Hubblen ongelmat – mikä oli lopputulos?

”Mitkä ihmeen Hubblen ongelmat?” saatat kysyä. Kyse on Hubble-avaruusteleskoopista – kalliista (yli 1,6 miljardia dollaria maksaneesta), pitkälle kehitetystä kaikkeuden tutkimiseen tarkoitetusta kaukoputkesta, jonka näkökyvyssä ilmeni yllättäen vikaa vuonna 1990.

HUBBLE-avaruusteleskooppi on ”luultavasti pisimmälle kehitetty tieteellinen satelliitti, mikä koskaan on rakennettu”, sanoo tri R. W. Smith Baltimoressa toimivasta Johns Hopkinsin yliopistosta kirjassa The International Encyclopedia of Astronomy.a Eric Chaisson kuvailee sitä kirjassaan The Hubble Wars ”suurimmaksi, monimutkaisimmaksi ja tehokkaimmaksi observatorioksi, mikä on koskaan sijoitettu avaruuteen”. Hän toteaa lisäksi Astronomy-lehdessä: ”Se että käskyjen lähettämiseen sille ja sen ohjaamiseen tarvitaan päivittäin neljä miljoonaa riviä tietokonekoodia – yksi sivistyneen maailman suurimmista koodijärjestelmistä – kertoo Hubblen monimutkaisuudesta.” Tämä observatorio kiertää radalla, joka on yli 600 kilometrin korkeudessa maanpinnan yläpuolella, joten se on etäällä valoa vääristävästä maan ilmakehästä.

Ennen laukaisua tri Smith sanoi: ”Kuvien laadun ratkaisevat – – yksistään optiikan lait, sen peilien laatu ja se, kuinka tarkasti ja vakaasti Hubble voidaan suunnata kohteisiinsa.” Hän ei tajunnut silloin, kuinka merkityksellisiksi hänen sanansa osoittautuisivat!

Laukaisu – juhlamieli muuttuu pettymykseksi

Huhtikuussa 1990 koitti suuri laukaisun päivä. Hubble lähetettiin radalleen Discovery-avaruussukkulassa. Lennonjohdon insinöörit olivat mielissään tuloksista. John Noble Wilford kertoi The New York Times -sanomalehdessä teknisten tietojen osoittavan, ”että teleskooppi oli selviytynyt laukaisusta vahingoittumattomana ja näytti olevan valmis aloittamaan kaikkeuden tutkimisen, jota se voisi jatkaa yli 15 vuotta”. Hänen mukaansa sen ”odotettiin näkevän kaukaisia tähtiä ja galakseja kymmenen kertaa tarkemmin kuin koskaan aiemmin on ollut mahdollista”. Eräässä Time-lehden otsikossa julistettiin optimistisesti: ”Uusi ikkuna avaruuteen.” Lehdessä lisättiin: ”Näkemällä esteettömästi etäisimmät tähdet terävänäköinen Hubble-teleskooppi kykenee katsomaan kaukaiseen menneisyyteen.” Jännitys tiivistyi, kun tähtitieteilijät ja suunnittelijat odottivat ensimmäisiä kuvia maahan. Miten kuitenkin kävi?

Oli niin sanoaksemme nuolaistu ennen kuin oli tipahtanut! Ensimmäiset kuvat tulivat toukokuussa 1990. Malttamattomat tiedemiehet eivät saaneet katseltavakseen odotettuja huipputeräviä kuvia vaan sumeaa valoa. Eric Chaisson kirjoitti: ”Nämä havainnot antoivat tukea sille todella kauhistuttavalle ajatukselle, että maata kiertävässä observatoriossa oli suuri optinen virhe.” Teleskoopissa oli ennalta aavistamaton vika: toisessa sen kahdesta peilistä oli hyvin pieni virhe! Virhe oli paljon pienempi kuin ihmisen hiuksen paksuus, mutta se riitti sumentamaan kuvat. Se oli valtava pettymys.

Kenelle oli sattunut erehdys?

