NASA's Hubble-ruimtetelescoop is weer in bedrijf, het heelal van dichtbij en veraf verkennen. De wetenschappelijke instrumenten zijn weer volledig operationeel, na herstel van een computerafwijking die de waarnemingen van de telescoop meer dan een maand opschortte.

Wetenschapswaarnemingen zijn zaterdagmiddag hervat, 17 juli. De doelen van de telescoop van afgelopen weekend waren onder meer de ongewone sterrenstelsels die in de bovenstaande afbeeldingen worden getoond.

"Ik ben opgewonden om te zien dat Hubble zijn oog weer op het universum heeft gericht, opnieuw het soort beelden vast te leggen dat ons al tientallen jaren intrigeert en inspireert, " zei NASA-beheerder Bill Nelson. "Dit is een moment om het succes te vieren van een team dat echt toegewijd is aan de missie. Door hun inspanningen, Hubble zet zijn 32e jaar van ontdekking voort, en we zullen blijven leren van de transformationele visie van het observatorium."

Deze momentopnames, uit een programma onder leiding van Julianne 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 initiële doelen voor Hubble waren bolvormige sterrenhopen en aurorae op de reuzenplaneet Jupiter.

Hubble's payload-computer, die de wetenschappelijke instrumenten aan boord van het observatorium controleert en coördineert, stopte plotseling op 13 juni. Toen de hoofdcomputer geen signaal van de payloadcomputer ontving, het plaatste Hubble's wetenschappelijke instrumenten automatisch in de veilige modus. Dat betekende dat de telescoop geen wetenschap meer zou doen terwijl missiespecialisten de situatie analyseerden.

Het Hubble-team ging snel te werk om te onderzoeken wat er mankeerde aan het observatorium, die ongeveer 340 mijl (547 kilometer) boven de aarde draait. Werkend vanuit missiecontrole bij NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland, evenals op afstand vanwege COVID-19-beperkingen, ingenieurs werkten samen om de oorzaak van het probleem te achterhalen.

Complicerende zaken, Hubble werd gelanceerd in 1990 en observeert het universum al meer dan 31 jaar. Om een ​​telescoop uit de jaren 80 te repareren, het team moest putten uit de kennis van het personeel uit zijn lange geschiedenis.

Hubble-alumni keerden terug om het huidige team te ondersteunen bij het herstel, tientallen jaren missie-expertise uitlenen. Gepensioneerd personeel dat hielp bij het bouwen van de telescoop, bijvoorbeeld, kende de ins en outs van de unit Science Instrument en Command &Data Handling, waar de payloadcomputer zich bevindt:essentiële expertise voor het bepalen van de volgende stappen voor herstel. Andere voormalige teamleden hielpen een handje door het originele papierwerk van Hubble te doorzoeken, het opduiken van 30- tot 40 jaar oude documenten die het team zouden helpen een pad voorwaarts uit te stippelen.

"Dat is een van de voordelen van een programma dat al meer dan 30 jaar loopt:de ongelooflijke hoeveelheid ervaring en expertise, " zei Nzinga Tull, Hubble system anomaly response manager bij Goddard. "Het was nederig en inspirerend om met zowel het huidige team als degenen die naar andere projecten zijn overgestapt, in contact te komen. Er is zoveel toewijding aan hun mede-Huble-teamgenoten, het observatorium, en de wetenschap waar Hubble bekend om staat."

Samen, nieuwe en oude teamleden werkten zich een weg door de lijst met mogelijke boosdoeners, proberen het probleem te isoleren om ervoor te zorgen dat ze een volledige inventaris hebben voor de toekomst waarvan de hardware nog steeds werkt.

Aanvankelijk, het team dacht dat het meest waarschijnlijke probleem een ​​verslechterende geheugenmodule was, maar het overschakelen naar back-upmodules loste het probleem niet op. Het team heeft vervolgens tests ontworpen en uitgevoerd, waarbij voor de eerste keer in de ruimte Hubble's back-up payload-computer werd ingeschakeld, om te bepalen of twee andere componenten verantwoordelijk kunnen zijn:de Standard Interface-hardware, die de communicatie tussen de centrale verwerkingsmodule van de computer en andere componenten overbrugt, of de centrale verwerkingsmodule zelf. Het aanzetten van de back-upcomputer werkte niet, echter, het elimineren van deze mogelijkheden, ook.

