Ogień nad Teksasem

Pierwotnie, Hubble miał działać przez 15 lat, ale już na 2004 rok planowano kolejną misję serwisową, która okres pracy teleskopu przedłużyłaby o kolejne 10 lat. Niestety, 1 lutego 2003 roku, w czasie powrotu na Ziemię z kilkudniowej misji, pierwszy amerykański wahadłowiec kosmiczny Columbia76, rozpadł się w powietrzu, otoczony kulą ognia. Druga katastrofa promu kosmicznego w historii NASA wstrzymała loty wahadłowców – Hubble ponownie stanął na krawędzi śmierci.

Kiedy w sierpniu 2003 roku kolejna komisja przedstawiła wyniki swoich analiz katastrofy Columbii, wykazano, iż NASA nie zmieniło się tak bardzo od katastrofy Challengera – jednak głosy niektórych do dziś sugerują, iż NASA, mimo swoich zaniedbań, była tylko ofiarą skostniałego systemu pełnego biurokracji i sztywnego łańcucha dowodzenia. Ale kiedy Kongres dostał swój raport o katastrofie, dostał jednocześnie kolejny powód do obcięcia budżetu NASA. Choć George D. Bush w styczniu 2004 roku zapowiadał reorganizację amerykańskiego programu kosmicznego, budżet NASA wcale nie miał rosnąć.77

Dlatego w listopadzie 2003 roku ówczesnemu dyrektorowi NASA, Seanowi O’Keefe, ciężko było domknąć plan budżetu na 2005 rok. Elementem tego budżetu były kolejne misje wahadłowców kosmicznych, które miały w końcu zostać zwolnione ze „szlabanu”, by – zgodnie z planem Busha – dokończyć budowę Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Bush chciał nowego programu misji załogowych, ale promy nie miały być już jego częścią. Ogłoszono, iż w 2010 roku flota wahadłowców zostanie uziemiona na dobre.78

Jednak planowane misje wahadłowców po 2003 roku musiały implementować nowe zasady bezpieczeństwa, które podnosiły koszty każdego z lotów, ale przede wszystkim, wymagały obecności stacji kosmicznej, z której można by obserwować poszycie wahadłowców. Columbia uległa zniszczeniu w wyniku uszkodzeń w poszyciu, przez co nie wytrzymała temperatury wejścia w atmosferę. Nowe zasady uwzględniały, że każdy prom wykona manewr obrotowy przy ISS, dzięki czemu astronauci na stacji oraz kamery zamontowane na tejże sprawdzą dokładnie poszycie wahadłowca. W razie problemu, załoga promu mogła czekać na ratunek na pokładzie ISS. 

Teleskop Kosmiczny Hubble’a znajduje się jednak setki kilometrów wyżej, niż orbitująca Międzynarodowa Stacja Kosmiczna. Gdyby coś poszło nie tak, astronauci mogli by nie wrócić na Ziemię. Do tego każdy lot wahadłowcem był drogi. Kiedy więc O’Keefe przygotowywał budżet na 2005 rok, piąta i ostatnia planowana misja serwisowa, która miała mieć miejsce w 2004 roku, przykuła jego uwagę – teleskop już w 2003 roku był poważnie podstarzały i wymagał napraw poszycia oraz kolejnej wymiany żyroskopów. Misja była więc konieczna – co więcej, w magazynach Goddarda czekały już dwa kolejne instrumenty – trzecia wersja kamery WF/PC i nowy spektrograf COS. Z drugiej strony, HST według planów był już prawie u kresu swojego życia, a jego akumulatory mogły nie dotrwać nawet do 2009 roku. 

