Hubble: anche i telescopi invecchiano

Manca meno di un mese al 31º anniversario dal suo lancio e il telescopio Hubble inizia a mostrare i segni dell’età. Lo scorso 7 marzo erano emersi alcuni problemi hardware che avevano creato le condizioni per attivare la modalità provvisoria di funzionamento. Gli specialisti a Terra sono riusciti a ripristinare la piena operatività del telescopio sei giorni dopo, ma gli sforzi messi in atto hanno rivelato altri due problemi.

Hubble fu lanciato il 24 aprile 1990 e nel corso dei suoi primi anni di vita il suo futuro apparve incerto. Un difetto nella costruzione dello specchio principale provocava un elevato degrado della qualità delle immagini tale da annullare il vantaggio che si ha nell’osservare l’universo senza il filtro dell’atmosfera terrestre, rendendo il telescopio di fatto poco più che inutile. Tre anni dopo, nel 1993, sette astronauti furono inviati a bordo di uno Space Shuttle per riparare ciò che poteva essere riparato. Per farlo eseguirono cinque attività extraveicolari nell’arco di undici giorni: una delle operazioni spaziali più complesse della storia.

Da quel momento gli occhi di Hubble si aprirono sull’Universo in un modo che mai era stato possibile in precedenza. Ogni anno gli specialisti di ESA/NASA che se ne occupano ricevono oltre mille proposte di utilizzo da gruppi di ricerca di tutto il mondo, e di queste vengono selezionate le 250 richieste che più valgono l’investimento in tempo di osservazione.

La principale ragione di tanto interesse è che trovarsi al di fuori dell’atmosfera terrestre significa evitare la distorsione che le turbolenze atmosferiche inducono nei segnali luminosi che vengono dal cielo, dalle stelle, dai pianeti e dalle galassie lontane. Queste distorsioni pongono un limite a tutti i telescopi terrestri, a prescindere dalle loro dimensioni, e da Terra questo limite non è facilmente superabile se non tramite tecnologie estremamente complesse e avanzate.

Tornando invece ai nostri giorni, il bug software che il 7 marzo ha attivato la modalità provvisoria proveniva dal computer principale del telescopio. All’inizio di quest’anno, gli specialisti a Terra avevano caricato una nuova versione software sul computer principale per compensare le fluttuazioni rilevate in uno dei giroscopi di Hubble. I giroscopi sono importantissimi strumenti necessari per governare l’assetto di qualsiasi veicolo spaziale. Nel caso di Hubble rilevano la direzione e la velocità del movimento del telescopio quando viene guidato nel puntamento di galassie, stelle e pianeti distanti per raccogliere dati scientifici e immagini.

Paul Hertz, capo della divisione astrofisica della NASA, ha affermato che il nuovo software è stato progettato per consentire a Hubble di virare e/o spostarsi in modo più efficiente da un obiettivo scientifico a un altro mentre orbita a 550 chilometri sopra la Terra. Il software avrebbe dovuto anche mitigare un problema con il rumore scoperto in uno dei tre giroscopi funzionanti di Hubble.

Nel 2009 era stata effettuata dallo Space Shuttle Atlantis l’ultima missione di manutenzione. Gli astronauti avevano in quella occasione sostituito i sei giroscopi. Ora solo tre di essi sono ancora in funzione e Hubble ha bisogno di tutti e tre per le normali operazioni di governo dell’assetto del veicolo spaziale.

Gli ingegneri hanno elaborato nuove modalità di gestione dell’assetto del telescopio che rimarrebbe governabile anche con un solo giroscopio funzionante, ma questa modalità porrebbe molti limiti alle funzionalità di Hubble.

Gli specialisti a Terra hanno ripristinato Hubble alla piena operatività l’11 marzo dopo aver rimosso dal computer di bordo l’aggiornamento software che aveva causato l’anomalia. La NASA ha riferito che gli ingegneri aggiorneranno il codice rimosso per caricarlo nuovamente sul veicolo spaziale in futuro.

Il degrado dei giroscopi era un problema già noto, ma l’attivazione della modalità provvisoria ha rivelato anche altri problemi che inducono a pensare che Hubble sia giunto al crepuscolo della sua vita operativa.

Un problema tecnico ha coinvolto il meccanismo che muove la copertura anteriore di protezione delle ottiche del telescopio. Questa cover è rimasta aperta ma avrebbe dovuto chiudersi all’attivazione della modalità provvisoria per impedire che la luce solare potesse accidentalmente raggiungere e danneggiare le sue sensibili ottiche. Successivamente gli ingegneri hanno scoperto un allarme relativo a un’anomala tensione elettrica in uno strumento scientifico tra i più utilizzati di Hubble, la Wide Field Camera 3.

Entrambi i problemi sono probabilmente legati all’invecchiamento dell’hardware di Hubble. «Abbiamo avuto un errore del software, dopodiché abbiamo scoperto due nuovi problemi legati alla probabile obsolescenza della strumentazione installata a bordo del telescopio», ha detto Hertz in una presentazione al Comitato consultivo di astrofisica della NASA tenutasi lo scorso 15 marzo.

«Si è scoperto che l’attuatore principale della cover di protezione delle ottiche del telescopio era guasto dal 2009, quindi abbiamo spostato la funzione di chiusura e apertura sul motore ridondante, che è ancora completamente funzionante».

Hertz ha affermato che gli attuatori della cover sono parti originali della costruzione di Hubble e non sono mai stati sottoposti a manutenzione durante le cinque sessioni di manutenzione e aggiornamento effettuate con altrettante missioni dello Space Shuttle.

L’unica volta che le squadre di Terra avrebbero scoperto il guasto del motore della porta era quando quest’ultima avrebbe dovuto chiudersi. L’ultima volta che la porta si è aperta e chiusa è stata in occasione dell’ultimo volo della navetta nel 2009.

Durante gli sforzi per riattivare la Wide Field Camera 3, gli ingegneri hanno rilevato una tensione elettrica più bassa del normale all’interno dello strumento. Il problema è stato bypassato abbassando il limite di allarme relativo a quel parametro di funzionamento della telecamera.

Come per i giroscopi e per l’attuatore della cover, NASA ha stabilito che anche il problema di una tensione elettrica inferiore alla norma all’interno della Wide Field Camera 3 è associato all’età del telescopio. Gli astronauti hanno installato la telecamera su Hubble nel 2009, nel corso dell’ultima missione di manutenzione. Gli ingegneri hanno ripristinato la fotocamera in servizio il 13 marzo, riportando Hubble in piena operatività.

Il famoso telescopio spaziale Hubble è stato sviluppato dalla NASA con il contributo dell’Agenzia spaziale europea. Il suo sostituto, il James Webb Space Telescope, sarà lanciato a ottobre. Questo nuovo telescopio sarà dotato di uno specchio più grande e di una suite di strumenti scientifici più sofisticata rispetto a quella installata su Hubble. L’anno scorso, durante le celebrazioni che segnarono il 30º anniversario del lancio di Hubble, i responsabili della missione hanno affermato di aspettarsi almeno altri cinque anni di piena operatività da parte del telescopio.

Fonte: Spaceflightnow.com