STS-125: Letzte Hubble-Wartungsmission vor dem Start

astronews.com Redaktion

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Am kommenden Montag soll es endlich soweit sein: Die Raumfähre Atlantis wird zur fünften und letzten Wartungsmission zum Weltraumteleskop Hubble starten. Während fünf Außenbordeinsätzen soll Hubble fit für die nächsten Jahre gemacht werden. Die Mission war von der NASA nach der Columbia-Katastrophe bereits gestrichen, dann aber wieder auf den Flugplan genommen worden. (6. Mai 2009)

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Joerschi

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Mal eine ganz laienhafte Frage:

Bis auf den Spiegel werden quasi alle leistungsbringenden Teile am Teleskop getauscht.
Wäre es nicht effizienter Hubble einzupacken und stattdessen ein leistungsfähigeres Teleskop an der gleichen Stelle aus dem "Kofferraum" zu holen und auszusetzen? :D
Wenn man eh schon mal dort ist...

Ist das ne reine Kostenfrage? (also Entwurf und Herstellung komplett neues Design eines Ersatzteleskops im Vergleich zu den Shuttlemissionskosten und wissenschaftlicher Ausbeute)

PS: ich will jetzt nichts von L1, L2 & Co hören ;). Ist mir auch klar, dass es dort noch effizienter ist - es geht hier um die Position im Raum, wo Hubble liegt...
 

northcup

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Ich kann nur tausendmal Danke sagen, fuer diese Entscheidung der NASA. Hubble - und all die Menschen, die dahinter stecken - haben ein Riesentor fuer die Menschheit aufgestossen und zumindest mein Leben unglaublich bereichert. Es ist eine Gnade, in dieser spannenden Zeit leben zu duerfen. Hubble steht als Grundstein fuer ein neues Verstaendnis der Welt. Es ist Initialzuendung fuer viele weitere spannende Missionen.

Hubble for President
Klaus
 

Orbit

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Joerschis Frage ging mir auch durch den Kopf. Hab sie mir dann selbst mit der Vermutung beantwortet, dass die wohl schon Kostenberechnungen angestellt haben und dabei heraus gekommen sein muss, dass nicht die ganzen Kosten unter Denkmalsschutz abgebucht werden müssen. Etwas mehr darüber wissen möchte ich aber auch.
Orbit
 

TomTom333

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zumal ein 2. Spiegel schon fertig in Deutschland steht.
Den, den das Teleskop hat, ist schon von Anfang an Schrott gewesen.
Aber wer soll uns darueber Auskunft geben???
 

Orbit

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Den den das Teleskop hat ist schon von Anfang an Schrott gewesen.
Tom
Hat Nicolier den vor Jahren nicht ausgewechselt?
Orbit
P.S. Fieberst Du heute Nachmittag bei Lettland-Kanada auch mit? :)
 
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TomTom333

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Hei all!

Orbit, ich habe das Spiel nicht verfolgt.
Bin doch Fußballfan von Borussia Möchengladbach und da hab ich zur Zeit nix zu lachen!

So jetzt abr mal zum Thema.
Bei der Herstellung von Hubble wurden 2 Spiegel hergestellt.
Zitat Wiki:
......der Bau des Spiegels wurde der Perkin-Elmer Corporation in Danbury (Connecticut) übertragen. Damit waren die Mitbieter Boeing Aerospace und Martin Marietta (Satellit) sowie Itek (Spiegel) aus dem Rennen.
Wegen der Bedeutung des HST gab die NASA zwei Spiegel in Auftrag – für den Fall, dass einer beschädigt wurde, hatte man den anderen als Ersatz. Corning Glass Works in Corning (New York) stellte zwei identische Rohlinge her. Jeder hatte einen Durchmesser von 2,47 Meter, war 33 Zentimeter hoch und wog 1,1 Tonnen. Einen Spiegel erhielt Perkin-Elmer, der andere wurde an die Eastman Kodak Company in Rochester (New York) geliefert. Die weitere Verarbeitung sowie die Montage der beiden Teleskophalterungen lagen in der Verantwortung von Kodak und Perkin-Elmer. Beide Firmen gingen an ihren Auftrag unterschiedlich heran: während Kodak nach herkömmlicher Art arbeitete, wandte man in Connecticut mit laserunterstütztem Schleifen ein innovatives Verfahren an. Obwohl der Spiegel von Kodak augenscheinlich besser geeignet war, wurde er nicht verwendet.........
.....Wie sich bald herausstellte, war der Hauptspiegel des Teleskops falsch geschliffen. Dies lag an einer unbemerkt gebliebenen abgeplatzten Farbschicht unter einer Befestigungsschraube an der Testeinrichtung (einem sogenannten Nullkorrektor), mit der die computergesteuerten Schleifmaschinen kalibriert wurden, indem nach jedem Schleifgang der Spiegel vermessen wurde und aufgrund der ermittelten Daten der weitere Schleifvorgang programmiert wurde. Der Spiegel hatte zum Rand hin eine Abweichung von 2,5 µm, die zu deutlichen Bildfehlern („sphärischer Aberration“) führte. Eine nachträgliche Korrektur erfolgte durch das COSTAR-Spiegelsystem, da der Fehler rekonstruiert werden konnte und der Spiegel sehr genau in dieser falschen Form positioniert wurde.
Zitat ENDE

