriftet ist. Wir haben uns fast geduckt. Dann fliegen wir einmal drum herum und lassen es seine Arbeit im Weltraum machen."
"It'll be like leaving an old friend for the last time, so we'll say good-bye."
"Hubble ist vermutlich das erfolgreichste wissenschaftliche Experiment aller Zeiten. Ich meine, nicht nur in der Astronomie, sondern ganz allgemein."
"Hubble hat nicht nur überragende wissenschaftliche Bedeutung. Es ist buchstäblich bis ins Wohnzimmer von vielen, vielen Millionen Menschen rund um den Globus vorgedrungen."
"Natürlich hoffen wir, dass wir noch einmal die Chance bekommen, Hubble am Leben zu erhalten."
"Nach Abwägung aller Risiken könnte die Antwort ja sein - und sie ist ja."
Eine silbern glänzender Zylinder, gut 13 Meter lang, mehr als vier Meter Durchmesser. Vorne eine geöffnete Klappe, sie gibt den Blick frei auf den Spiegel im Innern. Seitlich zwei große dunkle Flügel, die sich zur Sonne wenden. Das Hubble-Weltraumteleskop sieht aus wie ein dickes Insekt, das in 600 Kilometern Höhe um die Erde kreist. Seit 1990 blickt Hubble ungestört von der wabernden Erdatmosphäre in die Tiefen des Kosmos - ein wahr gewordener Astronomen-Traum. Es ist längst zur fliegenden Legende geworden. Und es ist legendär teuer: Interne Schätzungen der Nasa gehen von Gesamtkosten in Höhe von gut 13 Milliarden US-Dollar aus. Damit wurde in Hubble weit mehr investiert als in alle anderen Teleskope auf der Welt zusammen genommen.
"Ich bin vor einiger Zeit gefragt worden, ob Hubble die Milliarden von Dollar wert war. Meine Antwort war: Nun, es hat uns das Universum gegeben - dafür ist es sehr billig."
Mario Livio ist Astronom am Institut des Weltraumteleskops in Baltimore in den USA. Als einer der Grandseigneurs des Hubble-Instituts ist er natürlich befangen. Aber auch wer nicht durch seine rosarote Brille blickt, wird einräumen, dass Hubble ganz neue Einsichten in das Universum geliefert hat. Livio:
"Das Weltraumteleskop hat Phantastisches in praktisch jedem Bereich der Astronomie geleistet. Einige Beispiele: Durch Hubble kam das Konzept der Dunklen Energie ins Spiel, jener geheimnisvolle Kraft, die das Universum immer schneller auseinander treibt. Es hat so tief hinaus ins All geblickt wie kein Teleskop zuvor und uns junge Galaxien kurz nach dem Urknall gezeigt. Und Hubble hat als erstes die Zusammensetzung der Atmosphäre eines fernen Planeten gemessen. Das Weltraumteleskop ist äußerst vielseitig."
Dass Hubble seit dem Start vor fast 20 Jahren auf der Höhe der Zeit geblieben ist, hat es den Wartungsmissionen zu verdanken. Viermal schon sind Astronauten mit einem Space Shuttle zum Teleskop geflogen und haben vor Ort technisch nachgerüstet. In einigen Tagen ist es wieder so weit. Die Raumfähre "Atlantis" wird mit sieben Astronauten an Bord zum Hubble-Teleskop starten. Es ist Hubbles letzte Chance. Denn voraussichtlich 2010 werden die Shuttle-Flüge eingestellt - dann ist Schluss mit dem himmlischen Kundendienst. Der Flug der "Atlantis" ist die politisch umstrittenste Shuttle-Mission, die es je gegeben hat - denn es ist die gefährlichste.
"T minus ten, nine, eight, seven, six, five, main engines ignition, four, three, two, one, ignition, and lift-off... off the space shuttle ‚Atlantis’... ... Houston now controlling the flight of ‚Atlantis’..."
