24. dubna 1990 odstartoval na svou misi STS-31 raketoplán Discovery s velmi vzácným nákladem, vesmírným dalekohledem HST. Již v 70. letech 20. století začaly společně evropská ESA a americká NASA plánovat vypuštění dalekohledu na oběžnou dráhu kolem Země. Dalekohled byl nakonec vypuštěn až na sklonku století a v důsledku nepřesně vybroušeného zrcadla byly zpočátku jeho obrázky neostré. Po opravě v roce 1993 však pracuje naplno a naprosto předčil očekávání do něj vložená.
Jedná se o vědecky nesmírně cenný přístroj, ale jeho přínos je i kulturní, protože krása jeho snímků jej zapsala hluboko do mysli běžné veřejnosti.
Historie nápadu a výstavby
S první myšlenkou na využití dalekohledu ve vesmíru přišel už v roce 1947 astrofyzik Lyman Spitzer, který napsal pojednání o výhodách vesmírných observatoří. Trvalo ale dalších třicet roků, než v roce 1977 Americký kongres schválil financování vesmírného teleskopu. V roce 1979 se začalo připravovat hlavní zrcadlo o průměru 2,4 metru. V roce 1983 byl projekt Velkého vesmírného dalekohledu přejmenován na Hubbleův vesmírný dalekohled. V roce 1985 byl HST kompletní a vše se chystalo na start, když do harmonogramu zasáhla tragická havárie raketoplánu Challenger během jeho startu 28. Po obnovení letů raketoplánů odstartoval Discovery s HST 24. 4. 1990 odpoledne našeho času.
Start, mise a počáteční potíže
Vypuštění dalekohledu proběhlo hladce. Již po dvou obletech Země byly otevřeny dveře nákladového prostoru a řídící středisko na Zemi mohlo převzít komunikaci s dalekohledem, dosud spojeným s raketoplánem. Ve večerních hodinách našeho času raketoplán zvýšil svou dráhu na téměř kruhovou ve výšce 615 km. To bylo v té době rekordně vysoko, co se raketoplán dostal. Poté začaly přípravy k vypuštění. Potíže nastaly pouze při rozvírání solárních panelů. Jeden se podařilo vysunout až na druhý pokus. Po vypuštění se raketoplán vzdálil na 100 km a vyčkával, zda nebude ještě potřeba servisní zásah.
Slavná dvojice snímků galaxie M100 před opravou a po ní v roce 1993. Dalekohled velikosti autobusu obíhal Zemi a vědci na ní z něj přijímali jen rozmazané snímky. Zděšení týmu i veřejnosti nahradilo intenzivní přemýšlení, jak tento problém vyřešit. Nakonec bylo dohodnuto, že vše pomůže spravit korekční optika, která bude nainstalována při nejbližší servisní misi. Raketoplán Endeavour se na ni vydal 2. 12. 1993.
První opravná mise a zlepšení obrazů
Kromě zařízení COSTAR na korekci optiky (zajišťovalo opravu chyby pro tři z pěti přístrojů), byla na palubě i nová Kamera WFPC2 (Wide Field and Planetary Camera 2), která přinesla v následujících měsících a letech mnoho dechberoucích záběrů, které známe doposud, jako jsou například pilíře stvoření v centrální části Orlí mlhoviny. Raketoplán Discovery se k HST vrátil opět v únoru 1997.
Instalovaly se přístroje rozšiřující možnosti dalekohledu - spektrograf a snímač blízkého infračerveného záření a spektrometr. Do tohoto roku se data zaznamenávala na magnetickou pásku, ale raketoplán přivezl i jedno záznamové zařízení typu DRAM, tedy pevnou paměť, nabízející vyšší operativnost.
Druhá a třetí servisní mise
V letech 1999 a 2002 proběhly dvě části třetí servisní mise. V listopadu 1999 totiž selhal čtvrtý ze šesti gyroskopů, potřebných pro přesné zaměřování dalekohledu a udržování jeho polohy v prostoru. Na vědecká pozorování jsou potřeba tři, pro provoz si vystačíme i se dvěma. Mise raketoplánu Discovery byla tedy uspíšena a již v prosinci 1999 byla závada odstraněna výměnou gyroskopů. Raketoplán Columbia pak navštívil dalekohled v březnu 2002 a došlo k výměně několika zařízení. Klíčová pro vědecká pozorování byla ACS (Advanced Camera for Surveys), nový snímací přístroj s mnohem lepšími parametry, než měla WFPC2.
Čtvrtá až pátá servisní mise a významné upgrady
V květnu 2009 proběhla poslední servisní mise. Na palubě raketoplánu Atlantis byl i nám v Česku dobře známý astronaut Andrew Feustel - k výročí poslal nejen AV ČR tento pozdrav. Instalována byla nová kamera WFC3 (Wide Field Camera 3), spektrograf COS (Cosmic Origin Spectrograph), opraven byl STIS (Space Telescope Imaging Spectrograph) a kamera ACS. Vyměněna byla celá šestice gyroskopů, instalován byl FGS (Fine Guidance Sensor), který pomáhá přesně zaměřovat dalekohled, došlo i k výměně baterií. Bylo také instalováno zařízení umožňující snazší připojení k dalekohledu v budoucnu. Od té doby ale u dalekohledu žádná mise nebyla a je otázkou, zda bude, protože se žádná nechystá.
