با ادامهٔ مشکلاتی که برای سیستم تعیین جهت تلسکوپ فضایی هابل پیش آمده، ناسا اعلام کرده که با تغییر شیوهٔ ناوبری تلسکوپ سعی می‌کند دوره فعالیت این پیر خسته را افزایش دهد؛ تلاشی که به قیمت بروز محدودیت‌های تازه برای رصدهای علمی این ابزار تاریخ‌ساز ستاره‌شناسی صورت خواهد گرفت.
رشد و جهش‌های ما از درک جهان به‌طور مستقیم وابسته به توان ابزارهایی بوده که برای رصد و دیدن جهان و جمع‌آوری داده‌ها از آنها استفاده کرده‌ایم.
نخستین استفاده از تلسکوپ برای رصدهای نجومی انقلابی در جمع‌آوری داده‌ها از آسمان و در درک ما نه‌تنها از آسمان که از ساختار جهان رقم زد. پس از آن هر بار که توانستیم توان‌مان برای گردآوری نور در تلسکوپ‌هایمان را افزایش دهیم، یک‌باره چهره‌های تازه‌ای از جهان در برابرمان رخ نمود و بیشتر مبهوت شگفتی‌های کیهان شدیم.
با این حال، افزایش توان رصدخانه‌هایی که روی زمین قرار دارند، محدود است. سیاره ما را جو غلیظی فرا گرفته که امکان حیات ما روی این سیاره را ممکن ساخته است. بدون این جو نه‌تنها امکان تنفس و حفظ دما وجود نداشت که تابش‌های پرانرژی و پرتوهای مضر از فضا می‌توانست حیات روی سیاره آبی منظومه شمسی را به مرگ و نیستی تبدیل کند.
اما این جو حیات‌بخش درعین‌حال که باعث می‌شود بخش‌های مهمی از تابش‌های طیف الکترومغناطیس به زمین نرسد، در نور مرئی دریافتی از آسمان هم اختلال ایجاد می‌کند.
حتماً گاهی شاهد چشمک زدن ستاره‌ها بوده‌اید؛ دلیل این چشمک زدن درواقع گذر نور ستاره از لایه‌های متلاطم جو زمین است. نور این ستاره‌ها با عبور از جو زمین دچار اختلال می‌شود و هرچقدر هم که تلاش کنیم به روش‌های مختلف این اثر جوی را خنثی کنیم، درنهایت تلاش‌های ما در جایی به مرز ناممکن‌ها می‌رسد.
چشمان خود را به فضا ببریم
به دلیل همین مانعی که جو زمین بر روی کیفیت رصد از روی زمین ایجاد می‌کند، از دهه هفتاد میلادی پیشنهاد ساخت و اعزام رصدخانه‌ای به فضا مطرح شد؛ تلسکوپی بزرگ که بتواند نگاهی ژرف به اعماق کیهان بیندازد.
در سال ۱۹۷۷ میلادی کنگره ایالات متحده آمریکا بودجه اولیه برای این پروژه را تصویب کرد و گروهی از دانشمندان و محققان به رهبری لایمن اسپیتزر، که یکی از پیشگامان و مدافعان این طرح بود، اجرای این طرح را آغاز کردند. آژانس فضایی اروپا به‌عنوان شریک این پروژه به ناسا پیوست تا تلسکوپی که به یاد و بزرگداشت ادوین هابل، نخستین کاشف انبساط عالم، هابل نام گرفته بود، به پروژه‌ای جهانی بدل شود.
دهه ۱۹۸۰ سرانجام کار ساخت هابل آغاز شد، اما روند ساخت این تلسکوپ به دلیل پیچیدگی‌های فنی و مهندسی و همین‌طور مشکلاتی که در برآورد بودجه آن وجود داشت، بارها به تأخیر افتاد. فاجعهٔ انفجار شاتل فضایی چلنجر آخرین تأخیر طولانی برای آغاز این مأموریت را رقم زد تا این‌که سرانجام حدود دو دهه بعد از مطرح‌شدن طرح، در سال ۱۹۹۰ میلادی هابل آماده پرتاب شد.
چشمان نیمه‌باز هابل
تلسکوپ فضایی هابل روز ۲۴ آوریل ۱۹۹۰ (۴ اردیبهشت ۱۳۶۹) درون محفظه بار شاتل فضایی دیسکاوری سفر خود به‌سوی فضا را آغاز کرد.
آینه اصلی این تلسکوپ که وظیفه جمع‌آوری نور را بر عهده دارد، نزدیک به دو و نیم متر قطر دارد. در تلسکوپ‌ها مهم‌ترین عامل برای کیفیت تصویر همین قطر آینه اصلی است. اگرچه دو و نیم متر قطر آینه اصلی در مقایسه با آینه‌های رصدخانه‌های زمین شاید به نظر چندان بزرگ نیاید، اما وقتی در نظر بگیریم که این آینه بدون مزاحمت جو زمین می‌تواند به جمع‌آوری نور بپردازد، عملاً هیچ رصدخانه زمینی توان رقابت با آن را ندارد.
محل قرار گرفتن هابل در مداری با زاویه ۲۸ و نیم درجه نسبت به استوا و در فاصله‌ای در حدود ۵۴۰ کیلومتری سطح زمین است؛ مداری که هابل در آن حدود هر ۹۵ دقیقه یک بار زمین را دور می‌زند.
یک روز پس از پرتاب شاتل دیسکاوری، هابل در مدار قرار گرفت و پس از آزمون‌های اولیه نخستین تصاویر آزمایشی را به زمین فرستاد؛ تصاویری که تماشای آنها آه از نهاد دانشمندان و مهندسان درآورد. این آه از شگفتی نبود بلکه به دلیل اعوجاجی بود که در تصاویر مشاهده می‌شد.