Da der eingebaute Spiegel defekt war (ist) baute mann... Zitat:
Das Corrective Optics Space Telescope Axial Replacement (COSTAR) wurde 1993 durch die Besatzung von STS-61 in das Hubble-Weltraumteleskop (HST) eingebaut. COSTAR ist kein eigentliches wissenschaftliches Instrument, sondern ein optisches Gerät zur Korrektur des Bildfehlers des Teleskops für die Instrumente des HST. COSTAR wurde anstelle des High Speed Photometer (HSP) eingebaut und korrigierte den Fehler (sphärische Aberration) des HST-Hauptspiegels.
Zitat ENDE

Der Schweizer Nicollier machte dann folgendes:
STS 103 1999
Beim zweiten Ausstieg am 23. Dezember (8 Stunden und 10 Minuten) wechselten Foale und Nicollier den Bordcomputer des Teleskops aus. Der betagte 386er (mit 387er Koprozessor) wurde durch einen zwanzigfach schnelleren 486er ersetzt. Außerdem wurde ein 280 kg schwerer Leitsensor ausgetauscht. Mit ihm wird die Orientierung des Satelliten im Weltraum mit hoher Genauigkeit gemessen. Der Satellit verfügt insgesamt über drei solcher Sensoren.
Zitat ENDE

Der Haupspiegel ist das einzige nichtausgetauschte Teil im jetzigen Hubble!!!!
Man kann ihn auch nicht austauschen, da man das Teleskop komplett zerlegen müsste.

Warum aber mit dem 2. Spiegel nicht ein neues hochgebracht wird ?????? ist immer noch die Frage.
Der Spiegel soweit ich mich an eine DVD Doku erinnere steht bzw. liegt irgendwo in der nähe von Karlsruhe.......

Aber wer will uns auf diese Frage eine Antwort geben?
 
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Lina-Inverse

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Joerschis Frage ging mir auch durch den Kopf. Hab sie mir dann selbst mit der Vermutung beantwortet, dass die wohl schon Kostenberechnungen angestellt haben und dabei heraus gekommen sein muss, dass nicht die ganzen Kosten unter Denkmalsschutz abgebucht werden müssen.
Orbit, schau mal hier, Abschnitt "Hubble - Ein Beispiel für die Kosten" (und die dort verlinkte Hubble Origins Probe).
Demnach ist die Wartung von Hubble, rein ökonomisch betrachtet, Wahnsinn. Die Gründe warum man es trotzdem macht vermute ich darin das man das Projekt mit dem Shuttle geplant hatte (auswechselbare Instrumente) und das die Serviemissionen wohl kaum aus dem gleichen Budget gezahlt werden, wie die eigentlich Hubble-Mission. Ich fasse es als typischen "Behördeneffekt" auf - was juckts mich was die andere Abteilung zahlt ;)

Gruss
Michael
 

Joerschi

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Also zuzutrauen wäre den Verantwortlichen solche Erbsenzählerei ja, aber ich kann nicht wirklich glauben, dass dies der wahre Grund ist.

Die vielfache höhere und auch maßgebliche wissenschaftliche Ausbeute wäre einem Wissenschaftler schon lange ins Auge "gesprungen". Da hätte es schon lange Diskussionen drüber gegeben. Ganz besonders, weil man dann Folgeprojekte argumentativ erheblich leichter auf die lange Bank hätte schieben können (aus "Beamtensicht" gesehen).