W tym samym czasie, kiedy O’Keefe pracował nad budżetem, naukowcy obmyślali plany dalszych teleskopów – część naukowców nie była już tak zainteresowana nowym teleskopem optycznym jak dawniej, pozostali preferowali teleskop na podczerwień, ale ogólne nastroje zdawały się sugerować, iż HST stracił zainteresowanie, mimo wszystkich swoich rewolucyjnych obserwacji. Już w latach 90-tych zastanawiano się, co zbudować po Hubble’u – ostatecznie wybór padł na teleskopy podczerwone. Jednym z nich stał się teleskop Spitzera, drugim budowany w momencie pisania tej książki teleskop Jamesa Webba. Jednak z uwagi na rozwój teleskopów naziemnych, optyczny następca Hubble’a nie był brany pod uwagę w XXI wieku przez większość naukowców, a pojawiły się także i głosy, że Hubble nie musi już być serwisowany po 2005 roku. Z drugiej strony, Bahcall już w sierpniu 2003 roku wypuścił raport własnej komisji, która stwierdziła, z drugiej znów strony, iż jest bardzo zainteresowana utrzymaniem sprawności Hubble’a przynajmniej do 2010 roku. Jednocześnie, Bahcall i inni naukowcy związani z HST zaczęli naciskać na NASA, by kolejna misja serwisowa się odbyła, a co więcej, by NASA zdecydowało się na kolejne misje serwisowe, które pozwoliłyby HST operować przynajmniej do 2015 roku. 

O’Keefe dostał jednak to, czego chciał – powód, by przyciąć budżet. Raport Bahcalla według dyrektora NASA spóźnił się, ponieważ wcześniej zainteresowanie Hubblem, w oczach O’Keefiego, spadało. Dlatego O’Keefe postanowił wykreślić z budżetu ostatnią misję serwisową Hubble’a. O’Keefe do tego brał pod uwagę ryzyko wynikające z tej misji – z punktu widzenia nowych, po-columbijskich zasad bezpieczeństwa, ryzyko to było za duże. W styczniu 2004 roku George D. Bush przedstawił swoją wizję programu kosmicznego. 15 stycznia 2004 roku, dzień po konferencji,w Washington Post Kathy Sawyer napisała tylko jedno zdanie: „nie będzie więcej misji serwisowych Teleskopu Kosmicznego Hubble’a.”79 O’Keefe potwierdził to na konferencji w Centrum Goddarda kolejnego dnia, 16 stycznia 2004 roku.

Walka o ostatnią misję serwisową

Tak samo, jak w przeszłości, także i teraz zaczęto „misję ratunkową”. NASA została zalana listami oraz e-mailami, prasa rozpisywała się krytycznie o decyzji agencji, pojawiały się też petycje na rzecz przywrócenia ostatniej misji serwisowej do budżetu. Sam Instytut Teleskopu Kosmicznego nie próżnował, organizując spotkania naukowe – podczas gdy prasa krytykowała, a astronomowie pisali e-maile do NASA, sam Instytut postanowił położyć nacisk na PR, organizując konferencje i udostępniając informacje prasowe przynajmniej raz w tygodniu. Ówczesny dyrektor Instytutu, Steve Beckwith, dla przykładu, 9 marca 2004 roku, opublikował zdjęcie Ultra Głębokiego Pola Hubble’a, które naświetlał przez cztery miesiące i skończył dokładnie w momencie, kiedy O’Keefe ogłosił usunięcie misji serwisowej z budżetu. Beckwith wykorzystał swoje wyśmienite zdjęcie w idealnym czasie – 10 tysięcy galaktyk głębokiego pola zachwyciło nie tylko opinię publiczną, ale też kongresmenów. 

W rezultacie 11 marca tego samego roku, kiedy O’Keefe zeznawał przed komisją budżetową, miał już małe grono przeciwników – rezultatem przesłuchania było zabronienie O’Keefiemu jakichkolwiek dalszych działań: choć pozycja w budżecie nie została przywrócona, O’Keefe nie mógł zwolnić pracowników, którzy przygotowywali tę misję serwisową. Dodatkowo powołano kolejną komisję, która miała ocenić decyzję O’Keefiego i przydatność misji serwisowej. W skład tej komisji weszli między innymi Riccardo Giacconi, Sandra Faber, a także Gret Harbaugh i Charles Bolden, którzy, jako astronauci, serwisowali HST w czasie wcześniejszych misji serwisowych. 