Seitdem die Raumfähre "Columbia" 2003 beim Wiedereintritt in die Atmosphäre verglüht ist, gilt bei der Nasa die Regel, dass alle Shuttle-Flüge zur Internationalen Raumstation führen müssen. Dort lässt sich der Shuttle zur Not reparieren. Im schlimmsten Fall könnten die Astronauten dort Monate aushalten und auf Rettung von der Erde warten. Fliegt eine Raumfähre aber zum Hubble-Teleskop, ist die Raumstation für die Besatzung unerreichbar. Die Umlaufbahnen sind zu verschieden. Daher war die letzte Wartungsmission zu Hubble nach dem "Columbia"-Unglück zunächst abgesagt worden. Nach heftigen Protesten hat der neue Nasa-Chef Michael Griffin die Entscheidung seines Vorgängers revidiert - und eine überraschende Lösung des Sicherheitsproblems präsentiert:
"Wir haben eine Möglichkeit, die ‚Atlantis’-Besatzung notfalls zu retten: Eine zweite Raumfähre wird auf der anderen Startrampe warten und könnte ihr schnell zu Hilfe eilen. Die Besatzung, die diese Wartungsmission durchführt, wird so sicher sein, wie es irgendwie möglich ist. "
Wenn die "Atlantis" beim Start zum Hubble-Teleskop beschädigt werden sollte, könnte die Raumfähre "Endeavour" mit einer Notbesatzung nur etwa zwei Wochen später ins All fliegen und die gestrandete Atlantis-Crew abholen - sofern die "Endeavour" nicht selbst beim Start Schaden nimmt. Die Nasa hält ihr himmlisches Juwel für so bedeutend, dass sie für die Hubble-Reparatur durchaus ein Risiko eingeht. Immerhin gilt es wissenschaftlich und politisch als wertvollstes Instrument der Raumfahrt. Dabei gerieten die ersten Bilder zum Albtraum für die Nasa, erinnert sich Rudolf Albrecht von der europäischen Hubble-Koordinierungsstelle in Garching.
"Wir sind mit ziemlich großer Erwartung gestartet. Wir waren nicht überrascht, dass es nicht gleich einen Tag nach dem Start nadelscharfe Bilder gegeben hat. Das ist ganz klar, wenn man an die Vibrationen denkt, an den Schalldruck in der Payload-Bay während des Shuttle-Starts et cetera. Wir wussten aber ja auch, dass im Teleskop eigentlich fast alles einstellbar war. Was allerdings nicht einstellbar war, war die Form des Hauptspiegels. Da hat sich dann herausgestellt, ziemlich schnell, dass damit etwas nicht in Ordnung ist."
Das Teleskop, das oberhalb der Atmosphäre perfekt scharf ins All blicken sollte, lieferte nur verschwommene Bilder. Bei der Form des 2,4 Meter großen Hauptspiegels hatte man sich verrechnet. Für den Weltraum bestimmte Instrumente lassen sich auf der Erde manchmal nur mit größter Mühe testen. Im Weltall herrschen Vakuum und Schwerelosigkeit, was sich im Labor nicht so einfach nachstellen lässt. Albrecht:
"Da liegt es an der Erfahrung des Projektmanagers zu sagen, hier und hier müssen wir testen, hier und hier, wenn es geht, auch. Da und da verlassen wir uns darauf, dass wir, wenn etwas falsch ist, das im Ergebnis anderer Tests sehen. Oder man sagt sich, das ist derart gesicherte Technologie, dass wir nicht zu testen brauchen. Und das war der Fehler, der beim Spiegel gemacht wurde. Spiegel geschliffen hat schon der Galileo, und daher hat man gesagt, den Spiegel zu schleifen, das ist derart gesicherte Technologie, da testen wir nur bis zu einem gewissen Grad. Genau da lag der Fehler."
Das himmlische Teleskop stürzte die Nasa in eine schwere Krise - Hubble drohte zum Superflop zu werden. Doch Hilfe war möglich: Von Anfang an standen Service-Missionen auf dem Plan. Astronauten sollten alle fünf Jahre das Weltraumteleskop anfliegen, es technisch überholen und neue Kameras einsetzen. So wurde die erste Service-Mission schneller realisiert als ursprünglich geplant. Die Nasa-Ingenieure hatten zügig Costar ersonnen, eine Art Brille für Hubble. Gut drei Jahre nach dem Start wurde Hubble die Korrekturoptik verpasst. Es war Hubbles zweite Geburt - erinnert sich Roger Doxsey, Chef des Hubble Mission Office in Baltimore:
"Als wir nach der ersten Service-Mission sahen, wie die ersten Bilder runter kamen, war sofort klar, dass der Fehler repariert war. Das war unmittelbar in den Bildern zu sehen. Wir waren unglaublich erleichtert, dass es so gut geklappt hatte. Von da an machte Hubble exzellente Wissenschaft. Das war mit Abstand der schönste Moment in meinem Berufsleben."
