De Hubble-ruimtetelescoop is weer in actie en geeft verbluffende nieuwe beelden vrij

NASA’s Hubble-ruimtetelescoop is weer in actie en verkent het nabije en verre universum. Wetenschappelijke instrumenten zijn weer volledig operationeel, na te zijn hersteld van een computerstoring die telescoopwaarnemingen meer dan een maand opschortte.

Op zaterdagmiddag 17 juli werden de wetenschappelijke waarnemingen hervat. Tot de telescoopdoelen van afgelopen weekend behoorden de ongebruikelijke sterrenstelsels die in de onderstaande afbeeldingen worden getoond.

“Ik ben verheugd om te zien dat Hubble het universum heeft heroverwogen en opnieuw het soort beelden heeft vastgelegd dat ons decennialang heeft geïntrigeerd en geïnspireerd”, aldus Bill Nelson, NASA-beheerder. “Dit is een moment om het succes te vieren van een team dat echt toegewijd is aan de missie. Door hun inspanningen zal Hubble zijn 32e jaar van ontdekking voortzetten en zullen we blijven leren van de transformatieve visie van het observatorium.”

Deze snapshots, afkomstig van een programma onder leiding van Julian Dalcanton van de Universiteit van Washington in Seattle, tonen een melkwegstelsel met ongebruikelijk uitgestrekte spiraalarmen en de eerste glimp in hoge resolutie van een intrigerend paar botsende melkwegstelsels. Andere primaire doelen van de Hubble-telescoop waren bolvormige sterrenhopen en aurora borealis op de gigantische planeet Jupiter.

Hubble’s payloadcomputer, die de wetenschappelijke instrumenten aan boord van het observatorium bestuurt en coördineert, stopte plotseling op 13 juni. Toen de hoofdcomputer geen signaal van de payload-computer ontving, zette hij automatisch de Hubble Science Instruments in de veilige modus. Dit betekent dat de telescoop geen wetenschap meer doet terwijl de missiespecialisten de situatie analyseren.

Het Hubble-team ging snel te werk om te onderzoeken wat er was gebeurd met het observatorium, dat ongeveer 340 mijl (547 kilometer) boven de aarde draait. Werkend vanuit het missiecontrolecentrum in het Goddard Space Flight Center van NASA in Greenbelt, Maryland, en ook op afstand vanwege COVID-19-beperkingen, werkten ingenieurs samen om erachter te komen wat het probleem veroorzaakte.

Om de zaken nog ingewikkelder te maken, werd Hubble gelanceerd in 1990 en observeert het al meer dan 31 jaar het universum. Om een ​​in de jaren tachtig gebouwde telescoop te repareren, moest het team gedurende zijn lange geschiedenis putten uit de kennis van het personeel.

Hubble-alumni zijn teruggekeerd om het huidige team te ondersteunen bij herstelinspanningen en hebben tientallen jaren ervaring aan de missie geleend. De gepensioneerde werknemers die hielpen bij het bouwen van de telescoop kenden bijvoorbeeld de ingangen en pannen van het Science Instrument, de commando- en gegevensverwerkingseenheid, waar de payloadcomputer zich bevindt – ervaring die cruciaal is voor het bepalen van de volgende stappen voor herstel. Andere voormalige teamleden hielpen een handje door te zoeken naar de originele Hubble-papieren, waarbij ze 30 tot 40 jaar oude documenten opleverden die het team zouden moeten helpen een pad voorwaarts uit te stippelen.

Op 13 juni 2021 wordt de payloadcomputer van de Hubble Space Telescope onverwacht uitgeschakeld. Het Hubble-team heeft echter systematisch de waarschijnlijke oorzaak geïdentificeerd en hoe deze te compenseren. Krediet: NASA’s Goddard Space Flight Center

“Dit is een van de voordelen van een programma dat al meer dan 30 jaar bestaat: een ongelooflijke hoeveelheid expertise en ervaring”, zegt Nzinga Tal, directeur van Hubble’s Anomaly Systems Response bij Goddard. “Het was nederig en inspirerend om samen te werken met zowel het huidige team als degenen die zijn overgestapt naar andere projecten. Er is zoveel toewijding aan hun Hubble-teamgenoten en het observatorium en de wetenschap waar Hubble bekend om staat.”

Nieuwe en oude teamleden werkten samen door een lijst met mogelijke boosdoeners en probeerden het probleem te isoleren om ervoor te zorgen dat ze een volledige voorraad van de toekomst hadden waaraan de apparaten nog steeds werkten.

In eerste instantie dacht het team dat het meest waarschijnlijke probleem de verslechtering van de geheugenmodule was, maar het overschakelen naar back-upmodules loste het probleem niet op. Het team ontwierp en voerde vervolgens tests uit, waaronder het voor het eerst in de ruimte aandrijven van de back-up-payloadcomputer van de Hubble-telescoop, om te bepalen of twee andere componenten verantwoordelijk zouden kunnen zijn: het standaard interface-apparaat, dat de communicatie tussen de CPU van de computer en andere componenten verbindt, of het centrum van de verwerkingseenheid zelf. Het opstarten van de back-upcomputer werkte echter niet, waardoor ook die mogelijkheden werden geëlimineerd.

