Requiem voor een ruimtetelescoop:
de schaduwkanten van een succesverhaal

(Zenit, maart 2004)

Astronauten Steven L. Smith en John M. Grunsfeld voeren werkzaamheden uit aan de Hubble-ruimtetelescoop. (Foto: NASA)

Een martelgang. Zo zou je het verhaal van de Hubble-ruimtetelescoop wel kunnen samenvatten. Zonder Space Shuttle zou ‘Hubble’ waarschijnlijk nooit van de grond zijn gekomen. Maar nu lijkt datzelfde ruimteveer een blok aan zijn been te worden. De meer dan succesvolle Amerikaans/Europese satelliet kennen we vooral van de vele mooie foto’s die de afgelopen jaren zijn gemaakt, en van de sterrenkundige doorbraken die hij heeft geforceerd. Minder bekend is de moeilijke aanloopperiode van ‘Hubble’, die nu een vervolg dreigt te krijgen in de vorm van een voortijdig einde van het project.

Toen de Amerikaanse president Bush begin januari ‘zijn’ nieuwe ruimtevaartplannen onthulde, en daarbij aangaf dat het spaceshuttleprogramma na de voltooiing van het internationale ruimtestation ISS (rond 2010) in de ijskast zal worden gezet, leek er aanvankelijk geen vuiltje aan de lucht. Het leek er immers op dat de nog op het programma staande onderhoudsvlucht van de Hubble-ruimtetelescoop gewoon doorgang zou kunnen vinden. Er zat echter een addertje onder het gras: het is weliswaar de bedoeling dat het ruimteveer binnen afzienbare tijd weer gaat vliegen, maar daarbij zullen nieuwe veiligheidsvoorschriften worden gehanteerd.
Om elk risico te vermijden, moeten de overgebleven spaceshuttles tijdens hun laatste vluchten geïnspecteerd en gerepareerd kunnen worden, en in noodgevallen kunnen uitwijken naar ISS. Het probleem is dat de Hubble-ruimtetelescoop in een dermate hoge baan zit, dat inspectie zinloos is: het ruimteveer kan nooit genoeg brandstof meenemen om dan alsnog aan het ruimtestation te koppelen. Als de beslissing niet wordt herroepen, behoren de onderhoudsvluchten naar ‘Hubble’ definitief tot het verleden. De ruimtetelescoop zal zijn tijd dan uitzitten en, zodra hij geen bruikbare gegevens meer oplevert of ongecontroleerd in de aardatmosfeer dreigt af te dalen, met een hulpraket richting Stille Oceaan worden gedirigeerd.