Seitdem liefert Hubble ständig neue Daten von fernen Galaxien, den Anfängen des Kosmos, massereichen Schwarzen Löchern und Planeten, die fremde Sterne umkreisen. Doch das Teleskop kommt in die Jahre. Im Januar 2008 hat ein Kurzschluss die wichtigste Kamera an Bord außer Funktion gesetzt. Schon 2004 war ein anderes Instrument nach einer Panne in der Stromversorgung ausgefallen. Geräte, die zum präzisen Ausrichten des Teleskops erforderlich sind, versagen ebenfalls. Hubble lahmt gewissermaßen. Es schleppt sich mühevoll um die Erde. Doch noch einmal naht Rettung.
"Your mission is to rendezvous and grapple the Hubble Space Telescope and then spend five days massively re-outfitting and upgrading the telescope."
"All right, good morning, Houston."
Mit dem Titel "Mission Impossible" hatte die Nasa die Shuttle-Crew bei der letzten Wartungsmission im Jahr 2002 geweckt. Auch dieses Mal halten viele die Mission für ein fast unmögliches Unterfangen: An fünf aufeinander folgenden Tagen muss die Shuttle-Besatzung aus der Raumfähre aussteigen und äußerst komplizierte Arbeiten im freien Weltraum durchführen. Die Nasa vertraut erfahrenen Kräften. So war Shuttle-Kommandant Scott Altman schon bei der letzten Wartungsmission der Chef an Bord.
"Mit den Gyroskopen wird Hubble präzise auf die himmlischen Objekte ausgerichtet. Das muss äußerst genau geschehen, etwa so, als wolle man mit einem Laserstrahl von Washington aus einen Groschen auf dem Empire State Building 300 Kilometer entfernt in New York treffen. Man muss das Teleskop so exakt ausrichten, wenn man dreizehn Milliarden Lichtjahre hinaus in den Kosmos blickt. Das geht dank der Gyroskope. Aber drei von denen sind defekt. Die tauschen wir nun aus. Damit stellen wir sicher, dass Hubble bis ans Ende seiner Lebenszeit präzise ins All blicken kann."
"This is the Goddard integration, assembly and test area. This is actually where we put satellites together in preparation for launch."
Was auch immer die Shuttle-Besatzung in das Teleskop einbaut: Sämtliche Geräte wurden vorher am Goddard Space Flight Center in der Nähe von Washington intensiv getestet - eine Panne wie beim Spiegel darf sich nicht wiederholen.
"Hier in Goddard wird die Wartungsmission zu Hubble geleitet. Da drüben ist ein Modell der Shuttle-Ladebucht in Originalgröße. Wir gehen mal rüber, dann sehen Sie die Instrumente."
Eine Halle fast so groß wie eine Flugzeugwerft. Von der Decke hängen Kräne und dicke Kabel. Hier und da ein fast fertiger Satellit, umgeben von Gerüsten, auf denen viel technisches Gerät steht. Und ein Shuttle-Modell, in ihm lassen sich alle für die Mission geplanten Arbeitsschritte proben. Nur in Schutzoverall und mit Haarhaube betreten die Kollegen von David Thompson und Steve Ritz die Labore, die durch große Glaswände abgetrennt sind. An der Stirnwand der Halle führt ein Korridor zu weiteren Testanlagen.
"Hier ist der Vibrationsraum. Einer unserer Tests mit allen Instrumenten ist, sie enormen Vibrationen auszusetzen. Denn bei einem Raketenstart wird alles ordentlich durchgeschüttelt."
"Hier ist die Akustik-Raum. Da drin gibt es riesige Basslautsprecher. Zwei Meter im Durchmesser. Ein Raketenstart macht enorm viel Lärm. Der kann ganze Instrumente beschädigen."
Beim Start sind Lärm und Druckwellen in der Ladebucht des Shuttle so stark, dass Menschen das nicht überleben würden. Die neuen Kameras und alle technischen Komponenten für Hubble mussten entsprechend stabil konstruiert und ausgiebig getestet werden. Nur was diese Räume funktionsfähig wieder verlassen hat, darf in die Umlaufbahn.