Mistä Hubblen kalliiksi tulleet ongelmat johtuivat? Hubble-projektissa työskennellyt Eric Chaisson luettelee monia syitä kirjassaan The Hubble Wars. Hän sanoo: ”Hubblen räikeät laitteistoviat johtuvat insinöörien yksipuolisuudesta: kokonaiskuva oli jäänyt selvästikin toistuvasti huomioon ottamatta. Esimerkiksi: itsevarmat insinöörit eivät olleet valmistaneet teleskoopin optiikkaa kunnollisesti, ja he testasivat sitä liian vähän ilman merkittävää teknistä tai tieteellistä apua salaisen urakoitsijan ulkopuolelta – – [ja] Hubbleen asennettiin käytettyjä laitteita ja osia, muun muassa kymmeniä vuosia vanhoja gyroskooppeja [gyroskooppeja, joita oli testattu noin 70000 tuntia ennen kuin ne otettiin käyttöön teleskoopissa – ’loppuun testattuja’, kuten eräs insinööri totesi] ja vanhoihin avaruusaluksiin tarkoitettuja muistiyksiköitä.”

Kun Hubblen 2,4 metrin kokoinen pääpeili oli valmis, sille oli määrä tehdä lopullinen testi. The New York Times -sanomalehden mukaan näistä suunnitelmista kuitenkin luovuttiin ajanpuutteen ja taloudellisten näkökohtien vuoksi. Nyttemmin kuollut tri Roderic Scott, joka toimi tuolloin päätutkijana peilin valmistaneessa optisessa tutkimuskeskuksessa, vaati lisää testejä. Hänen varoituksensa jätettiin huomioon ottamatta. Sen vuoksi Hubble ei kyennyt välittämään avaruudesta kunnollisia kuvia.

Chaissonin mielipide asiasta oli seuraava: ”Ehkä tämä avaruusalus ja siinä olevat lukemattomat osat [joihin kuuluu yli 400000 osaa ja 42000 kilometriä johtoja] sekä lukuisat maasta käsin suoritettavat tukitoiminnot ovat liian monimutkaisia meidän melko äskettäin teknistyneelle kulttuurillemme. Kun Nooan jälkeläiset yrittivät rakentaa Babelin kaupunkiin taivaisiin asti ulottuvan tornin, 1. Mooseksen kirja kertoo, että Jumala rankaisi heitä heidän häpeämättömyydestään. Ehkä paljon yksinkertaisempi avaruusteleskooppi – suorituskykyisempi, pitkälle kehitellympi alus – ei olisi kohdannut niin musertavaa arvostelua.” Chaisson jatkoi: ”Se laajalle levinnyt käsitys, että tieteellinen menetelmä on ennakkoluuloton ja objektiivinen, että tiedemiehet suhtautuvat ja ovat aina suhtautuneet tunteettomasti työhönsä, on naurettava. Nykypäivän tieteelliset pyrkimykset ovat aivan yhtä arvosidonnaisia kuin muutkin elämän asiat.” Chaissonin mukaan Hubblen kohtaamat vaikeudet ovat johtuneet osaltaan kunnianhimosta ja kateudesta.

Toiveet raukeavat tyhjiin

Uutisotsikoiden tarkastelu antaa kuvan siitä, mitä dramaattisia tapahtumia Hubblen vaiheisiin sisältyi. ”Sukkula kohoaa 615 kilometrin korkeuteen mukanaan teleskooppi ja unelma”, sanottiin eräässä sanomalehdessä. Scientific American -lehdessä sanottiin: ”Hubblen perintö – avaruusteleskooppi aloittaa uuden aikakauden tähtitieteessä.” Heinäkuussa 1990 Time-lehti joutui arvioimaan asiaa uudestaan, ja siinä sanottiin: ”Jättimäisten tieteellisten hankkeiden näkymät näyttävät synkiltä – NASAn [Yhdysvaltain ilmailu- ja avaruushallituksen] sukkulatoiveet kokevat kolauksen, ja Hubblen näössä on vikaa.” Science-lehdessä ongelmaa selvitettiin objektiivisemmin: ”Tähtitieteilijät tutkivat Hubblen vahinkoja – harvoin on niin pieni virhe aiheuttanut niin paljon kuohuntaa – 1,6 miljardin dollarin teleskoopissa mikrometrien virheellä voi kuitenkin olla suuret vaikutukset.” Samassa lehdessä kerrottiin joulukuussa 1990: ”Hubblen synnyttämä ylimielisyys: ’aitoa’ sokeutta.” Lehti totesi: ”Hubble-avaruusteleskoopin musertavaan optiseen virheeseen oli syynä yleinen huolimattomuus, päätellään NASAn virallisen tutkijalautakunnan lopullisessa raportissa.”

