25 שנה לטלסקופ האבל

טלסקופ החלל הָאבּל הוצב בחלל לפני 25 שנה במשימה STS-31 של מעבורת החלל האמריקאית דיסקברי. טלסקופ עצום זה, בעל מראה ראשית בקוטר 2.4 מטרים, מצלם את החלל מאז ששוגר, מתעד את כוכבי הלכת במערכת השמש שלנו, חוקר ערפיליות, גלקסיות, חורים שחורים ועוד – מגובה של כ־600 ק"מ מעל פני כדור הארץ.

האבל הוא אחד מהטלסקופים החשובים ביותר בהיסטוריה וגילוייו מפרנסים חוקרים רבים ברחבי העולם. הטלסקופ צופה אל היקום באור נראה וכן בתחום העל סגול. שחרורו ממגבלות האטמוספירה מאפשר לחוקרים לצלם  את מושא המחקר בחדות חסרת תקדים וגם בתחום רחב יותר של אורכי גל.

בטלסקופ החלל האבל בוצעו במהלך השנים חמש משימות תחזוקה – בכל אחת מהן הגיעה מעבורת חלל אמריקאית אל הטלסקופ, לכדה אותו באמצעות הזרוע הרובוטית שלה, חיברה אותו זמנית אל מעגן בתא המטען של המעבורת ואז, למשך ימים אחדים, ביצעו האסטרונאוטים פעולות שונות מחוץ לחללית – שבהן הוחלפו לו מכלולים שונים לרבות מצלמות, מכשירי ניהוג, תאים סולאריים, מחשב ועוד. משימת התחזוקה האחרונה בוצעה בשנת 2009, ולאחריה לא תוכננה משימה נוספת לשמירת יכולתו של הטלסקופ לתפקד.

המאמץ ההנדסי והמדעי בפיתוח הטלסקופ היה אדיר וראשיתו עוד בשנת 1970. המיזם ידע עליות ומורדות, והבנייה עצמה החלה בשנת 1978. האתגרים ההנדסיים בפיתוח מראָה ראשית גדולה מחד גיסא, ובעלת דיוק ליטוש גבוה מאידך גיסא (המראה מלוטשת בדיוק של 1/20 מאורך הגל של האור הנראה – דהיינו 30 ננומטר) היו כבירים, והמיזם כולו סבל מבעיות טכניות וחריגות מהתקציב ומלוח הזמנים המקורי. ליטוש המראה ארך מעל שנתיים. גורם קריטי בתכנון  הטלסקופ היה גודל תא המטען של מעבורת החלל שהובילה אותו למסלולו.

נוסף על הטלסקופ עצמו, נכללו בהאבל חמישה מכשירים מדעיים גדולים: מצלמה פלנטרית ומצלמה בעלת שדה רחב, ספקטרוגרף בעל רזולוציה גבוהה על שם גודרד, פוטומטר מהיר, מצלמה רגישה עבור עצמים חיוורים, וספקטרוגרף רגיש עבור עצמים חיוורים. חלק מהמכשירים המדעיים הוחלף במרוצת טיפולי התחזוקה שבוצעו על ידי האסטרונאוטים, ומכשיר אחד הוצא מהטלסקופ כדי לפנות מקום למערכת אופטית סבוכה ומורכבת שנדרשה לתקן עיוותים בטלסקופ כתוצאה מליטוש לא נכון של המראה הראשית.

אספקת האנרגיה של הטלסקופ נעשית בעזרת שני מערכים של תאים פוטו־וולטאיים שכל אחד מהם מספק 2,800 ואט. התקשורת עם טלסקופ החלל והשליטה בו נעשות באמצעות תקשורת ממרכז בקרה קרקעי, לרוב באמצעות לווייני ממסר ייעודיים של נאס"א (לווייני TDRS).

רוב הצילומים והמדידות שמבצע הטלסקופ נעשים תוך כדי נעילה על מטרה למשך זמן ממושך כדי לאסוף כמות גדולה של אור. כדי שהטלסקופ יוכל לצפות באופן יציב במטרותיו הוא מצויד בשישה  ג'ירוסקופים – שלושה בלבד נדרשים כדי לספק את מידת הדיוק, היתר משמשים לגיבוי ולשיפור הדיוק. בתוך כל אחד מהם נמצא גלגל הסובב במהירות של 19 אלף סיבובים בדקה, ומותקנים בו מדידים מדויקים המודדים את הסטייה בכיוון הטלסקופ יחסית לציר הסיבוב של הג'יירוסקופים.

