De mens heeft altijd zijn blik op de hemel en verder gericht.
Maar pas sinds de lancering van de Hubble-telescoop op 24 april 1990 kunnen we de verre sterrennevels, spiraalstelsels en sterrenhopen rondom onze planeet echt zien.
Vóór de Hubble-telescoop bekeken astronomen het heelal door telescopen op aarde. En hoewel die een deel van de geheimen van het universum konden ontsluieren, was er een probleem.
De aardatmosfeer bemoeilijkte het zicht van de telescopen met zijn beschermende ‘soep’ van gassen en stof. Daardoor konden we veel dingen slechts vaag of helemaal niet zien.
Om die reden begon NASA in de jaren 1960 met plannen voor een grote ruimtetelescoop, die in een baan om de aarde kon worden gebracht om het heelal ongekend gedetailleerd te fotograferen.
Hubbles lange reis naar de ruimte
Het zou echter zo’n 30 jaar duren voor de Hubble-telescoop aan boord van het ruimteveer Discovery de aarde kon verlaten.
De Hubble liep onder andere vertraging op door de ramp met het ruimteveer Challenger in 1986. De Hubble-telescoop was in 1985 klaar voor vertrek, maar toen de Challenger bij de lancering ontplofte, moesten alle vaartuigen van NASA twee jaar aan de grond blijven.
NASA gebruikte de tijd om de telescoop verder te verbeteren en te moderniseren, en in 1990 was de Hubble eindelijk klaar voor zijn eerste vlucht. De lancering verliep vlekkeloos, maar de eerste foto’s lieten een ernstige fout in de hoofdspiegel van de telescoop zien.
De spiegel was perfect geslepen maar had de verkeerde vorm, waardoor de Hubble-telescoop onscherpe foto’s nam. Dat baarde NASA zorgen: veel onderdelen van de telescoop konden worden vervangen, maar de hoofdspiegel was daar niet een van.
Gelukkig kregen de technici van NASA een goed idee.
Zo werkt de Hubble-telescoop
Zonnepanelen en gyroscopen houden hem aan de gang
De Hubble-telescoop krijgt zijn energie van twee grote zonnepanelen en blijft in de ruimte stabiel en op koers met behulp van mechanische gyroscopen.
Zonder deze gyroscopen riskeert de Hubble te dicht bij de aarde of de zon te komen, wat funest kan zijn voor de gevoelige apparatuur van de telescoop.
Hoofdspiegel vangt zelfs het kleinste beetje licht op
De Hubble-telescoop heeft een bijna 2,5 meter lange hoofdspiegel. Die moet zo veel mogelijk licht opvangen, omdat dit essentieel is om scherpe foto’s te nemen.
In de ruimte kan de Hubble ook infrarood en ultraviolet licht opvangen. Telescopen op aarde kunnen dit niet als gevolg van de dampkring. Met behulp van deze lichtbronnen kan de Hubble ons bijvoorbeeld details laten zien van heel jonge sterren.
Hubble stelt met wielen de hoek bij
De Hubble heeft geen motoren die hem kunnen voorstuwen of de hoek kunnen veranderen. Toch heeft de telescoop een extreme snelheid in zijn baan om de aarde: in circa 95 minuten is hij rond.
Om de hoek te veranderen draaien er een paar kleine reactiewielen in tegengestelde richting. Op die manier kan de Hubble in 15 minuten tijd 90 graden draaien.
Hubble krijgt contactlenzen
In 1993, drie jaar na de lancering, kreeg de Hubble-telescoop bezoek van astronauten, die een soort contactlenzen aanbrachten om de fout in de hoofdspiegel te corrigeren.
Vanaf dat moment nam de grote telescoop scherpe foto’s van objecten in het heelal, waardoor we er meer inzicht in kregen.
Zo bracht de Hubble aan het licht dat nieuwe sterren in de Orionnevel schijven van gas en stof om zich heen hebben. Vermoedelijk gaat dit vooraf aan de vorming van planetenstelsels.
Licht en kleuren kunnen duiden op leven in de ruimte
Ook blijkt uit data van de Hubble dat er waarschijnlijk watermoleculen zijn op de exoplaneet K2-18b – een belangrijke bouwsteen van leven zoals wij dat kennen.
De Hubble-telescoop meet licht dat van sterren uit andere planetenstelsels afkomstig is en door de atmosfeer van exoplaneten wordt gefilterd.
Als het licht door de atmosfeer van een planeet valt, wordt het afgebogen, weerkaatst of opgenomen door moleculen in de atmosfeer. Op die manier bepalen de moleculen welke golflengten van licht (en dus welke kleuren) de Hubble-telescoop bereiken.
Door deze kleuren te analyseren konden astronomen afleiden dat K2-18b weinig licht doorlaat met de golflengten die overeenkomen met watermoleculen. Dat maakt de exoplaneet een kandidaat voor leven.
Nieuwe supertelescopen gaan op zoek naar leven
Tot dusver waren de Hubble-telescoop en de gepensioneerde Kepler-telescoop de vaandeldragers van de zoektocht naar leven in de ruimte. En hoewel de Hubble voorlopig niet wordt teruggebracht naar de aarde, komt er een nieuwe generatie ruimtetelescopen aan die hierbij moet helpen.
De grotere, preciezere ruimtetelescopen zullen ons volgens wetenschappers een volledig beeld geven van veel exoplaneten. De telescopen moeten onder andere speuren naar zuurstof, methaan en koolstofdioxide in de atmosfeer van de planeten, omdat dit potentieel tekens van leven zijn.
Superscherpe telescoop speurt naar water
Naam: James Webb Space Telescope, JWST
Lancering: 2021
Type: Infraroodtelescoop
De ruimtetelescoop James Webb is voorzien van een spiegel met een diameter van 6,5 meter en kan de warmtestraling opvangen van planeten rond sterren in de buurt van het zonnestelsel. Uit een analyse van het sterrenlicht dat door de atmosfeer van een planeet getrokken is, kan onder meer blijken of er water voorkomt.
34 minitelescopen zoeken kopieën van de aarde
Naam: Planetary Transits and Oscillations of Stars, PLATO
Lancering: 2024
Type: Multitelescoop
PLATO bestaat uit 34 kleine telescoopjes, waardoor hij een groot deel van de sterrenhemel kan afspeuren. De ruimtetelescoop moet een miljoen sterren gaan bekijken en in de bewoonbare zone meer dan 1000 exoplaneten vinden van ongeveer het formaat van de aarde of iets groter.
Keplers opvolger kijkt rechtstreeks naar planeten
Naam: Wide-Field Infrared Survey Telescope, WFIRST
Lancering: Begin jaren 2020
Type: Infraroodtelescoop
De vele exoplaneten die de Keplertelescoop heeft gevonden, zijn het doel van de WFIRST. Deze telescoop gaat volgens plan de atmosfeer van deze planeten rechtstreeks observeren met behulp van coronagrafie: een plaat in de telescoop houdt het licht van de ster tegen, waardoor alleen de omtrek van het licht te zien is.
Reuzentelescoop zoekt de bouwstenen van het leven
Naam: Advanced Technology Large-Aperture Space Telescope, ATLAST
Lancering: 2025
Type: Optisch, ultraviolet en nabij-infrarood
Met een spiegel van 10 meter en een afzonderlijk zonnescherm gaat de ATLAST exoplaneten tot 100 lichtjaar ver rechtstreeks observeren en naar chemische sporen van leven zoeken.