Kaikki ei kuitenkaan ollut hukassa. Smithsonian-lehdessä kerrottiin maaliskuussa 1992: ”Viallinen avaruusteleskooppi lähettää hätkähdyttäviä kuvia.” Lehdessä todettiin: ”Vaikka monet teleskoopin toiminnoista ovat vakavasti viallisia, se lähettää silti tulvimalla arvokasta tietoa tähtitieteilijöille. – – Se on tuottanut yllätyksiä lähettämällä kuvia esimerkiksi pallomaisista tähtijoukoista (joita perinnäisesti pidetään kaikkeuden vanhimpina rakenteina) nuoruuden kukoistuksessaan; se on tutkinut erään kaukaisen galaksin ydintä, jotta saataisiin vahvistus sille teorialle, että tuon galaksin ytimessä on tähtiä itseensä imevä musta aukko.”b

”Lento jolla NASA panee kaiken peliin”

Sitten marraskuussa 1993 Science News -lehdessä oli otsikko, jota tiedemiehet ja tähtitieteilijät olivat odottaneet: ”Merkittävä huoltotyö – NASA yrittää korjata Hubble-avaruusteleskoopin.” New Scientist -lehden mukaan se vaati ”kunnianhimoisinta korjauslentoa avaruuslentojen historiassa”. Seitsenhenkisen astronauttiryhmän piti päästä Hubblen luo ja korjata se rahtitilassaan avaruudessa. Lentoa kutsuttiin ”lennoksi jolla NASA panee kaiken peliin” ja ”tapaamiseksi kohtalon kanssa”. Onnistuiko se?

Silmälääkäreinä toimineiden astronauttien haastava lento oli tieteellinen täysosuma – viidellä avaruuskävelyllä he korjasivat Hubblen optiikan ja asensivat uuden kameran, joka oli yhtä suuri kuin piano! Oli kulunut kolme vuotta ennen kuin heille avautui tilaisuus vaihtaa vialliset osat ja asentaa korjaavat osat. Se oli kuitenkin kallis käynti silmälääkärin luona. Erään lähteen mukaan peilin korjausoperaatio tuli maksamaan 263 miljoonaa dollaria (yli miljardi markkaa)!

Näytelmä saavutti huippukohtansa tammikuussa 1994. Uutisotsikoissa luki esimerkiksi: ”Hubble-teleskooppi ei ole enää likinäköinen” ja ”Hubble sai vihdoinkin taivaallisen näkökyvyn”. Astronomy-lehdessä julistettiin: ”Hubble – parempi kuin uutena.” Siinä kerrottiin, miten tähtitieteilijät reagoivat Space Telescope Science Institute -tutkimuslaitoksessa, kun saatiin ensimmäiset kuvat: ”Täysin uskomatonta.” ”Ensimmäiset kuvat saavat kylmät väreet käymään pitkin selkäpiitä.” ”Korjattu Hubble ylittää rohkeimmatkin odotuksemme”, ylisti hankkeen päätutkija tri Edward J. Weiler.

Mitä hyötyä hankkeesta on ollut?

Korjattu optiikka maksoi pian itsensä takaisin. Time-lehdessä kerrottiin kesäkuussa 1994, että Hubble oli löytänyt konkreettisia todisteita mustien aukkojen olemassaolon puolesta. NASA ilmoitti, että Hubble oli löytänyt ”kiekonmuotoisen kaasupilven, joka pyöri huimaavalla 1,9 miljoonan kilometrin tuntinopeudella”. Kaasupilvi on noin 50 miljoonan valovuoden päässä galaksin M87 ytimessä. Sanotaan, että ytimellä on 2–3 miljardin auringon kokoisen tähden massa, joka on kuitenkin tiivistynyt aurinkokuntamme kokoiseen tilaan! Tiedemiesten laskujen mukaan kaasukiekon lämpötila on 10000 astetta. Ainoa käytettävissä oleva selitys tälle ilmiölle on se, että kiekko kiertää jättimäistä mustaa aukkoa, jolla on uskomattoman suuri vetovoima.

Hubble lähetti myös erinomaisia kuvia pyrstötähti Shoemaker-Levy 9:stä, kun tämä eteni tuhoon johtavaa rataansa kohti Jupiteria, missä se hajosi heinäkuussa 1994. Hubblen galakseista lähettämät kuvat ovat niin teräviä, että eräs tiedemies sanoi korjaustyöstä: ”Pieni peiliä koskeva muutos merkitsi valtavaa harppausta tähtitieteelle.” Scientific American -lehdessä sanottiin, että nyt ”Hubblen erotuskyky on ainakin kymmenen kertaa parempi kuin maanpäällisten kaukoputkien, joten se voi nähdä terävästi tuhat kertaa suuremman tilan läpi [kuin muut teleskoopit]”.