Roerige aanloop

Het idee van een optische telescoop in een baan om de aarde bestaat al heel lang. Al in 1923 wees de Duitse raketpionier Hermann Oberth op de voordelen die aan het doen van waarnemingen buiten de aardatmosfeer verbonden zijn. De eerste serieuze plannen voor zo’n ruimtetelescoop stammen uit het midden van de jaren zestig. Het zou aanvankelijk een telescoop worden met een minstens drie meter grote spiegel, die permanent door astronomen werd bemand – meer een ruimteobservatorium dus. Dat plan was echter heel kostbaar en in die tijd bovendien nauwelijks uitvoerbaar. Begin jaren zeventig besloten het Amerikaanse ruimtevaartagentschap NASA en zijn Europese tegenhanger ESA gezamenlijk aan de realisatie van een onbemande ruimtetelescoop te gaan werken. Deze ‘Large Space Telescope’ zou aanvankelijk zelfs een 10-meter spiegel krijgen, maar dat werd al snel teruggebracht tot drie meter.
De kleinere afmetingen hadden niet alleen met geld te maken. Al eind jaren zestig – middenin het Apollo-programma dus – was men bij NASA aan het nadenken over een opvolger van de ‘ouderwetse’ draagraket. Een van de hoofddoelen van de ontwikkeling van dit vliegtuigachtige transportmiddel was het omlaag brengen van de lanceerkosten van de satellieten die in steeds grotere aantallen in banen om de aarde werden gebracht. Ramingen lieten zien dat de kosten van lancering van de ruimtetelescoop met een spaceshuttle anderhalf keer zo laag zouden zijn als bij een lancering met een conventionele Titan III-raket. Vanaf dat moment raakte het lot van de ruimtetelescoop steeds meer verweven met dat van het ruimteveer. Het is ook rond deze tijd dat het idee ontstond om de ruimtetelescoop een modulaire opbouw te geven, zodat hij na zijn lancering gemakkelijk kon worden gemoderniseerd.
In 1972 schrapte de Amerikaanse regering de peperdure plannen voor een vervolg van het Apollo-programma met een bemande vlucht naar Mars (!). Maar tegelijkertijd werd groen licht gegeven aan het veel minder kostbare shuttleprogramma. Voor een ruimtetelescoop bestond toen – buiten kringen van sterrenkundigen – nog bitter weinig belangstelling, en even leek het er zelfs op dat de bouw ervan geen doorgang zou vinden. De Amerikaanse volksvertegenwoordigers vonden het maar een duur grapje, en in 1974 werd NASA te verstaan gegeven dat het instrument beslist niet meer dan 300 miljoen dollar mocht kosten.
Om de kostprijs van de ruimtetelescoop te drukken, werd de middellijn van de hoofdspiegel verder teruggebracht tot 2,4 meter. Bovendien werd bij het ontwikkelen ervan zo veel mogelijk gebruik gemaakt van bestaande technologieën, die voor een deel afkomstig waren van militaire satellieten – het Amerikaanse ministerie van defensie was eigenlijk de enige instantie die ervaring had met de bouw van zulke grote kunstmanen.
Van ‘Large’ was midden jaren zeventig nauwelijks sprake meer (dit predikaat liet men in oktober 1975 dan ook maar vallen). En dat had de nodige consequenties voor de onderzoeksdoelen die men zich had gesteld. Door de kleinere omvang van de spiegel zouden langere belichtingstijden nodig zijn, en de allerverste objecten zouden hierdoor buiten het bereik van de telescoop vallen. Tegelijkertijd was ook het scheidend vermogen van de telescoop afgenomen. De lagere kosten zouden dus ook tot een geringere wetenschappelijke opbrengst leiden.
Pas eind 1976 – de ontwikkeling van het ruimteveer was inmiddels in volle gang en verliep voorspoedig – begon het er naar uit te zien dat de ruimtetelescoop er zou komen. Na een hevige lobby was het politieke tij enigszins gekeerd. Bovendien kwam NASA met ESA overeen dat Europa vijftien procent van de kosten zou bijdragen. Het project kreeg uiteindelijk een bescheiden vermelding in de Amerikaanse begroting van 1978 en de contracten konden worden uitbesteed. Daarmee waren overigens nog lang niet alle problemen ten einde, want door vertragingen en talloze kostenoverschrijdingen hing de toekomst van de ruimtetelescoop nog jaren aan een zijden draadje. Pas toen het instrument in 1983 zijn definitieve naam – Hubble Space Telescope – kreeg en de lancering in zicht was, kwam het project in veilige haven.