Nowa komisja nie miała łatwego zadania – choć misja serwisowa była mile widziana, dostrzegano problemy pod postacią ryzyka czy kosztów. Jednocześnie, Centrum Goddarda pracowało już nad planami zbudowania robota, zdolnego do serwisowania teleskopu kosmicznego, pod wodzą Franka Cepolliny, który był odpowiedzialny za wszystkie misje serwisowe HST od 1993 roku włącznie. Cepollina przeanalizował ówczesny status robotyki w różnych centrach badawczych, szukając maszyny, zdolnej serwisować teleskop orbitalny. 12 marca 2004 roku zdał raport O’Keefiemu, który szybko zgodził się, by Goddard zbadał dokładniej temat. Opracowane przez Centrum roboty okazały się dość sprawne i była szansa, że robot poleci do Hubble’a już w 2007 roku. Taka misja z użyciem robota, jak wtedy uważano, byłaby znacznie tańsza, niż przeszkolenie astronautów i wysłanie dużego wahadłowca na orbitę. Pomysł robota został oficjalnie przedstawiony przez NASA 1 czerwca i zyskał aprobatę opinii publicznej. 

Dla NASA było to dobre rozwiązanie – teoretycznie tańsze, wygodniejsze i oferujące dobry PR. Jednocześnie, NASA i tak wiedziała, że będzie potrzebować misji automatycznej sondy, która doleci do Hubble’a i wprowadzi go na bezpieczną tor lotu celem deorbitacji nad Pacyfikiem. Administracja agencji wyszła więc z założenia, że skoro robot i tak będzie potrzebny, można go zbudować już teraz i dać mu więcej możliwości manualnych. 

Czerwiec stanął pod znakiem konferencji prasowych – Beckwith miał swoją, O’Keefe swoją, a wszyscy spierali się o lepsze rozwiązanie sytuacji z HST, dodatkowo zeznając przed komisjami Kongresu. Omówiono niedoskonałość technologii naziemnych teleskopów, omówiono możliwości i osiągnięcia teleskopu Hubble’a. Omówiono też niedoskonałość technologii robotów, wspominając o problemie zdalnej kontroli, nie dającej zbyt dużo czasu na reakcję. Wspomniano też, że nie ma czasu i budżetu na przetestowanie robota w kosmosie, a misja bez testów byłaby tak samo ryzykowna, jak wysłanie promu.

Przez kolejne miesiące problemów było coraz więcej – NASA nie podjęła ostatecznej decyzji, a w budżecie nie było miejsca ani na misję promu, ani na misję robota. Eksperci natomiast z dnia na dzień coraz bardziej krytykowali pomysł Goddarda, który, z uwagi na ówczesną technologię, wydawał się coraz bardziej niemożliwy. W końcu, komisja powołana przez Kongres, ta z Faber i Giacconim, opublikowała swój raport, w którym wyjaśniła, iż większość technologii dla misji robota po prostu nie istnieje, czasu na jego budowę jest mało, a ostateczny koszt – do 1,6 miliarda dolarów – znacznie przewyższa koszta misji wahadłowca.80 Raport opublikowano 8 grudnia 2004 roku. Kilka dni później, O’Keefe złożył swoją rezygnację – choć pracował w NASA jeszcze do lutego, konsultując budżet. Jednak głosy z zewnątrz nie zmieniły jego poglądów na misję wahadłowca – z uwagi na to, że nie mógł znaleźć sojuszników dla misji robota, zdecydował się usunąć całkowicie misje serwisowe z planu budżetu na 2006 rok. 

Stanowisko po O’Keefim zajął Michael Griffin – nowy dyrektor NASA miał już inne poglądy i był gotów przywrócić do budżetu misję serwisową z pomocą wahadłowca. Griffin, inżynier z doświadczeniem, nie tylko miał głowę na karku, ale też wiele lat wcześniej pracował przy budowie Hubble’a. Zeznając przed komisją Kongresu 12 kwietnia 2005 roku praktycznie skreślił możliwość misji robota – albo przeprowadzi się misję serwisową z pomocą wahadłowca, albo robot, zamiast naprawiać teleskop, od razu wykona jego deorbitację, która jednak, w oczach większości ekspertów, nie była i wciąż nie jest potrzebna aż do połowy lat 20-tych tego wieku. I tak skończyła się batalia o misję serwisową – bez sukcesu, ale w stanie zawieszenia. 