بررسی‌های محققان نشان داد که خطای کوچکی در تراش آینه اصلی (در حدود یک چهارصد و پنجاهمِ یک میلی‌متر) باعث بروز این خطا شده است. این خطا می‌توانست به‌طور بالقوه هابل را به ابزاری ناکارآمد بدل کند، اما خوشبختانه هابل در مداری قابل‌دسترسی قرار داشت و آن دوران هنوز شاتل‌های فضایی در حال رفت‌وآمد به مدار زمین بودند.
تعمیر اول و چشمان کاملاً باز هابل
پس از بررسی‌ها و ارائه پیشنهادهای متفاوت، درنهایت مهندسان موفق به طراحی ابزاری شدند که بتواند این نقص را حل کند. ساخت و آماده‌سازی این ابزار حدود سه سال طول کشید تا این‌که در سال ۱۹۹۳ شاتل فضایی ایندیور عازم ملاقات با تلسکوپ فضایی هابل شد.
با نصب این ابزار و برخی به‌روزرسانی‌های دیگر، یک‌بار دیگر انتظار و دل‌شوره میان دانشمندان اوج گرفت و وقتی نخستین تصاویر به زمین رسید، بار دیگر فریاد و شگفتی بود که اتاق فرمان را پر کرد؛ این بار اما نه به دلیل مشکلی در تصاویر که به دلیل نمای خیره‌کننده‌ای که هابل مقابل چشمان ما گذاشته بود.
تلسکوپ فضایی هابل از زمان آغاز به کار در هزاران کشف ستاره‌شناسی مشارکت داشته و با ثبت تصاویری از ژرفای کیهان که به تصاویر ژرف و فراژرف هابل معروف‌اند، عمق نگاه ما به عالم را توسعه داده است. شاید کمتر ابزاری در تاریخ ستاره‌شناسی باشد که چنین نقشی در توسعهٔ علم داشته باشد.
اما هابل هم مانند هر ابزار دیگری به‌مرور زمان فرسوده می‌شد و نیازمند تعمیر بود. در سال‌های ۱۹۹۷، ۱۹۹۹ و ۲۰۰۹ مأموریت‌هایی برای تعمیر و به‌روزرسانی ابزارهای هابل صورت گرفت، اما زمانی که شاتل فضایی کلمبیا در بازگشت به زمین از بین رفت و برنامه شاتل‌های فضایی با خطر مواجه شد، آینده هابل نیز در خطر قرار گرفت. ناسا تصمیم گرفت با توجه به نقص غیرقابل رفع سپر حرارتی شاتل‌ها چند پرواز را تنها به تکمیل ایستگاه بین‌المللی فضایی اختصاص دهد و سپس شاتل را بازنشسته کند.
تلاش بی‌امان جامعه ستاره‌شناسی ناسا را راضی کرد که یک مأموریت تعمیر هابل را به برنامه آخرین پروازهای شاتل اضافه کند؛ مأموریتی که سال ۲۰۰۹ صورت گرفت و پس از آن عمر شاتل‌های فضایی نیز پایان یافت.
هابل خسته و سالخورده
حالا بیش از ۳۴ سال است که هابل به فضا رفته است. هابل برای ردیابی هدف و تنظیم جهت خود در راستای اهداف تازه، از دو مجموعه ژیروسکوپ سه‌تایی استفاده می‌کند. مدتی پیش یک مجموعه از این ژیروسکوپ‌ها از کار افتادند و هابل به سه ژیروسکوپ باقی‌مانده وابسته بود، اما در ماه‌های اخیر با از کار افتادن مکرر یکی از این ابزارها، هابل بارها به حالت امن یا Safe Mode درآمد.
بعد از بررسی‌های مکرر، مهندسان پیشنهاد کرده‌اند که برای افزایش دوام عملکرد هابل، تنظیم و جهت‌یابی آن را تنها بر عهده یک ژیروسکوپ بگذارند و دو ژیروسکوپ دیگر را به‌عنوان ذخیره نگه دارند تا با از کار افتادن یکی دیگری را جایگزین کنند.
این کار اما به این معنا است که هابل دیگر نخواهد توانست اجرامی نزدیک‌تر از مدار مریخ را رصد و پیگیری کند. این ابزار همین‌طور برای مدت‌زمان نوردهی با محدودیت و برای نشانه‌گیری به‌سوی هدف جدید زمان بیشتری نیاز دارد.
میراث ماندگار هابل
هابل درنهایت در چند سال پیش رو برای آخرین بار نگاه خود را به اعماق عالم خواهد انداخت و برای همیشه چشم بر جهان خواهد بست. اگرچه هیچ برنامه‌ای برای تعمیر آن وجود ندارد، اما ممکن است تلاشی برای بازگرداندن آن به زمین به‌صورت سالم صورت بگیرد.
نام هابل اما به‌عنوان ابزاری که دید ما را از جهان توسعه داد، در کنار ابزارهایی مانند تلسکوپ گالیله، در تاریخ باقی خواهد ماند. تلسکوپ فضایی مانند جیمز وب اگرچه با توان و قدرت بالاتری در حال رصد عالم است، اما جایگزین هابل نیست.
هنوز هزار پرسش بی‌پاسخ در انتظار داده‌های ابزارهای فضایی ما است و هنوز هزاران پرسشی که حتی از وجودشان بی‌خبریم، در انتظار رخ‌نمایی هستند.