"Dieses Gebäude ist speziell für die Hubble-Missionen gebaut worden. Schon Costar, die Korrektur-Optik, wurde hier geplant und getestet. Natürlich hoffen wir, dass wir jetzt noch einmal die Chance bekommen, Hubble am Leben zu erhalten. Es ist sicher eines der aufregendsten Teleskope!"
2003 schockierte die Nachricht von der abgesagten Wartungsmission das ganze Goddard-Team. Die neuen Kameras für Hubble standen bereits fertig in den Laboren. Die Arbeit von Jahren schien plötzlich völlig sinnlos. Nach langem Bangen kommen die Geräte jetzt endlich zum Einsatz.
"Good morning, that was the theme from ‚Mission Impossible 2’. After four spectacular days of impossibly difficult upgrades, Hubble is holding a new improved set of solar arrays, a new power system and a new camera system. Keep up the great work and we will do our best down here to help you."
"Good morning, Houston. Thanks for the great wake-up music. We are ready to continue mission impossible with our last EVA. We are looking forward to it."
Dieses Mal hat die Shuttle-Besatzung noch anspruchsvollere Arbeiten auszuführen als im Jahr 2002 bei der letzten Hubble-Mission. Die sieben Astronauten sollen die Wide Field Camera 3 einbauen, das neue Arbeitspferd von Hubble, das viele spektakuläre Bilder machen wird. Die neue Kamera blickt zehnmal empfindlicher ins All als der Vorgänger. COS, der Cosmic Origins Spectrograph, soll die Zusammensetzung der fernsten Objekte im Kosmos untersuchen. COS nimmt eine ganz besondere Stelle im Teleskop ein, freut sich Scott Altman.
"Wir nehmen Hubble jetzt die Brille ab. Costar, die Korrekturoptik, wird nicht mehr gebraucht, weil die neuen Instrumente selbst den Spiegelfehler ausgleichen. An den Platz der Brille bauen wir nun ein weiteres wissenschaftliches Gerät ein. Jetzt endlich wird Hubble Kameras und Instrumente an allen dafür vorgesehen Plätzen haben. Das war bis jetzt noch nie der Fall!"
Neben dem Einbau der neuen Kameras tauschen die Astronauten noch die Batterien von Hubble und einen Steuerungsrechner aus. Er war nur wenige Tage vor der ursprünglich für Oktober 2008 geplanten Rettungsmission ausgefallen. Daraufhin hatte die NASA den Atlantis-Flug erneut verschoben. Zwar arbeitet Hubble derzeit problemlos mit dem Ersatzrechner, aber aus Sicherheitsgründen sollen immer zwei funktionierende Rechner an Bord des Teleskops sein. Das hastig in Auftrag gegebene Ersatzteil wurde erst jetzt fertig. Zudem sollen sie zwei Kameras vor Ort reparieren. Dabei müssen sie unter anderem 117 Schrauben lösen, die für eine Bearbeitung in der Umlaufbahn gar nicht ausgelegt sind. In der Schwerelosigkeit und in klobigen Raumanzügen werden selbst solche Aufgaben zu einer echten Herausforderung. Doch allen ist bewusst, dass diese Mission die letzte Reise zu Hubble ist. Nur wenn die "Atlantis"-Besatzung Erfolg hat, wird Hubble noch gut sieben Jahre lang im Einsatz bleiben - vielleicht sogar ein wenig länger. Altman:
"Für mich ist Hubble eines der unglaublichsten wissenschaftlichen Instrumente, die je gebaut wurden. Seine Bedeutung lässt sich nur mit Galileo und dessen erstem Teleskop vergleichen. Wenn wir dann nach allen Arbeiten Hubble wieder auf der Umlaufbahn aufsetzen, wird das für mich ein bittersüßer Moment. Wenn wir das Teleskop zurücklassen, wird es hoffentlich so perfekt ausgestattet sein wie noch nie."
So begeistert die Astronomen und viele Laien von Hubble auch sind. Einen praktisch identischen Nachfolger wird es nicht geben. Das Hubble-Konzept mit den zwar effektiven, aber extrem teuren Wartungen gilt als überholt.
"Attention pour le décompte final: "Dix, neuf, huit, sept, six, cinq, quatre, trois, deux, top - .... decollage..."