Pod przewodnictwem Griffina, misja serwisowa wahadłowca została ustalona na 2008 rok, choć nie posiadała ona budżetu i nie była pewna – po prostu wrzucono ją w grafik z nadzieją, że do tego czasu uda się rozwiązać wszystkie kwestie bezpieczeństwa. Wznowiono loty promów kosmicznych, które po kilku misjach wykazały, iż nowe zasady bezpieczeństwa się sprawdzają – wznowiono też budowę Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, a po tych kilku sukcesach, Griffin ogłosił 31 października 2006 roku, że kolejna misja serwisowa teleskopu kosmicznego została zaakceptowana i oficjalnie wprowadzona do rozpiski lotów. Październikowa decyzja zakładała, że misja przeprowadzona zostanie na jesień 2008 roku.

Start został jednak odwołany, kiedy Hubble doznał kolejnych uszkodzeń w wyniku zużycia, a inżynierowie musieli opracować plany dla dodatkowej naprawy. Gdy jednak w maju 2009 roku Atlantis poleciał do Hubble’a, ostatnia misja serwisowa została przeprowadzona w sposób wręcz idealny.

Piąta misja serwisowa (SM4)

Pierwotnie, misja serwisowa SM4, czyli już piąta misja serwisowa w kolejności, planowana była na 28 września 2008 roku, jednak Hubble doznał kolejnej awarii w jednym z systemów komputerowych. Misja musiała więc być przełożona, by inżynierowie na Ziemi dokonali analizy sytuacji i opracowali plan dodatkowej naprawy. Ostatecznie, SM4 zaczęła się 11 maja 2009 roku – była to ostatnia misja serwisowa Teleskopu Kosmicznego Hubble’a. 

Michael Griffin stwierdził, że Hubble jest niezastąpionym i niezwykle cennym instrumentem naukowym, toteż ryzyko lotu promem kalkulowało się jako opłacalne. Zakładała wymianę dwóch głównych detektorów, naprawę kilku problemów, wymianę wszystkich żyroskopów, baterii i podzespołów, które pozwoliłyby Hubble’owi działać aż do 2014 roku.

Ostatnia misja serwisowa była też pierwszą i jedyną, w czasie której na Ziemi gotowy do natychmiastowego startu i lotu był drugi wahadłowiec, który miał za zadanie polecieć na ratunek astronautom w razie jakiejkolwiek awarii. 

O 19:01:00 GMT, 11 maja 2009 roku prom kosmiczny Atlantis wyruszył ze stanowiska 39A w ramach misji STS-125. Na pokładzie znajdowali się dowódca misji Scott D. Altman, pilot Gregory C. Johnson i specjaliści misji Michael J. Massimino, Michael T. Good, K. Megan McArthur, John M. Grunsfeld i Andrew J. Feustel.

Najważniejszym celem misji była wymiana dwóch głównych instrumentów obserwacyjnych. Nowy spektrograf COS zastąpił wysłużonego COSTARa, który od pierwszej misji serwisowej korygował optykę teleskopu Hubble’a. Wszystkie instrumenty na Hubble’u posiadają już własną, wbudowaną optykę korekcyjną. COSTAR nie był już potrzebny. Natomiast kamera WF/PC-2 została wymieniona na nową, WFC-3. Obydwa nowe instrumenty w olbrzymim stopniu rozwinęły możliwości obserwacyjne Hubble’a. COS przede wszystkim służy do obserwacji minimalnych zmian w świetle emitowanym przez odległe obiekty, co pozwala studiować naturę przestrzeni międzygalaktycznej. Natomiast WFC-3 to kamera, pozwalająca na wykonywanie wysokiej jakości fotografii kosmosu w bardzo szerokim zakresie spektrum, od bliskiej podczerwieni po daleki ultrafiolet.

Wymiana tych dwóch urządzeń była bardzo ważna, ale ważna była też naprawa instrumentów ACS i STIS. Niestety, inżynierowie napotkali problem – ani jeden ani drugi z tych instrumentów nie został zaprojektowany do bycia naprawianym na orbicie w stanie nieważkości. Inżynierowie musieli więc opracować nowe narzędzia i procedury, by naprawa się udała. 

STIS zainstalowano w czasie drugiej misji serwisowej w 1997 roku. Przestał działać w sierpniu 2004 roku w wyniku problemów z zasilaniem. By dostać się do wnętrza instrumentu, astronauci musieli w stanie nieważkości odkręcić 111 śrub. Nie musieli na szczęście dokręcać ich w nowym urządzeniu, którego panel zastosował dwa zatrzaski. 