Het team ging toen verder om te onderzoeken of andere hardware de schuld had, inclusief de Command Unit/Science Data Formatter en de power control unit, die is ontworpen om een ​​constante spanningstoevoer naar de hardware van de payloadcomputer te garanderen. Echter, het zou ingewikkelder zijn om een ​​van deze problemen aan te pakken, en riskanter voor de telescoop in het algemeen. Om over te schakelen naar de back-upeenheden van deze componenten, zouden ook verschillende andere hardwareboxen moeten worden omgeschakeld.

"De schakelaar vereiste 15 uur ruimtevaartuigen vanaf de grond. De hoofdcomputer moest worden uitgeschakeld, en een back-upcomputer in veilige modus nam tijdelijk het ruimtevaartuig over. Er moesten ook verschillende dozen worden aangezet die nog nooit eerder in de ruimte waren aangezet, en andere hardware hadden hun interfaces nodig, " zei Jim Jeletic, Hubble plaatsvervangend projectmanager bij Goddard. "Er was geen reden om aan te nemen dat dit allemaal niet zou werken, maar het is de taak van het team om nerveus te zijn en te bedenken wat er allemaal mis kan gaan en hoe we dat kunnen compenseren. 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 is het team zorgvuldig en systematisch te werk gegaan. Gedurende de volgende twee weken, meer dan 50 mensen werkten om te beoordelen, update, en bekijk de procedures om over te schakelen naar back-uphardware, testen ze op een high-fidelity simulator en houden een formele beoordeling van het voorgestelde plan.

Tegelijkertijd, het team analyseerde de gegevens van hun eerdere tests, en hun bevindingen wezen op de Power Control Unit als de mogelijke oorzaak van het probleem. Op 15 juli, ze maakten de geplande overstap naar de back-upkant van de eenheid Wetenschapsinstrumenten en Command &Data Handling, die de back-up Power Control Unit bevat.

De overwinning kwam rond 23.30 uur. EDT 15 juli toen het team vaststelde dat de overstap succesvol was. De wetenschappelijke instrumenten werden vervolgens in operationele status gebracht, and Hubble began taking scientific data once again on July 17. Most observations missed while science operations were suspended will be rescheduled.

This is not the first time Hubble has had to rely on backup hardware. Het team voerde een soortgelijke omschakeling uit in 2008, returning Hubble to normal operations after another part of the Science Instrument and Command &Data Handling (SI C&DH) unit failed. Hubble's final servicing mission in 2009—a much-needed tune-up championed by former U.S. Senator Barbara Mikulski—then replaced the entire SI C&DH unit, greatly extending Hubble's operational lifetime.

Since that servicing mission, Hubble has taken more than 600, 000 observations, bringing its lifetime total to more than 1.5 million. Those observations continue to change our understanding of the universe.

"Hubble is in good hands. The Hubble team has once again shown its resiliency and prowess in addressing the inevitable anomalies that arise from operating the world's most famous telescope in the harshness of space, " said Kenneth Sembach, director of the Space Telescope Science Institute (STScI) in Baltimore, Maryland, which conducts Hubble science operations. "I am impressed by the team's dedication and common purpose over the past month to return Hubble to service. Now that Hubble is once again providing unprecedented views of the universe, I fully expect it will continue to astound us with many more scientific discoveries ahead."

Hubble has contributed to some of the most significant discoveries of our cosmos, inclusief de versnelde uitdijing van het heelal, de evolutie van sterrenstelsels in de tijd, en de eerste atmosferische studies van planeten buiten ons zonnestelsel. Its mission was to spend at least 15 years probing the farthest and faintest reaches of the cosmos, and it continues to far exceed this goal.

"The sheer volume of record-breaking science Hubble has delivered is staggering, " zei Thomas Zurbuchen, associate administrator of NASA's Science Mission Directorate. "We have so much to learn from this next chapter of Hubble's life – on its own, and together with the capabilities of other NASA observatories. I couldn't be more excited about what the Hubble team has achieved over the past few weeks. They've met the challenges of this process head on, ensuring that Hubble's days of exploration are far from over."