2013 soll ein neues Teleskop mit der Ariane-5-Rakete ins All starten. Die Nasa hat es nach James Webb, einem ihrer früheren Direktoren benannt. Europas Raumfahrtagentur Esa ist am neuen Teleskop mit 15 Prozent beteiligt - wie schon am Vorgänger Hubble. Rudolf Albrecht:
"Das ‚James Webb Space Telecope’ ist ein Nachfolger nur in dem Sinn, dass es ein Teleskop ist, das im Weltraum stationiert ist. Darüber hinaus gibt es verhältnismäßig wenig Gemeinsamkeiten. Das ‚James Webb Space Telescope’ wird in 1,5 Millionen Kilometern Entfernung stationiert werden. Das nächste ist, dieses Teleskop wird mit ungefähr sechs Metern Durchmesser keinen monolithischen Spiegel mehr haben, sondern einen Spiegel, der in Segmente unterteilt ist."
Beim Start mit der Ariane ist das ganze Teleskop zusammengeklappt. Im Weltraum sollen sich dann der Teleskopspiegel und einige andere Komponenten entfalten wie ein Regenschirm. 18 Spiegel-Segmente müssen sich perfekt anordnen. Nur dann kann das Teleskop seine volle Leistung bringen. John Mather, Nobelpreisträger des Jahres 2006, ist Chefwissenschafter des James Webb-Teleskops. Wird ihm beim Gedanken an das komplizierte Entfalten im All nicht angst und bange?
"Albträume habe ich deswegen nicht. Aber wir spielen alle Eventualitäten durch. Das Ausklappen des Hauptspiegels im All wird der schwierigste und kritischste Teil der Mission sein. Das sagen alle Ingenieure. Immerhin arbeiten wir hierbei mit einer Firma zusammen, die bei anderen Satelliten schon 2000 Mal etwas entfaltet hat. Bisher ist dabei alles gut gegangen. Das ist für uns keine Garantie, aber wir haben Vertrauen zu den Leuten, mit denen wir arbeiten."
Anders als bei Hubble, das nach dem defekten Spiegel zügig im All repariert werden konnte, wird das James Webb-Teleskop allein auf weiter Flur sein. Seine Position, viermal weiter von der Erde entfernt als der Mond, ist für bemannte Raumfahrzeuge bisher unerreichbar. Das weiß auch John Mather.
"Beim ‚James Webb Space Telescope’ wird es keine Wartungsmissionen geben. Jedenfalls sind bisher keine geplant. Wir sollten das Instrument also besser von Anfang an korrekt bauen. Deswegen werden wir vor dem Start sämtliche Teile sehr intensiv testen."
Das nächste Weltraumteleskop arbeitet nicht mehr im sichtbaren Licht, sondern im nahen Infrarot. Es beobachtet also die Wärmestrahlung aus dem All. Doch um die Wärme der fernen Himmelskörper zu spüren, muss es selbst extrem kalt sein. Das ist neben dem auszuklappenden Hauptspiegel eine weitere technische Herausforderung, betont Mark McCaughrean, Astronom an der Universität von Exeter in England. Er ist einer der führenden europäischen Mitarbeiter.
"Das Teleskop muss auf unter minus 200 Grad Celsius gekühlt werden. Nur dann sind alle Instrumente empfindlich genug, um wirklich die Wärmestrahlung aus dem All zu registrieren. Ein Problem sind jetzt die Tests: Wir haben bei der Nasa eine riesige Eiskammer, in der wir die Instrumente stark abkühlen. Nur dann können wir die Tests durchführen."
Die Kühlung im All ist genial einfach: Das James Webb-Teleskop bekommt einen riesigen Sonnenschirm. Die Instrumente liegen also ständig im Schatten und kühlen sich so im Vakuum des Weltraums extrem ab. Das Ausklappen des Sonnenschirms ist für die gesamte Mission ein äußerst kritischer Vorgang. Ohne Schatten wäre James Webb viel wärmer als geplant - und damit gleichsam blind im Infrarotbereich. Dann ließen sich viele der wissenschaftlichen Ziele von Mark McCaughrean und seinen Kollegen nicht erreichen.