Martelgang

De martelgang duurde echter voort. De bouw van de ruimtetelescoop, door het Amerikaanse bedrijf Lockheed, verliep bepaald niet gladjes en er ontstond veel vertraging in de oplevering. ‘Oktober 1984’ werd al snel ‘juni 1986’, waardoor de lancering niet eerder dan eind 1986 zou kunnen plaatsvinden. De kosten waren inmiddels opgelopen tot 1,6 miljard dollar...
Op 28 januari 1986 sloeg het noodlot genadeloos toe. Het ruimteveer Challenger spatte 72 seconden na de lancering in duizenden stukjes uiteen, en alle zeven bemanningsleden kwamen om het leven. Het zou meer dan twee jaar duren voordat er weer een shuttle werd gelanceerd, en nog eens bijna twee jaar voordat de ruimtetelescoop dan eindelijk in het ruim van de Discovery kon worden geladen.
Op 24 april 1990 werd ‘Hubble’ met succes in een baan om de aarde gebracht. Twee maanden later moest echter een trieste balans worden opgemaakt. Door een stommiteit – deels het gevolg van haastwerk – was er iets misgegaan bij de fabricage van de hoofdspiegel van de inmiddels al meer dan twee miljard dollar kostende ruimtetelescoop, waardoor deze geen scherpe beelden kon produceren.
Dat was een blunder die NASA zich eigenlijk niet kon permitteren. Er was in de jaren voorafgaand aan de lancering van de ruimtetelescoop enorm veel energie gestoken in het aanprijzen ervan. Het was tijdens deze Hubble-hype dan ook ondenkbaar dat men het er verder maar bij zou laten. Met speciale computertechnieken werden de onscherpe beelden ‘opgelapt’, zodat er die eerste jaren toch nog iets te tonen viel. De beloofde ‘sterrenkundige revolutie’ viel aanvankelijk echter in het water.
Dat het uiteindelijk allemaal toch nog goed kwam, daarover is in de afgelopen tien jaargangen van Zenit uitvoerig bericht. In 1993 werd de ruimtetelescoop tijdens de eerste van vier spectaculaire onderhoudsvluchten van corrigerende optiek voorzien. En vanaf dat moment heeft ‘Hubble’ veel baanbrekend onderzoek verricht. De betekenis van de ruimtetelescoop voor de sterrenkunde mag dan ook niet onderschat worden. Het zou bijzonder jammer zijn als aan deze gouden periode een voortijdig einde moet komen.

Sprankjes hoop

Het is wrang dat hetzelfde hulpmiddel dat de ruimtetelescoop in een baan om de aarde heeft gebracht, en waarmee vier onderhoudsmissies zijn uitgevoerd, nu het spreekwoordelijke blok aan het been is geworden. In de loop van 2006 zou ‘Hubble’ opnieuw bezoek krijgen van een ruimteveer. Astronauten zouden daarbij versleten onderdelen vervangen, zoals de accu’s en de kwetsbare gyroscopen die nodig zijn voor het standregelsysteem. Daarnaast zouden een nieuwe ultraviolet-spectrograaf (Cosmic Origins Spectrograph) en een nieuwe groothoekcamera (WFC3) worden ingebouwd. Dit alles om de levensduur van de ruimtetelescoop tot ongeveer 2010 te kunnen rekken. Kort daarna zou zijn opvolger – de James Webb Space Telescope – gelanceerd moeten worden.
Als de betreffende shuttlevlucht niet doorgaat, kan ‘Hubble’ waarschijnlijk niet meer worden opgelapt – al wordt er druk naar alternatieven gezocht, zoals een reguliere Russische ruimtevlucht die desnoods met privé-gelden gefinancierd zou moeten worden. Het lijkt een mal plan, maar gezien de merkwaardige voorgeschiedenis van de ruimtetelescoop mag je eigenlijk niets uitsluiten. Mochten er geen strohalmen worden gevonden, dan zal de ruimtetelescoop nog hooguit enkele jaren in bedrijf zijn. De accu’s aan boord zijn stokoud, en uit ervaring weet men dat ook de gyroscopen het op elk moment kunnen begeven.
Er heeft zich inmiddels ook een officiële strohalm aangediend. Na een storm van protesten heeft NASA-baas Sean O’Keefe de voormalige voorzitter van de commissie die het ongeluk met het ruimteveer Columbia onderzocht, admiraal Hal Gehman, eind januari gevraagd om de beslissing nog eens onder de loep te nemen. Voor een second opinion zogezegd. Of dat een andersluidende beslissing op zal leveren, is natuurlijk maar de vraag. Het voortbestaan van de Hubble-missie hangt opnieuw aan een zijden draadje.