COS i STIS pozwalają naukowcom na badanie efektu Dopplera w świetle otaczającym czarne dziury, a także na badanie galaktyk, gwiazd i planet krążących wokół innych gwiazd. 

ACS zainstalowano w czasie misji SM3B w 2002 roku. Urządzenie przestało działać w lipcu 2006 roku. ACS składa się z trzech modułów – kamery szerokokątnej WFC, kamery HRC i kamery SBC. Urządzenie, podobnie jak STIS, nie było zaprojektowane do orbitalnej naprawy. Astronauci musieli dosłownie wykonać bajpas, omijając zepsute układy elektryczne. Niestety, naprawa była tylko częściowa, modułu HRC nie udało się naprawić. 

ACS, wyposażona w koronograf81, pozwala na dogodne badanie planet krążących wokół innych gwiazd. To właśnie to urządzenie pomogło w wykonaniu pierwszych zdjęć planety pozasłonecznej, Fomalhaut.

Misja serwisowa dokonała też wymiany wszystkich sześciu żyroskopów i układów elektronicznych sterujących systemami celowania Hubble’a. Astronauci wymienili też akumulatory, wciąż oryginalne z 1990 roku, a także kolejne fragmenty osłony termicznej. 

Drobną modyfikacją była instalacja mechanizmu miękkiego przejęcia – SCM – to rodzaj pierścienia mocującego opracowany specjalnie na potrzeby Hubble’a. W przyszłości, umożliwi on łatwe pochwycenie Hubble’a przez pojazd nowej generacji, kiedy zostanie on opracowany. To ten element pozwoli albo skierować Hubble’a bezpiecznie nad Pacyfik, gdzie ulegnie zniszczeniu, albo wynieść go wyżej, by dać mu drugie życie i kolejne lata na obserwację. 

Atlantis wylądował bezpiecznie 24 maja 2009 o godzinie 16:39:00 GMT – wyjątkowo nie w Centrum Kosmicznym Kennediego, ale w Bazie Sił Powietrznych Edwards w Kalifornii. Misja trwała 12 dni, 21 godzin i 37 minut. W czasie jej trwania wykonano aż pięć wyjść w przestrzeń kosmiczną. 

Przypisy

76 Columbia była pierwszym wahadłowcem, który poleciał w kosmos. Wcześniej jednak NASA zbudowała prom kosmiczny Constitution, przemianowany potem na Enterprise – był to model testowy, służący do sprawdzenia możliwości lotów atmosferycznych. Enterprise nigdy nie poleciał w kosmos. 

77 I, jak to bywa w przypadku agencji rządowych, wraz z nadejściem nowej administracji, wszystko się zmieniło. O ile George D. Bush chciał powrotu na Księżyc, jego program Constelation został anulowany kilka lat później, kiedy władzę w Białym Domu przejął Barrack Obama, preferujący misję na Marsa. Nie zlikwidowano jednak programu Orion – nowej kapsuły załogowej i systemu rakietowego SLS. Dziś, po Obamie i Trumpie, sytuacja znowu wygląda zupełnie inaczej.

78 Ostatecznie jednak, ostatni wahadłowiec poleciał w kosmos w 2011 roku. Potem, wahadłowce przeniesiono do muzeów w różnych lokacjach USA.

79 Zimmerman, s. 196.

80 Zimmerman, s. 205.

81 Koronograf to urządzenie, którego zadaniem jest zasłonięcie bezpośredniego światła gwiazdy. Stosuje się go do obserwacji korony gwiazd, zarówno tych oddalonych, jak i naszej najbliższej – Słońca. Koronograf wykorzystuje się również do wizualnego badania planet pozasłonecznych. Są one zbyt blisko jasnej gwiazdy, by móc je normalnie dostrzec, dlatego koronograf zasłania bezpośrednie światło gwiazdy, a planety stają się widoczne dla instrumentów obserwacyjnych.

By Wojciech Usarzewicz

Pisał dla Blomedia i Antyweb, komponuje muzykę, na co dzień pracuje w branży wydawniczej.