Ich denke, es wird irgendein technisches Problem dahinter stehen.
Womöglich ist die Shuttleladebucht ja zu klein für einen mindestens ebenso großen Tubus mit eingebauten Spiegel? Das setzt natürlich wieder voraus, dass man nicht alle Einzelteile nacheinander oben zusammenbauen kann oder der Tubus unbedingt eine starre Vorrichtung sein muss.

So eine Art TPF oder Gaia in Kleinformat (wenn auch nur im Erdorbit) würde imo problemlos zusammengepackt da rein passen, aber die Leistungsfähigkeit dennoch zigfach übertreffen....
Vom der Größe her sollten sogar die Original-Gaia-Abmessungen für die Shuttleladebucht reichen (wenn man mal bedenkt, was für sperrige Teile damit zur ISS geschafft werden):

http://de.wikipedia.org/wiki/Gaia_(Satellit)
Zitat: "Wenn sich die Solarzellen entfaltet haben, wird Gaia einen Durchmesser von elf Metern haben. Die Nutzlast-Kuppel hat einen Durchmesser von ungefähr drei Metern und eine Höhe von zwei Metern. Die Versorgungseinheit hat ebenfalls drei Meter Durchmesser und einen Meter Höhe...."

Als Vergleich die Abmaße des viel größeren ISS-Moduls Columbus:

  • Länge: 6,871 m
  • Äußerer Durchmesser: 4,477 m
  • Innerer Durchmesser: 4,215 m
  • Raumvolumen: 75 m³

Es ist ein Rätsel... :confused:

Vielleicht können ja Bynaus, Mac & Co weiterhelfen.
 

Joerschi

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Das mag ja intern bei der NASA oder ganzen amerikanischen Behördeninstitution stimmen. Aber denkst du nicht, dass da schon von irgendwo extern was gekommen wäre?

Wenn schon nicht ESA & Co, dann aber Tausende Wissenschaftler. Da sind wir doch nicht die Einzigen, welche drauf kommen. Die Frage steht ja vor jeder neuen Mission offen und für jeden auf der guten weiten Welt leicht nachvollziebar im Raum. Ich bin da jetzt einfach mal Idealist und sage, die Sache wird keinesfalls rein mit Verwaltungsspitzfindigkeiten zu erklären sein.
 
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Lina-Inverse

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Joerschi, das wusste man ja nicht von Anfang an. Als Hubble geplant wurde, ging man noch davon aus das sich die Startkosten durch das Shuttle reduzieren liessen. Die Erste Servicemission + Korrekturoptik war ja so auch nicht geplant, sondern musste erzwungenermassen stattfinden weil Hubble sonst unbrauchbar gewesen wäre.
Zu diesem Zeitpunkt (1990/91) nachdem man den Fehler entdeckt hat, wäre ein Kurswechsel möglich gewesen (Nachbau statt Reparatur). Dafür das man sich dennoch für die Reparatur entschieden hat gibt es sicher mehrere Gründe - einmal hat man Hubble ja extra dafür konstruiert, zum anderen ist es immer leichter Geld für die Weiterführung eines laufenden Projektes zu kriegen als für ein neues. Es wäre für die NASA (als ganzes) auch äusserst ungeschickt gewesen nun den Neubau anzustreben, denn wenn man die Reparatur mit den Shuttle nicht durchgeführt hätte, wäre sowohl das Shuttle als auch das wartbare Konzept von Hubble in Frage gestellt worden. Das hätte sich auf das NASA-Budget negativ auswirken können (das wird nämlich von der Politik festgelegt und kann sich ziemlich schlagartig je nach Stimmungslage ändern). Ausserdem wäre der Nachbau zu dem Zeitpunkt ja etwa gleich teuer gewesen.
Und zu den späteren Zeitpunkten stellte sich immer die Frage wie oft und wie lange die Hubble-Mission überhaupt noch verlängert wird. Es war keineswegs von Anfang an sicher das das Ding 20 Jahre in Betrieb bleibt.

Kurzum, berücksichtige den historischen Kontext und die speziellen Eigenheiten der NASA-Finanzierung. Dann wird auch klar warum sich niemand beschwert. Hinterher ist man eben immer schlauer.

