Hubble space telescoop lijdt aan sferische aberratie

De Hubble Space Telescoop, de ruimtetelescoop die door de Verenigde Staten en Europa is gemaakt, zal niet de haarscherpe beelden kunnen leveren waarop de astronomen hadden gehoopt. Uit testopnamen is gebleken dat het spiegelsysteem van deze ruimtetelescoop niet in orde is en dat dit euvel niet door commando's vanaf de aarde te verhelpen is. Opnieuw een tegenslag in een al door vele tegenslagen gekenmerkt ruimteproject dat 1,5 miljard dollar heeft gekost. De ruimtetelescoop, die nu op een hoogte van 610 kilometer om de aarde draait is een zogeheten Cassegrain-telescoop. Het licht dat de telescoopbuis binnenkomt valt eerst op de hoofdspiegel (diameter 2,5 meter), die het terugkaatst naar een secundaire spiegel voorin de telescoopbuis. Deze reflecteert het licht ten slotte door een gat in de hoofdspiegel naar het brandpunt, waar zich de waarnemingsinstrumenten bevinden. De totale lichtweg wordt dus als het ware 'opgevouwen', waardoor de telescoop relatief kort kan blijven.

De eerste testopnamen van sterren leken veelbelovend, maar toen men de telescoop daarna via commando's vanaf de aarde nog scherper probeerde in te stellen, bleek dat niet meer te lukken. Volgens onderzoekers op het Goddar Space Flight Center van de NASA had men te maken met 'een schoolvoorbeeld van een optisch systeem dat een aanzienlijke hoeveelheid sferische aberratie vertoont'. Dat wil zeggen dat het licht dat op de hoofdspiegel valt nooit in een punt kan worden samengebracht, maar altijd een vlekje vormt. Licht afkomstig van de buitenste delen van de spiegel heeft een ander brandpunt dan licht van de centralere delen: het beeld is nooit scherp te krijgen.

Volgens de specificaties zou 70 procent van het sterlicht in een punt met een diameter van 0,1 boogseconde moeten samenkomen en zou het overige kleinere deel in een grotere buigingshalo daaromheen versmeerd worden. In werkelijkheid is precies het omgekeerde het geval: het grootste deel van het licht wordt het meeste uitgesmeerd. De sterbeeldjes blijven nu drie tot zeven maal zo groot als wat gespecificeerd was, zodat de beelden van de telescoop niet veel beter zullen zijn dan die van een telescoop op aarde, die door de turbulente dampkring moet heenkijken.

De fout, die niet door commando's vanaf de aarde te verhelpen is, moet in een van de twee spiegels van de telescoop zitten, of in de manier waarop beide samenwerken. Men vermoedt dat de fout is ontstaan tijdens het testen en polijsten van de spiegel bij Perkin-Elmer Corporation, nu eigendom van Hughes Danbury Optical Systems Inc. Sommige onderzoekers zijn van mening dat de fout ontdekt had kunnen worden wanneer men de spiegels, die tezamen 450 miljoen dollar hebben gekost, niet afzonderlijk maar tezamen had getest. Maar hiervoor zouden dan nog eens honderden miljoenen dollars meer nodig zijn geweest. De NASA heeft nu de leiding van een speciale commissie die moet nagaan hoe en waar de fout tijdens het fabricageproces, dat in totaal meer dan tien jaar heeft geduurd, ontstaan is.

In het brandvlak van de ruimtetelescoop bevinden zich vijf waarnemingsinstrumenten. De twee camera's, de Amerikaanse Wide Field and Planetary Camera en de Europese Faint Object Camera, zijn nu gedegradeerd tot aardse camera's. Ook de supersnelle fotometer (helderheidsmeter) heeft nu een gereduceerd prestatievermogen. Het minst getroffen zijn de twee spectografen, omdat die het minst op de beeldkwaliteit van het spiegelsysteem zijn aangewezen. Volgens de NASA zullen er met de telescoop in de komende jaren best nog 'talrijke fundamentele ontdekkingen' gedaan kunnen worden, maar de jus is er toch wel wat af, want het waren juist de twee camera's die voor de echte klappers hadden moeten zorgen.

De Hubble Space Telescoop, een van de meest ambitieuze complexe projecten in de ruimte-astronomie, is al vanaf het begin door problemen geplaagd. De lancering moest vanwege financiele en technische problemen en door de ramp met de Space Shuttle zeven jaar worden uitgesteld. Na de lancering (op 25 april) waren er moeilijkheden met een antenne en met het ultranauwkeurige richtsysteem maar die konden worden verholpen.

Het probleem met de spiegels kan alleen worden verholpen wanneer de instrumenten en met name de camera's vervangen worden door andere die voor de optische afwijking zijn gecorrigeerd. Voor april 1991 staat een onderhoudsvlucht met de Space Shuttle gepland, maar het is onwaarschijnlijk dat de nieuwe instrumenten dan al gereed zijn. Een andere mogelijkheid is het naar de aarde terugbrengen van de gehele telescoop, maar daar was in feite geen rekening mee gehouden. En dus lijkt het er nu op dat men tot 1993 of 1994 zal moeten wachten voordat de camera's kunnen worden vervangen.

    • George Beekman