Hubble-Weltraumteleskop (HST), das erste hochentwickelte optische Observatorium, das in die Erdumlaufbahn gebracht wurde. Die Erdatmosphäre verdeckt die Sicht der Bodenastronomen auf Himmelsobjekte, indem sie Lichtstrahlen von ihnen absorbieren oder verzerren. Ein im Weltraum stationiertes Teleskop befindet sich jedoch vollständig über der Atmosphäre und empfängt Bilder mit viel größerer Helligkeit, Klarheit und Detailgenauigkeit als bodengestützte Teleskope mit vergleichbarer Optik.
Nachdem der US-Kongress 1977 seinen Bau genehmigt hatte, wurde das Hubble-Weltraumteleskop (HST) unter der Aufsicht der National Aeronautics and Space Administration (NASA) der Vereinigten Staaten gebaut und nach Edwin Hubble, dem führenden amerikanischen Astronomen der USA, benannt 20. Jahrhundert. Die HST wurde am 25. April 1990 von der Besatzung des Space Shuttles Discovery in eine Umlaufbahn von etwa 600 km über der Erde gebracht.
Das HST ist ein großes reflektierendes Teleskop, dessen Spiegeloptik Licht von Himmelsobjekten sammelt und es in zwei Kameras und zwei Spektrographen lenkt (die Strahlung in ein Spektrum trennen und das Spektrum aufzeichnen). Das HST verfügt über einen 2,4-Meter-Primärspiegel, einen kleineren Sekundärspiegel und verschiedene Aufzeichnungsinstrumente, die sichtbares, ultraviolettes und infrarotes Licht erfassen können. Das wichtigste dieser Instrumente, die Weitfeld-Planetenkamera, kann entweder Weitfeld- oder hochauflösende Bilder der Planeten sowie von galaktischen und extragalaktischen Objekten aufnehmen. Diese Kamera wurde entwickelt, um Bildauflösungen zu erzielen, die zehnmal höher sind als die des größten erdgestützten Teleskops. Eine Kamera mit schwachen Objekten kann ein Objekt 50-mal schwächer erkennen als alles, was von einem bodengestützten Teleskop beobachtet werden kann. Ein schwacher Objektspektrograph sammelt Daten über die chemische Zusammensetzung des Objekts. Ein hochauflösender Spektrograph empfängt das ultraviolette Licht entfernter Objekte, das aufgrund der atmosphärischen Absorption die Erde nicht erreichen kann.
Ungefähr einen Monat nach dem Start stellte sich heraus, dass der große Primärspiegel des HST aufgrund fehlerhafter Testverfahren des Spiegelherstellers in die falsche Form geschliffen worden war. Der resultierende optische Defekt, die sphärische Aberration, führte dazu, dass der Spiegel eher unscharfe als scharfe Bilder erzeugte. Das HST entwickelte auch Probleme mit seinen Gyroskopen und mit seinen Solarstromanlagen. Am 2. und 13. Dezember 1993 versuchte eine Mission des NASA-Space Shuttles Endeavour, das optische System des Teleskops und andere Probleme zu beheben. In fünf Weltraumspaziergängen ersetzten die Shuttle-Astronauten die Weitfeld-Planetenkamera des HST und installierten ein neues Gerät mit 10 winzigen Spiegeln, um die Lichtwege vom Primärspiegel zu den anderen drei wissenschaftlichen Instrumenten zu korrigieren. Die Mission erwies sich als uneingeschränkter Erfolg, und die HST begann bald, ihr volles Potenzial auszuschöpfen, und lieferte spektakuläre Fotos verschiedener kosmischer Phänomene.
Drei nachfolgende Space-Shuttle-Missionen in den Jahren 1997, 1999 und 2002 reparierten die Gyroskope des HST und fügten neue Instrumente hinzu, darunter ein Nahinfrarotspektrometer und eine Weitfeldkamera. Die letzte Space-Shuttle-Mission zur Wartung des HST, die die Installation einer neuen Kamera und eines Ultraviolett-Spektrographen vorsieht, wurde 2009 gestartet. Das HST soll mindestens bis 2020 betriebsbereit sein. Danach soll es durch das James Webb ersetzt werden Weltraumteleskop, ausgestattet mit einem Spiegel, der siebenmal größer ist als der des HST.
Die Entdeckungen des HST haben die Astronomie revolutioniert. Die Beobachtung von Cepheid-Variablen in nahe gelegenen Galaxien ermöglichte die erste genaue Bestimmung der Hubble-Konstante, der Expansionsrate des Universums. Das HST fotografierte junge Sterne mit Scheiben, die schließlich zu Planetensystemen werden. Das Hubble Deep Field, ein Foto von etwa 1.500 Galaxien, enthüllte die galaktische Evolution über fast die gesamte Geschichte des Universums. Innerhalb des Sonnensystems wurde das HST auch verwendet, um Hydra und Nix, zwei Monde des Zwergplaneten Pluto, zu entdecken.