Hubble saa teoreetikot muuttamaan käsityksiään kaikkeuden iästä. He ovat todellisuudessa törmänneet nykyisen ymmärryksen valossa paradoksiin. Tiedeaiheista New York Timesissa kirjoittavan Wilfordin mukaan tuoreimmat Hubblen antamat todisteet ovat ”voimakas todiste siitä, että kaikkeus on paljon nuorempi kuin tiedemiehet aiemmin arvioivat. Se saattaa olla vain 8 miljardia vuotta vanha”, kun taas aiemmin sen iäksi arvioitiin jopa 20 miljardia vuotta. Ongelmana on se, että ”jotkin tähdet ovat luotettavien arvioiden mukaan 16 miljardia vuotta vanhoja”. Ei ihme, että hänestä ”kaikkeus näyttää saavan tämän tästä kosmologit hämmennyksiin, mikä paljastaa, että heidän tietonsa ovat onnettoman rajallisia”. Hän lisää: ”Niiden jotka ottavat kaikkeuden tutkimuskentäkseen, on lähdettävä siitä, etteivät he älykkyydestään ja nerokkuudestaan huolimatta varsin todennäköisesti saa moniin kysymyksiin lopullista vastausta.”

Ihmisen on opittava siihen nöyryyteen, jota Jobille opetettiin, kun Jehova kysyi häneltä myrskytuulesta: ”Osaatko sinä solmia yhteen Seulasten tähdet tai avata Orionin siteet? Osaatko tuoda ajallaan esiin eläinradan tähdet, sinäkö talutat Leijonaa ja sen pentuja? Sinäkö tunnet taivaan säännöt – –?” (Job 38:31–33, KR-92.)

Miten on tulevaisuuden laita?

Hubble-teleskooppi lupaa suurempia paljastuksia lähitulevaisuudessa. Eräs tähtitieteilijä kirjoitti: ”Hubble-avaruusteleskoopin avulla tulemme näkemään monien sellaisten galaksien muodon, jotka ovat kvasaarien [kaikkeuden kirkkaimpien kohteiden] läheisyydessä.” Richard Ellis Englannissa toimivasta Cambridgen yliopistosta sanoo galaksien alkuperän ymmärtämisestä: ”Olemme astumassa hyvin jännittävään aikaan.”

Uteliaisuus saa ihmisen jatkamaan tiedon hankkimista kaikkeudesta, sen alkuperästä ja sen tarkoituksesta. Tällaisen tiedon tulisi herättää sydämessämme kunnioitusta suunnattoman kaikkeuden Luojaa, Jehova Jumalaa, kohtaan, joka on sanonut: ”Kohottakaa katseenne korkeuteen ja katsokaa. Kuka on nämä luonut? Hän, joka luvun mukaan tuo esiin niiden armeijan, vieläpä nimeltä kutsuu niitä kaikkia. Dynaamisen energian runsauden ansiosta ja hänen voimansa vahvuuden vuoksi ei yksikään niistä puutu.” (Jesaja 40:26; Psalmit 147:4.)

[Alaviitteet]

[Kaavio/Kuva s. 16, 17]

(Ks. painettu julkaisu)

A: pääpeili

B: toisiopeili

C: neljä teleskoopin suuntaamisessa käytettävää gyroskooppia vaihdetaan

D: vioittunut aurinkopaneeli vaihdetaan

E: uusi kamera (WF/PC) asennetaan

F: valoa korjaavia peilejä sisältävä COSTAR-moduuli korjaa viallisesta peilistä aiheutuvan virheen

G: aurinkopaneeleja säätelevä elektroniikka vaihdetaan

[Kuva s. 16]

Yllä vasemmalla: Hubblen ottama kuva galaksista M100 ennen korjausta

[Lähdemerkintä]

Kuva: NASA

[Kuva s. 17]

Yllä keskellä: uutta kameraa asennetaan

[Lähdemerkintä]

Kuva: NASA

[Kuva s. 17]

Yllä oikealla: Hubblen ottama kuva galaksista M100 korjauksen jälkeen

[Lähdemerkintä]

Kuva: NASA

[Kuvan lähdemerkintä s. 15]

Kuva: NASA