Kính viễn vọng Hubble được phóng vào quỹ đạo ở độ cao gần 600 km so với Trái Đất vào ngày 24 tháng 4 năm 1990. Kính Hubble được đặt theo tên của Edwin Hubble, nhà thiên văn học không gian sâu vĩ đại nhất nước Mỹ, người đầu tiên đưa ra giả thuyết vũ trụ giãn nở và dành cả cuộc đời nghiên cứu những vùng không gian xa xôi ngoài thiên hà nhỏ bé của chúng ta, đã qua đời gần 40 năm trước đó.

Đây là một đài quan trắc trong không gian, thành quả của một quá trình chuẩn bị kéo dài hơn một phần tư thế kỷ, phục vụ công tác nghiên cứu các vì sao, dải thiên hà, tinh vân, và hố đen xa xôi. Kính viễn vọng Hubble thực chất là sự tiếp nối các nghiên cứu của Hubble hơn là một đài tưởng niệm dành cho ông.

Kính viễn vọng không gian Hubble quay quanh Trái Đất vào năm 2009. Ảnh: NASA/ESA.

[...] Những người quan sát quá trình phóng của Discovery vào ngày mùa xuân ấm áp ở Florida ấy lo âu hơn thường lệ. Bốn năm trước, tàu con thoi Challenger đã phát nổ 74 giây sau khi cất cánh và toàn bộ phi hành đoàn hy sinh. Sau ba năm, các hoạt động tưởng niệm, điều tra, khắc phục và cải tổ, NASA quyết định chọn Discovery làm phương tiện cho vụ phóng đầu tiên sau vụ tai nạn đó. Ngoài mục đích chính là phục vụ khoa học, vụ phóng này, diễn ra vào tháng 9 năm 1988, còn có sứ mệnh giành lại niềm tin của công chúng. Cả nước thở phào nhẹ nhõm khi con tàu cất cánh thành công, sau đó dành bốn ngày bay quanh quỹ đạo Trái Đất và hạ cánh êm xuôi ở California.

Discovery thực hiện hai chuyến bay nữa vào tháng 3 và tháng 11 năm 1989, và nước Mỹ tin các vấn đề xảy ra với Challenger đã được giải quyết. Tuy nhiên, STS-31 vẫn là một phi vụ mang giá trị cực lớn: trong khoang hàng hóa của nó có một chiếc kính viễn vọng, do Lockheed sản xuất và trang bị dụng cụ quang học của Perkin-Elmer Corporation, ngốn 1,8 tỷ đôla ngân sách nhà nước.

Thế nên, lo âu trước và ngay cả sau khi con tàu cất cánh là rất cao và kéo dài đến hôm sau, khi phi hành đoàn sử dụng cánh tay robot của Discovery để chuyển kính viễn vọng ra khỏi khoang; cài đặt pin Mặt Trời, thiết bị viễn trắc và ăng-ten radio; bật nó lên, và cuối cùng thả cho đài quan trắc lớn đầu tiên của NASA trôi tự do trong quỹ đạo. [...] Kính Hubble, với tất cả các biến dạng quang học đã được tính tới, được kỳ vọng sẽ mang đến những phát hiện thiên văn quan trọng.

[...] Hubble chính thức đi vào hoạt động. Ánh sáng đầu tiên từ hàng triệu ngôi sao - sự kiện mở nắp cũng được đặt tên là Ánh sáng Đầu tiên - tràn vào bên trong kính viễn vọng, đi tới gương chính, phản chiếu qua gương phụ, và cuối cùng chạm tới các đầu dò và trở thành dữ liệu mà các nhà nghiên cứu đang nóng lòng chờ đón tại Viện Khoa học Viễn vọng Không gian, Đại học Johns Hopkins ở Baltimore.

Việc truyền tải diễn ra suôn sẻ và dữ liệu đều đặn gửi về. Nhà thiên văn học Eric Chaisson đã kiểm tra những hình ảnh được gửi về và đột nhiên cảm thấy “lòng chùng xuống”.

Có gì đó sai, rất sai. Hình nào cũng nhòe.

(Bên trái) Một trong những hình ảnh đầu tiên được chụp bởi kính viễn vọng Hubble và (bên phải) hình ảnh đã được chụp lại sau này. Ảnh: ESA/Hubble & NASA.

Hai tuần sau, Edward Weiler, khi ấy là nhà khoa học trưởng của chương trình Hubble tại Trung tâm Phi hành Không gian Goddard của NASA, ở cách đó gần 50 km, đang nhấm nháp tận hưởng thành công của giai đoạn đầu nhiệm vụ, thì nhận được một cú điện thoại khẩn từ một đồng nghiệp ở Phòng vận hành khoa học không gian tại Baltimore. Họ cho biết dù đã thử nhiều cách nhưng tất cả hình ảnh phát về từ Hubble đều nằm ngoài vùng lấy nét (trừ ảnh đầu tiên vì lý do nào đó lại rất sắc nét).

Họ đã cố gắng trong nhiều ngày, không dám thông báo cho truyền thông, để tinh chỉnh ảnh bằng cách di chuyển gương phụ và lấy các hình ảnh rõ nét từ gương chính. Nhưng dù các nhà thiên văn ở phòng điều khiển nhất trí chất lượng hình ảnh họ nhận được tương đương hoặc tốt hơn hình ảnh từ kính viễn vọng mặt đất, chúng vẫn không tốt như kỳ vọng. Nhưng nói như vậy vẫn là quá lạc quan. Sự thật tàn nhẫn là không một hình ảnh nào đủ sắc nét để sử dụng: chất lượng của chúng thật đáng thất vọng - vô dụng, vô giá trị. Nhiệm vụ Hubble được đánh giá là một thất bại thảm hại.