Gruss
Michael
 

Joerschi

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Hi Lina-Inverse,

das sehe ich etwas anders (oder habe es falsch aufgefasst).
Das Hubble anfangs Probleme hatte und die ersten 2-3 Servicemissionen auf die Beseitigung bzw. Aktualisierung mit neuer Technik ausgerichtet waren, ist klar. Um die geht es aber gar nicht. Der historische Kontext hört hier also auf.
Mittlerweile haben wir den 5. Shuttle-Flug zu Hubble, nur um wieder ein Liftung durchzuführen. Hier würde eine jüngere "Ausgabe" viel effizienter sein.

Wenn wir uns aber schon nur auf betriebswirtschaftliche und politische Gründe stürzen wollen:
Was konkret spricht den von NASA-Seite dagegen, ein anderes wartbares Teleskop in den Orbit zu bringen? Neuer Spiegel, neueste Technik, neueste Grundlagen des Grundgerüstaufbaus im Allgemeinen.
Die möglichen (aber imo geringen) Mehrkosten eines Neubaus (Konzepte liegen ja genug vor und so kann man für einen TFT-Aufbau schon mal ne Generalprobe machen) sollten sich schnell amortisieren - wenn man sowas überhaupt der wissenschaftlichen Ausbeute gegenübersetzen kann.
Das Ganze kann im Hinblick auf spätere größere Projekte problemlos ebenfalls als "wartbares" Konzept aufgebaut werden, um weitere Flüge dahin durchzuführen. Damit wären dann auch weitere Finanzierungen gesichert, denn man hat ja den Aufschrei Wissenschaftsgemeinde deutlich vernommen, als Hubble vorerst ohne Ersatz eingemottet werden sollte. Irgendein Teleskop soll es also immer da oben geben und da stellt sich einfach die Frage, warum kein Neues dahin plaziert wird.

Natürlich war nicht geplant, das Teleskop 20 Jahre in Betrieb zu halten. Warum geht man dann aber mit jetzt neuester Technik fließend damit über, an gleicher Stelle wieder ein "wartbares" Teleskop zu verwenden? In den Budgetplanungen sehe ich da keinen Unterschied.
 

Bernhard

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Hallo zusammen,

ich denke auf eure Frage, warum die Hubble-Optik nicht ausgetauscht wird, gibt es eine sehr einfache und bekannte Antwort: Never touch a running system. Stellt euch nur mal vor, die NASA treibt das Geld für die Komplettrenovierung auf und dann geht dabei etwas schief. Das Musterprojekt, der Hauptmotivator und der Werbeträger schlechthin wäre auf längere Zeit hin komplett ruiniert und das würde sicherlich sehr massive, personelle Konsequenzen nach sich ziehen. Auf der anderen Seite ist 2014 ja eh Schluss mit Hubble. Von daher wäre es, gemäß meiner Meinung, nicht wirklich dramatisch abgesehen von diversen Gewöhnungseffekten...

Ich persönlich würde mir von Hubble sowieso nur noch eine "langbelichtete" Aufnahme vom Eulennebel M97 wünschen. Danach kann es sich gerne an der Erdatmosphäre "aufreiben". Will sagen "Good luck to Herschel and Planck" für den nächsten Donnerstag...
mfg
 
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Lina-Inverse

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Hallo Joerschi,

ich bin nicht sicher ob wir uns richtig verstehen oder irgendwie aneinander vorbei reden.
... die ersten 2-3 Servicemissionen auf die Beseitigung bzw. Aktualisierung mit neuer Technik ausgerichtet waren, ist klar. Um die geht es aber gar nicht. Der historische Kontext hört hier also auf.
Das was ich unter historischem Kontext verstehe umfasst die Tatsache das das Shuttle eine zentrale Rolle sowohl im Finanzhaushalt als auch in den Aktivitäten der NASA einnimmt, plus die extreme Abhängigkeit des NASA-Budgets von der politischen Stimmungslage. Für mich ist dieser "Kontext" seit dem Ende des Apollo-Programms praktisch unverändert gegeben.

