De Hubble-telescoop kan weer sterrenkijken

Astronomie Het is gelukt om vanaf de aarde ruimtelescoop Hubble weer aan de praat te krijgen. Een onderdeel van de boordcomputer deed het niet meer, maar de back-up functioneerde nog wel.

De Hubble draait rondjes om de aarde op een hoogte van zo’n 540 kilometer.
De Hubble draait rondjes om de aarde op een hoogte van zo’n 540 kilometer. Foto NASA

Hubble kan weer even vooruit. De ruimtetelescoop kampte al langer dan een maand met problemen. De boordcomputer was gecrasht, waardoor Hubble geen waarnemingen meer deed. De power control unit (PCU), het onderdeel dat ervoor zorgt dat de hardware-onderdelen van de boordcomputer de juiste hoeveelheid stroom krijgen, was de boosdoener – zo bleek uit analyses vanaf de aarde. Afgelopen weekend is het gelukt om over te schakelen naar back-up-hardware aan boord, waaronder een back-up van de PCU.

„Dit is goed nieuws en echt heel knap”, zegt Vincent Icke. Hij is hoogleraar theoretische sterrenkunde aan de Universiteit Leiden. „Het gaat om apparatuur uit de jaren tachtig die je op een lange afstand moet besturen en programmeren. Eén verkeerd commando en je bent de sjaak.”

In 1990 brachten astronauten de telescoop ter grootte van een stadsbus in zijn baan om de aarde op ongeveer 540 kilometer hoogte. Daar wordt zijn zicht op de kosmos niet belemmerd door de aardatmosfeer en kan hij foto’s in een breed golflengtegebied maken: van het nabij-ultraviolet- tot en met nabij-infraroodlicht.

Ouderdomskwaaltjes

De ontdekkingsreis zou oorspronkelijk tot ongeveer 2015 duren. Met vijf onderhoudsbeurten door astronauten is die levensverwachting steeds een beetje verlengd, maar deze onderhoudsbeurten zijn niet meer mogelijk. De spaceshuttle die de astronauten naar Hubble toebracht, is al ongeveer tien jaar niet meer in gebruik.

Lastig, want Hubble vertoont steeds vaker ouderdomskwaaltjes en die moeten nu vanaf de aarde worden opgelost. Veel onderdelen slijten en de telescoop heeft regelmatig last van computerproblemen. Zo was Hubble in maart nog een weekend offline door een softwareprobleem. In oktober 2018 was er een probleem met een van zijn gyroscopen, een systeem dat de oriëntatie van de telescoop regelt.

Op 13 juni was het de boordcomputer, het apparaat dat wetenschappelijke instrumenten aan boord monitort en aanstuurt, die ermee ophield. Daardoor gingen die instrumenten automatisch in ‘veilige-modus’. Ze bleven daardoor ongedeerd, maar zonder boordcomputer kunnen astronomen er niets meer mee.

Eerst leek het erop dat een verouderde geheugenchip de boosdoener was voor het probleem met de boordcomputer. Op 14 juni zetten de technici de chip aan en uit – zonder succes. Ze probeerden over te schakelen op meerdere back-ups van de chip, maar ook dat loste het probleem niet op.

Lees ook dit artikel: Hubble heeft het heelal bij de mensen thuisgebracht

Stroomopwaarts

„Dat omschakelen naar een back-up-systeem moet altijd heel voorzichtig gedaan worden”, zegt Henk Hoekstra, hoogleraar astronomie van Sterrewacht Leiden. „Je wilt niet per ongeluk het hele systeem offline halen, want dan is er niets meer mogelijk. Door eerst onderdelen uit- en weer aan te zetten, en te kijken of het gedrag overeenkomt met de verwachtingen, is het mogelijk het probleem min of meer te lokaliseren.”

Uit de analyses die volgden, bleek dat er iets groters aan de hand was, verder stroomopwaarts: met de power control unit (PCU).

Dat onderdeel zorgt voor een constante spanningstoevoer naar de hardware van de boordcomputer. Een secundair beveiligingscircuit, een onderdeel van de PCU, controleert de spanningsniveaus. Als de spanning onder of boven de toegestane niveaus komt, vertelt dit onderdeel dat de boordcomputer moet stoppen. Uit de analyses bleek dat ofwel het spanningsniveau buiten acceptabele niveaus lag of dat het secundaire beveiligingscircuit versleten was en vastzat in deze blokkeerstatus.

Afgelopen weekend losten technici het probleem met de PCU op. Eerst probeerden ze de PCU te resetten met grondcommando's, maar dat mocht niet baten. Daarna schakelden ze over op de back-up van de hele module, waar ook de back-up van de PCU zich bevindt. Dat lukte afgelopen vrijdag en een dag later zetten de technici de wetenschappelijke instrumenten terug in hun operational status; Hubble kan weer verder met het verzamelen van data.

„Ik verwacht dat Hubble nog wel een paar jaar meegaat”, reageert Andrew Levan, hoogleraar sterrenkunde aan de Radboud Universiteit. „ Er zijn veel back-up-instrumenten aan boord en de technici bewijzen keer op keer dat ze in staat zijn om software- en hardwareproblemen vanaf de grond op te lossen. Maar ik verwacht niet dat Hubble nog dertig jaar meegaat. Ooit komt er een probleem dat we niet kunnen oplossen.”

Ander licht

Er zijn nieuwe ruimtetelescopen in de maak, maar die werken anders dan Hubble. De James Webb Space Telescope van NASA, die naar verwachting eind dit jaar gelanceerd wordt, maakt foto’s in ander licht dan Hubble: in het infrarode licht. De telescoop zal niet zoals Hubble rondjes cirkelen om de aarde, maar om de zon op een afstand van 1,5 miljoen kilometer van de aarde, op de zogenoemde Lagrange-punt. Op dat punt blijft hij in lijn met de aarde terwijl hij rond de zon beweegt.

Andere nieuwe ruimtetelescopen, NASA’s Nancy Grace Roman space telescope en ESA’s Euclid worden voornamelijk ontwikkeld om vragen te beantwoorden over donkere energie en donkere materie, het mysterieuze goedje waar 95 procent van het heelal uit bestaat.

Lees ook dit artikel: Hubble maakt foto van reuzenspiraalstelsel