"Das James Webb Teleskop ist vor allem eine Maschine für das erste Licht im Kosmos. Wir wollen die frühesten Galaxien beobachten, die sich schon recht bald nach dem Urknall gebildet haben. Weil sich das Universum ausdehnt, ist das sichtbare Licht dieser sehr fernen Galaxien längst ins Infrarote gedehnt worden. Daher lassen sich die fernsten Galaxien nur mit einem Infrarotteleskop wie James Webb aufspüren. Ich persönlich interessiere mich vor allem für die Entstehung von Sternen und Planeten. Zwar sind diese Objekte sehr nah, aber man braucht dennoch die gleiche Technik wie bei den fernsten Galaxien: Denn Sterne und Planeten entstehen hinter dichten Staubwolken - um überhaupt etwas zu sehen, muss man auch hier im Infraroten beobachten."
Ob ferne Galaxien oder junge Planeten: Nur das Infrarotlicht zeigt, was wirklich im All passiert. James Webb soll den Astronomen diese geheimnisvollen Objekte endlich in allen Details zeigen: Die jüngsten Sterne, die das Teleskop in den Staubwolken ausmachen wird, sind auf die Lebensspanne eines Menschen bezogen gerade mal ein paar Tage alt. Hubble hat bisher nur erahnen lassen, wie die Sterne in den Staubwolken entstehen. McCaughrean:
"Hubble hat viele Bereiche der Astronomie geprägt. Ob es um die Größe und Struktur des Kosmos geht oder eben um die Staubscheiben, um junge Sterne, aus denen dann Planeten werden. Hubble hat oft Pionierarbeit geleistet. James Webb wird ganz ähnlichen Fragen nachgehen. Da aber das neue Instrument viel empfindlicher ist und viel genauer beobachten kann, werden wir auf immer neue Rätsel stoßen. Für jede Antwort bekommen wir zwei neue Fragen. In der Astronomie werden wir nie fertig."
Hubble hat zudem die öffentliche Wahrnehmung der Astronomie massiv verändert. Viele Hubble-Bilder sind geradezu Ikonen der Wissenschaft. Da wundert es nicht, dass die Nasa den Europäern zwar angeboten hat, sich an den Instrumenten an Bord von James Webb zu beteiligen. Andererseits aber zu keinem Zeitpunkt Zweifel aufkommen lassen wollte, dass sie die Hauptkamera beisteuert. Dieses gerade für die Kommunikation nach außen so bedeutende Instrument wollte die Nasa auf gar keinen Fall aus der Hand geben. John Mather:
"Eine wunderbare Lehre aus Hubble ist, dass man niemals genau das sehen wird, womit man gerechnet hat. Es wird da draußen im fernen Kosmos viele Überraschungen geben, die wir mit James Webb entdecken können."
Hubble bekommt zwar noch einmal Besuch von Astronauten. Danach aber bleibt es sich selbst überlassen - zumindest für ein paar Jahre. Langfristig könnte es sogar zu einer Gefahr werden. Denn durch die Reibung an der Restatmosphäre sinkt es langsam aber sicher in tiefere Regionen. In einigen Jahrzehnten würden seine Trümmer auf die Erde stürzen. Das will die Nasa vermeiden. Daher bringen die Astronauten bei dieser Mission eine Vorrichtung am Teleskop an. Scott Altman:
"Wir werden bei Hubble nach all den optischen Reparaturen auch ein Gerät anbringen, mit dem sich vielleicht irgendwann einmal ein robotisches Fahrzeug Hubble leichter greifen könnte."
Wenn die Astronomen Glück haben, wird Hubble noch sieben, vielleicht sogar zehn Jahre lang im Einsatz sein. Dann wären einige Jahre lang Hubble und James Webb ein kosmisches Traumduo, die besonders interessante Parallelbeobachtungen durchführen könnten. Doch Shuttle-Kommandant Scott Altman wird mit seiner Crew der letzte sein, der Hubble wirklich aus der Nähe sieht.
"Dann setzen wir Hubble aus und mit ein paar Feuerstößen werden wir unter dem Teleskop entlang tauchen. Bei der letzten Mission konnte ich kaum glauben, wie nah das Teleskop vorbei gedriftet ist. Wir haben uns fast geduckt. Dann fliegen wir einmal drum herum und lassen es seine Arbeit im Weltraum machen."
"It'll be like leaving an old friend for the last time, so we'll say good-bye."