Mittlerweile haben wir den 5. Shuttle-Flug zu Hubble, nur um wieder ein Liftung durchzuführen. Hier würde eine jüngere "Ausgabe" viel effizienter sein.
Ja und nein. Ein Neubau wäre sinnvoll, wenn man 1.) keine Neuentwicklung betreibt (diese würde wieder Kosten verursachen) sondern nur kleine evolutionäre Verbesserungen vornimmt und 2.) auf das Shuttle als Trägersystem verzichten würde (da die Startkosten für das Shuttle mindestens beim 3-fachen eines Raketenstarts liegen. Des weiteren kann das Shuttle ein "Hubble 2" nicht auf eine höhere Bahn bringen, da dazu eine zusätzliche Oberstufe nötig wäre (Oberstufen für Shuttle-Nutzlasten kommen aus Sicherheitsgründen aber nicht in Frage).
Einfach nur ein Hubble nachbauen und mit dem Shuttle hochbringen wäre vermutlich geringfügig teurer als das vorhandene zu reparieren und angesichts dessen das die Finanzierung für Hubble für den Zeitraum nach 2014 nicht gesichert ist wohl nicht genehmigungsfähig. Da kommen wir wieder zur Politik - die NASA muss ihr Budget im voraus planen und kann nicht einfach ein neues Projekt einführen - dafür hat sie kein frei verfügbares Geld. Sie kann nicht einfach Hubble-1 beenden und die Gelder in Hubble-2 investieren. Soviel Entscheidungshoheit hat sie nicht. Ohne Unterstützung aus der Politik (Präsident u/o Kongress) ist da nichts zu machen.
Was konkret spricht den von NASA-Seite dagegen, ein anderes wartbares Teleskop in den Orbit zu bringen? Neuer Spiegel, neueste Technik, neueste Grundlagen des Grundgerüstaufbaus im Allgemeinen.
Die möglichen (aber imo geringen) Mehrkosten eines Neubaus (Konzepte liegen ja genug vor und so kann man für einen TFT-Aufbau schon mal ne Generalprobe machen) sollten sich schnell amortisieren - wenn man sowas überhaupt der wissenschaftlichen Ausbeute gegenübersetzen kann.
Siehe oben - das darf die NASA nicht einfach so. Ein wartbarer Neubau wäre doch auch nur alter (teurer) Wein in neuen Schläuchen. Genau das hat doch das vorhandene Hubble letztendlich über die Jahre so teuer gemacht. Und zum jetzigen Zeitpunkt wäre es noch unsinniger, schliesslich sollen die Shuttles schon bald ausgemustert werden - womit soll man denn dann das schöne neue Teleskop warten? Auf eine höhere Bahn könnte man es auch nicht bringen, dann könnte man es ja mit dem Shuttle nicht mehr erreichen.
Ein ganz neues Projekt Hubble-2 ohne Shuttle und Wartung hingegen müsste die NASA auch ganz neu politisch durchsetzen. Die Chancen dafür schätzt die NASA wohl nicht gut ein, sonst würde sie das versuchen.

Die bei Hubble angefallenen Kosten sind, und das ist das perfide, eben eigentlich gar nicht Hubble geschuldet. Ein grosser Teil entfällt auf die nicht einhaltbaren Erwartungen an das Shuttle und das man so lange am Shuttle festgehalten hat. Das wiederum ist rein politisch bedingt und fällt nur zum Teil in die Verantwortung der NASA selbst.

Die Abschätzung die ich im ersten Post verlinkt hatte, ist eben in dieser Hinsicht total unrealistisch - Sie geht nämlich von einem Einsatz der Finanzen rein basierend auf wissenschaftlichem Return aus - genau DAS entspricht eben nicht der Realität. So zutreffend wie die Abschätzung in technscher Hinsicht auch sein mag, so unrealisierbar ist sie eben unter den vorhandenen Rahmenbedingungen. Orbit weiss das und wunderte sich daher über nichts^^

Auch wenn es etwas vom Thema abgeht, empfehle ich dir einmal den Columbia Accident Investigation Report, Volume I zu lesen (ca. 500 Seiten), er enthält eine gute Zusammenfassung der historischen Gegebenheiten die dazu geführt haben das das Shuttle heute da steht wo es steht. Danach siehst du einiges mit anderen Augen :) Das Shuttle ist mitnichten das was sich die NASA ursprünglich vorgestellt hat.

Gruss
Michael
 
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