Het team ging vervolgens verder om te onderzoeken of er andere apparaten in gebreke waren, waaronder de commando-eenheid/data science-coördinator en de stroomcontroller, die waren ontworpen om een ​​constante stroomtoevoer naar de computers te garanderen. Het zou echter ingewikkelder zijn om een ​​van deze problemen aan te pakken en het zou gevaarlijker zijn voor de telescoop in het algemeen. Om over te schakelen naar deze back-upmodules met componenten, moeten ook veel andere hardwareboxen worden omgeschakeld.

Nzinga Tull, Hubble Systems Anomaly Response Manager bij NASA’s Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland, werkt op 15 juli in de controlekamer om Hubble terug te brengen naar volledige wetenschappelijke operaties. Krediet: NASA GSFC/Rebecca Roth

“De schakelaar vereiste 15 uur rijden met een ruimtevaartuig vanaf de aarde. De hoofdcomputer moest worden uitgeschakeld en een back-upcomputer in veilige modus nam tijdelijk het ruimtevaartuig over. Verschillende van de dozen moesten ook worden ingeschakeld”, zei Jim Gilletick , adjunct-directeur van het Hubble-project bij Goddard. Ze waren nog nooit eerder in de ruimte geweest en andere apparaten moesten hun interfaces verwisselen. ” “Er was geen reden om te denken dat dit allemaal niet zou werken, maar de taak van het team is om nerveus te zijn en na te denken over alles wat er mis kan gaan en hoe we dat kunnen goedmaken. Het team heeft elke kleine stap op de grond nauwkeurig gepland en getest om er zeker van te zijn dat ze het goed deden.”

Van daaruit ging het team zorgvuldig en methodisch te werk. De volgende twee weken werkten meer dan 50 mensen aan het beoordelen, bijwerken en controleren van procedures voor het overschakelen naar back-upapparaten en het testen ervan op HD-simulatie en een formele beoordeling van het voorgestelde plan.

Tegelijkertijd analyseerde het team gegevens van hun eerdere tests en hun bevindingen gaven aan dat de stroomregelaar de waarschijnlijke oorzaak van het probleem was. Op 15 juli maakten ze de geplande overstap naar de back-up- en commando- en gegevensverwerkingseenheid van Science Instrument, die de back-upstroombesturingseenheid bevat.

De overwinning kwam op 15 juli rond 23.30 uur EST, toen het team besloot dat de overstap een succes was. De wetenschappelijke instrumenten werden vervolgens in gebruik genomen en Hubble begon op 17 juli opnieuw met het verzamelen van wetenschappelijke gegevens. De meeste waarnemingen die verloren zijn gegaan terwijl wetenschappelijke operaties zijn opgeschort, worden opnieuw gepland.

Dit is niet de eerste keer dat Hubble moet vertrouwen op back-uphardware. Het team maakte een soortgelijke overstap in 2008 en keerde Hubble terug naar de normale werking nadat een ander deel van de module Science Instrument and Command & Data Handling (SI C&DH) faalde. De laatste onderhoudsmissie van de Hubble-telescoop in 2009 – een broodnodige afstemming verdedigd door de voormalige Amerikaanse senator Barbara Mikulsky – verving vervolgens de hele SI C&DH-eenheid, waardoor de operationele levensduur van Hubble aanzienlijk werd verlengd.

Sinds deze dienstmissie heeft Hubble meer dan 600.000 waarnemingen gedaan, waarmee de totale levensduur op meer dan 1,5 miljoen komt. Deze waarnemingen blijven ons begrip van het universum veranderen.

Leden van het Hubble Operations Team werken op 15 juli in de controlekamer om Hubble terug te brengen naar de wetenschappelijke operaties. Krediet: NASA GSFC/Rebecca Roth

“Hubble is in goede handen”, zegt Kenneth Simbach, directeur van het Space Telescope Science Institute (STScI) in Baltimore, Maryland, dat de wetenschappelijke operaties van Hubble uitvoert. “Ik ben onder de indruk van de toewijding en het gedeelde doel van het team de afgelopen maand om Hubble weer in dienst. Nu Hubble opnieuw ongekende kijk op het universum heeft gegeven, verwacht ik volledig dat het ons zal blijven verbazen met veel toekomstige wetenschappelijke ontdekkingen.”

Hubble heeft bijgedragen aan enkele van de meest Belangrijke ontdekkingen van ons universum, inclusief de steeds snellere uitdijing van het heelal, de evolutie van sterrenstelsels in de loop van de tijd, en de eerste studies van de atmosferen van planeten buiten ons zonnestelsel. Zijn missie was om minstens 15 jaar de verste en zwakste regio’s van het universum te verkennen, en het gaat nog steeds veel verder dan dat doel.

“De enorme hoeveelheid recordbrekende wetenschap gepresenteerd door Hubble is verbazingwekkend”, zegt Thomas Zurbuchen, associate administrator voor NASA’s Science Mission Directorate. “We hebben veel te leren van het volgende hoofdstuk in Hubble’s leven – op zichzelf, samen met de mogelijkheden van andere NASA-observatoria. Ik zou niet enthousiaster kunnen zijn over wat het Hubble-team de afgelopen weken heeft bereikt. Ze hebben geconfronteerd met de uitdagingen van dit proces uit de eerste hand, ervoor te zorgen dat de dagen van Hubble’s verkenning nog niet voorbij zijn.”