Geschokt

Sterrenkundigen die direct of indirect bij ‘Hubble’ betrokken zijn hebben natuurlijk geschokt gereageerd op de dreigende ondergang van ‘hun’ ruimtetelescoop, en zij hebben veel publieke bijval gekregen. Het is ook nogal wat als je jaren hebt gewerkt aan het ontwerpen en bouwen van een nieuwe camera, om vervolgens te moeten horen dat het feest niet doorgaat.
Niemand is zich zo bewust van de enorme betekenis van de ruimtetelescoop als de betrokken sterrenkundigen. Maar anderzijds moeten zij ook begrip kunnen opbrengen voor de NASA-beslissing. Laten we niet vergeten dat er inmiddels al vele miljarden dollars in het instrument zijn gestoken, en dat het eigenlijk nog een ‘geluk’ is geweest dat de verschillende shuttlevluchten naar Hubble goed zijn afgelopen. Anders was het sprookje waarschijnlijk allang afgelopen: een telescoop in de ruimte is geen mensenleven waard.
Er is nóg een geluk bij een ongeluk: het wetenschappelijke belang van een extra termijn voor de ruimtetelescoop is afgenomen. Sterrenwachten op aarde hebben – dankzij allerlei technische snufjes – hun achterstand in het zichtbare en nabij-infrarode spectrum voor een belangrijk deel ingehaald. Bovendien zouden de nieuwe instrumenten die voor ‘Hubble’ bedoeld zijn ook voor een andere ruimtemissie gebruikt kunnen worden. Misschien is het voor de sterrenkunde juist wel goed dat zij minder afhankelijk wordt van een transportmiddel dat zijn beloften nooit heeft kunnen waarmaken.
De spaceshuttle zou de Easy Jet van de ruimtevaart worden, en lanceringen frequenter en goedkoper maken dan ooit. Het shuttleproject is echter een technisch (te) riskante onderneming gebleven, en het gerealiseerde aantal lanceringen was veel te klein voor het vele geld dat men er in moest steken. Voor de kosten van het internationale ruimtestation ISS, dat vrijwel steeds de belangrijkste bestaansreden voor het shuttleprogramma is geweest, had men wel twintig ruimtetelescopen kunnen lanceren, en dan was er nog genoeg geld geweest voor tal van andere ruimtevaartprojecten – onbemande én bemande.

Zorgwekkend

Het is bijzonder zorgwekkend dat de Amerikaanse regering na de schok van de tweede shuttleramp voor een koers lijkt te kiezen waarbij de wetenschap opnieuw ondergeschikt wordt gemaakt aan prestige. Het stoppen van het shuttleprogramma is een logische beslissing, die misschien wel veel te laat komt. Maar de kosten van ISS en spaceshuttle vallen bijna in het niet bij die van een permanent verblijf op de maan of een bemande vlucht naar Mars.
Wat dit voor het wetenschappelijke ruimteonderzoek zal betekenen laat zich niet moeilijk raden. Toen O’Keefe op 16 januari jl. een gezelschap van het Space Telescope Science Institute toesprak, om het schrappen van de laatste onderhoudsvlucht naar de ruimtetelescoop bekend te maken, omschreef hij het ‘Hubble-team’ als zeer getalenteerd en van cruciaal belang voor de toekomstige missies naar de maan en verder. Tussen de regels door lees je dan toch iets van: ‘Ga u maar vast verdiepen in de maan en Mars, want daar gaat straks het geld naar toe.’ Sterren en melkwegstelsels zijn immers weinig heroïsch, en mooie hemelplaatjes kunnen ook wel op andere manieren worden gemaakt. Astronomen staan straks gewoon weer met beide benen op aarde.

Meer informatie:
Smith, Robert W., The Space Telescope, Cambridge 1993
http://www.stecf.org/SM_cancellation.html
http://www.nasa.gov/news/highlights/returntoflight.html
http://www.stsci.edu/resources/sm4meeting.html
Vervolgartikel in Zenit 4, 2005