אסון מעבורת החלל צ'לנג'ר בינואר 1986 גרם להשבתת הטיסות המאוישות של ארצות הברית לחלל לתקופה של שנתיים וחצי. כתוצאה מכך נדחה שיגורו של "האבל" למשך שנים אחדות. עם חידושן של טיסות החלל של מעבורת החלל הוכן הטלסקופ לשיגור – שבוצע בהצלחה באפריל 1990.

מאז שיגורו לחלל הפך טלסקופ החלל האבל לכלי מחקר מרכזי לקהילת האסטרונומיה והאסטרופיזיקה. הוא צפה ביותר מ־14 אלף מטרות שטווח המרחקים שלהן נע בין גופים במערכת השמש ועד הגלקסיות הרחוקות ביותר. נתוני התצפיות המבוצעות על ידי האבל מתקבלים ממכלול המכשירים השונים המותקנים בטלסקופ. מדידות ספקטרוסקופיות מאפשרות מדידה של הֶרכב החומרים  בגופים הנצפים (בעזרת בחינת ספקטרומי הפליטה והבליעה); מדידת מהירויות מתבצעת באמצעות אפקט דופלר; מצלמות מאפשרות להתחקות אחר מבנה של פלנטות, כוכבים, ערפיליות, גלקסיות וצבירי גלקסיות.

אחת המשימות הראשונות של הטלסקופ הייתה מדידת המרחק למשתנים קֶפֶאידים, וכך  הקטנת את שגיאת המדידה בערכו של קבוע האבּל. מדידה זו אִפשרה קבלת הערכה מבוססת של גיל היקום. נוסף על כך, הייתה לו תרומה למציאת ההאצה של התפשטות היקום על ידי מדידת ההסחה לאדום של אור מגלקסיות רחוקות.

טלסקופ האבּל סיפק תמונות חדות וברורות באור הנראה של "החלל העמוק" ואִפשר הצצה אחורה בזמן לעבר היקום הצעיר. האור מהגלקסיות הרחוקות מגיע אלינו כ־13 מיליארד שנה לאחר שהוא עזב אותן והגלקסיות בתמונות מצולמות כפי שהן היו בעבר, כ־700 מיליון שנה בלבד לאחר המפץ הגדול. אחד הממצאים החדשים שהתגלו – צורתן של הגלקסיות ביקום הצעיר: הן היו בדרך כלל קטנות ובעלות מבנה פחות מוגדר ומסודר מאשר הגלקסיות של ימינו. תרומה נוספת של טלסקופ האבל קשורה להבנת הימצאותם של חורים שחורים על־מסיביים (או "סוּפֶּר מסיביים", המינוח לבחירתכם) במרכזי הגלקסיות. הוא ביצע סקר נרחב של קוּואָזרים ואפשר להעמיק את הידע בדבר  אופן פעולתם.  תצפיות אלו עזרו גם להבנה של תהליכי התנגשות ואיחוד בין גלקסיות שכנות.

התנגשות השביט "שומאכר־לוי 9" בכוכב הלכת צדק בשנת 1994 צולמה על ידי טלסקופ האבל והייתה הזדמנות נדירה לחקור אירוע התנגשות במערכת השמש. תמונות של ערפילית אוריון תרמו לידע על אודות היווצרות כוכבים ומערכות פלנטריות בכלל, ולהסיק על אודות היווצרותה והתפתחותה של מערכת השמש שלנו בפרט. לטלסקופ האבל תרומה חשובה להבנת פעולתן של סופרנובות והמבנה המורכב של שרידיהן – ערפיליות. תחום נוסף שבו יש לטלסקופ האבל תרומה חשובה הוא אִפיון וחקר התפרצויות גאמא' ובעזרתו אפשר היה למדוד בדיוק רב את עוצמתן ואת מיקומן. למרות שלא תוכנן לכך, הטלסקופ מהווה גם כלי עזר חשוב בגילוי כוכבי לכת מחוץ למערכת השמש (פלנטות אֶקסטרָה־סוֹלָריות).

בעיני רבים, ערכו של טלסקופ החלל האבל חורג מההישגים המדעיים שלו – תמונותיו המרהיבות מתפרסמות בציבור הרחב והן בעלות ערך אסתטי ואמנותי רב – ומעוררות עניין (אף שכשמדובר בפרסומים המוניים מופיעות לעתים גם אגדות אורבניות וסתם הטעיות…).

ביום הולדתו ה־25, ממשיך האבל לעבוד ומחליפו העתידי, טלסקופ החלל ג'יימס ווב (JWST – James Webb Space Telescope) הולך ונבנה בימים אלה במתקני במרכז החלל גודארד של נאס"א.