Na památku třiceti let vědeckých objevů dalekohledu prezentuje web Spacetelescope.org fotogenický obraz jedné z mnoha turbulentních hvězdných školek, které dalekohled pozoroval během své 30leté životnosti. Portrét představuje obří mlhovinu NGC 2014 a její sousedku NGC 2020, které společně tvoří část obrovské hvězdotvorné oblasti ve Velkém Magellanově mračnu, satelitní galaxii Mléčné dráhy, vzdálené přibližně 163 000 světelných let.
HST znamenal revoluci nejen v dějinách moderní astronomie, ale také tím, že se jeho prostřednictvím může veřejnost vydat na úžasnou cestu objevů. Na rozdíl od jakéhokoli jiného dalekohledu před ním, HST učinil astronomii poutavou a dostupnou pro lidi všech věkových skupin. Během mise bylo nashromážděno 1,4 milionu pozorování a poskytnuty údaje, které astronomové na celém světě použili k psaní více než 17 000 recenzovaných vědeckých publikací, což z ní činí jednu z nejplodnějších vesmírných observatoří v historii.
Současnost a budoucnost
Hubbleův kosmický dalekohled NASA a ESA každý rok věnuje malou část svého drahocenného pozorovacího času pořizování zvláštních výročních snímků a představuje zvláště krásné a vědecky zajímavé objekty. Letos Hubble slaví tento nový milník portrétem dvou barevných mlhovin, které odhalují, jak mohutné hvězdy rozfoukávají své domovy plynu a prachu, z něhož vznikly. Přestože se na tomto obrázku ve viditelném světle jeví, že NGC 2014 a NGC 2020 jsou oddělené, ve skutečnosti jsou součástí jednoho komplexu obřích hvězdných formací. Oblasti s hvězdami dominují obři nejméně 10krát hmotnější než naše Slunce.
Wolf-Rayetovy hvězdy jsou příkladem vzácné třídy hvězd. Wolf-Rayetovy hvězdy mají velkou svítivost a velmi rychle ztrácí hmotnost díky silným hvězdným větrům. Hvězda na snímku HST je 15krát hmotnější než Slunce a její silné větry vyčistily oblast kolem ní. Z našeho pohledu má mlhovina tvar kužele, na který se díváme poněkud zešikma, takže hvězda je jakoby mimo střed vyfoukané bubliny. Za pár milionů let by se z hvězdy mohla stát supernova.
Hvězdy, velké i malé, se rodí, když se z důvodu gravitace zhroutí mraky prachu a plynu. Masivní hvězdy tvoří jen několik procent z mnoha miliard hvězd v našem vesmíru, ale hrají klíčovou roli při utváření mlhovin, protože je formují svým hvězdným větrem a při výbuchu supernovy je obohacují o těžké prvky, kterými je tvořena Země i naše těla.
Současný stav a technické poznámky
V dubnu 2024 převádí Hubbleův dalekohled do režimu s jedním funkčním gyroskopem jako nouzový plán, jenž má udržet provoz co nejdéle. Více než ze samotných vědeckých pozorování ho tento krok ovlivní především množství dostupných dat a jejich rychlost zpracování. Chybějící gyroskopy budou nahrazovány dalšími palubními přístroji - zejména magnetometrem a dalšími senzory. Od poslední servisní mise však žádná další oficiální mise nebyla plánována, a NASA zvažuje alternativy pro udržení provozu dalekohledu do budoucna.
Infografika a vizuální materiály
Pozoruhodné záběry, které HST poskytl, ilustrují význam misí a proměnlivou evoluci galaxií i hvězdotvorby. Pro pochopení změn v konstrukci a výbavě dalekohledu lze doporučit vizuální průvodce a časové osy servisních misí.
Kompletní historie Hubblova teleskopu
Krátká rekapitulace vlivu na vědu i kulturu
Nebýt Hubbleova teleskopu, mnoho z nejzásadnějších objevů by nebylo potvrzeno. Teleskop po virtuózních opravách ukázal, že i stárnoucí zařízení může poskytovat špičkové výsledky a jeho snímky učinily astronomie dostupnou pro širokou veřejnost. Pro digitální éru a veřejnou vědu zůstává HST ikonou, která spojuje teoretické poznatky s vizuálním působením umění a inspiruje novou generaci badatelů.
- Hubbleova mise od startu v roce 1990 až po současné údržby a upgrady.
- Soundtrack vývoje optických a senzorických systémů: COSTAR, WFPC2, ACS, WFC3, COS, STIS.
- Vzestup veřejného zájmu o astronomii díky impozantním záběrům a popularizaci vědy.