Tin buồn được công bố cho cả thế giới vào ngày 27 tháng 6 năm 1990, hai tháng sau ngày phóng. Cảnh tượng các quan chức NASA bận đồ công sở, diện mạo u ám, xếp hàng để đối mặt với một binh đoàn phóng viên đang sững sờ nhìn vào hình ảnh của một thất bại thê thảm sẽ đọng lại mãi trong tâm trí công chúng xem truyền hình. Tất cả đều đúng, các quan chức ở buổi họp báo nói, một vài người nghẹn ngào. Các dấu hiệu cho thấy tấm gương chính đường kính 2,5 m của kính viễn vọng, thời đó được coi là gương quang học chính xác nhất từng được chế tạo, có cạnh bị mài quá phẳng.

Sai lệch này chỉ ở mức độ cực nhỏ, khoảng 1/50 độ dày của một sợi tóc người, nhưng cũng đủ để phá hoại hoàn toàn chất lượng hình ảnh. Coma và cầu sai đến từ lỗi sai tí hon này khiến tất cả các hình ảnh thu về đều bị nhòe và khiến các thiên hà ở xa trông như kẹo dẻo, các vì sao trông như bông phấn và tinh vân thì như các đốm mất màu.

Hình ảnh tệ như thế thì ai đó với kính viễn vọng dài hai tấc đứng ở khoảnh sân sau nhà đầy khói bụi ở Ohio cũng thu về được. Nói cách khác, gần 2 tỷ đôla và 20 năm lao động cật lực của các nhà khoa học và kỹ sư ở Mỹ và châu Âu (vì đây đồng thời là dự án của Cơ quan Vũ trụ châu Âu) coi như đổ sông đổ bể.

Gương chính với đường kính 2,5 m của Kính viễn vọng Hubble đang được đánh bóng ở nhà máy tuyệt mật của Perkin-Elmer Corporation ở Danbury, Connecticut. Ảnh tư liệu: NASA.

[...] Cuối cùng, lỗi được truy nguyên xuất xứ về một công ty, thời đó có tên Perkin-Elmer Corporation. [...] Năm 1975, Perkin-Elmer trúng thầu một hợp đồng mới trị giá 70 triệu đôla, một mức bỏ thầu thấp cố ý, để tạo hình, mài và đánh bóng gương chính cho kính viễn vọng mới khổng lồ.

[...] Song, đôi khi họ cũng mắc những lỗi nhỏ, hay đúng hơn là họ đặt lệnh sai cho máy tính và máy tính mắc lỗi. Đã qua rồi cái ngày mà một thợ gương giàu kinh nghiệm có thể rà ngón tay cái lên mặt gương để kiểm tra sự chính xác. Ngày nay, mọi đo lường đều được thực hiện bởi máy tính và một ngày, một kỹ sư ở Danbury đã nhập số 1.0 vào máy tính thay vì 0.1 - và kinh hoàng chứng kiến dụng cụ mài cắt một rãnh vào mặt gương. May thay, một kỹ thuật viên giám sát đã ngắt máy khi nhận ra tai nạn. Vết cắt nhỏ này không được khắc phục hoàn toàn mà chỉ được mài nhẵn phần nào và thông báo cho các nhà khoa học để họ đưa vào tính toán.

Cái lỗi định mệnh đã xảy ra ở trong phòng kiểm nghiệm. Trong khi bề mặt gương đang được đánh bóng với độ chính xác cao nhất thì phép đo lại cho ra kết quả hoàn toàn sai. Nhóm kỹ sư ở Danbury đã chế tạo dụng cụ đo không chính xác: họ sử dụng một thiết bị giống thước thẳng với độ dài chỉ định đúng 30,48 cm nhưng thực chất lại dài gần 32 cm - và không ai phát hiện ra điều này. Các kỹ sư hóa ra đã dành toàn bộ thời gian dụng công đo lường và chế tạo một thứ hoàn hảo nhưng hoàn toàn sai, một cái gương dành cho kính viễn vọng thiếu chính xác một cách chính xác.

[...] Các kỹ sư dùng nó để đo đi đo lại cho đến khi gương chính của Kính viễn vọng Không gian Hubble đạt đúng kích thước, hình dạng và các thông số khác như NASA yêu cầu. Nhưng sự thực không phải vậy. Bộ hiệu chỉnh về 0 cho thấy gương đạt chuẩn, nhưng bộ hiệu chỉnh đã sai. [...] Kết quả là sai lệch nhỏ trong thanh đo và trong bộ hiệu chỉnh đã dẫn đến độ phẳng ở viền gương lệch chuẩn 2,2 mi-cro-mét - 1/50 độ dày sợi tóc - một sai lệch hiển vi nhưng khiến mọi hình ảnh gửi về Trái Đất mùa hè năm 1990 trở nên vô dụng và biến kính Hubble thành trò cười của thiên hạ. [...]

Thực tế thì họ đã có một tấm gương như vậy, nhưng thiết bị đo mà họ dùng để tuyên bố với mọi người rằng tấm gương có thông số chính xác, lại là một thiết bị thiếu chính xác. Và ở góc độ nào đó, tấm gương này hoàn hảo thật, chỉ có điều nó hoàn hảo theo một phép đo sai lầm thảm họa. [...]

Sau đó, Hubble được khắc phục và trở nên thành công đến nỗi thường xuyên được nhắc đến là dụng cụ khoa học giá trị nhất từng được chế tạo, cho phép con người thăm dò những vùng sâu xa của vũ trụ, một điều mà các nhà thiên văn học không dám mơ tới trước đây. Lỗi của nó đã được xử lý, khiếm khuyết của nó đã được khắc phục, và khắc phục hoàn toàn - nhưng câu chuyện sửa lỗi cũng khó tin như câu chuyện mắc lỗi trước đó vậy.