Ein sonniger Ausblick für Keplers zweites Licht

Das zweite Licht des Weltraumteleskops Kepler. Das Bild zeigt das gesamte Blickfeld des Teleskops anlässlich eines Tests Ende Oktober. Ein neues Missionskonzept, K2, würde Keplers Suche nach fremden Welten fortführen. (NASA Ames)
Das zweite Licht des Weltraumteleskops Kepler. Das Bild zeigt das gesamte Blickfeld des Teleskops anlässlich eines Tests Ende Oktober. Ein neues Missionskonzept, K2, würde Keplers Suche nach fremden Welten fortführen. (NASA Ames)

Sie haben vielleicht gedacht, das NASA-Weltraumteleskop Kepler sei am Ende. Falsch gedacht. Ein umfunktioniertes Weltraumteleskop Kepler könnte bald erneut mit der Beobachtung des Himmels beginnen. Ein neues Missionskonzept namens K2 würde Keplers Suche nach anderen Welten fortführen und neue Gelegenheiten bieten, um Sternhaufen, junge und alte Sterne, aktive Galaxien und Supernovae zu beobachten.

Im Mai verlor das Kepler-Teleskop das zweite von vier gyroskopähnlichen Reaktionsrädern, die für die präzise Ausrichtung des Teleskops verwendet werden, was die Datensammlung der ursprünglichen Mission beendete. Das Teleskop benötigt drei funktionierende Reaktionsräder, um die präzise Ausrichtung durchführen zu können, welche für den Nachweis der Signale von kleinen, erdähnlichen Exoplaneten erforderlich ist. Erdähnliche Exoplaneten sind Planeten außerhalb unseres Sonnensystems, die sonnenähnliche Sterne in der habitablen Zone umkreisen – das ist der Entfernungsbereich von einem Stern, in dem die Oberflächentemperaturen eines Planeten flüssiges Wasser ermöglichen könnten.

Mit der Fehlfunktion eines zweiten Reaktionsrades kann sich das Teleskop nicht mehr präzise auf das ursprüngliche Blickfeld der Mission ausrichten. Verantwortlich dafür ist kein Geringerer als unsere eigene Sonne. Derselbe Himmelskörper, der Keplers Energiebedarf deckt, drückt das Teleskop auch weg. Das geschieht durch den ausgeübten Druck, wenn die Photonen des Sonnenlichts auf das Teleskop treffen. Ohne ein drittes Reaktionsrad als Hilfe dafür, dem solaren Druck entgegenzuwirken, kann die ultragenaue Ausrichtungsfähigkeit Keplers nicht in alle Richtungen gesteuert werden.

Ingenieure der Kepler-Mission und des Unternehmens Ball Aerospace haben allerdings eine innovative Möglichkeit entwickelt, um Ausrichtungsstabilität zurückzugewinnen, indem sie das Teleskop so manövrieren, dass der solare Druck gleichmäßig auf die Oberflächen des Teleskops verteilt wird. Um diesen Stabilitätsgrad zu erreichen, muss das Teleskop fast parallel zu seiner Umlaufbahn um die Sonne ausgerichtet werden, welche leicht gegen die Ekliptik (die Umlaufebene der Erde) verschoben ist. Die Ekliptik definiert das Band am Himmel, in dem die Tierkreiszeichen liegen.

Diese Technik, die Sonne als das “dritte Reaktionsrad” zu nutzen, um die Ausrichtung zu kontrollieren, wird momentan mit dem Teleskop getestet und erste Ergebnisse liegen bereits vor. Während eines Ausrichtungstests Ende Oktober machte man eine vollständige Aufnahme von Keplers Gesamtblickfeld, welche einen Teil des Sternbildes Sagittarius (Schütze) zeigte.

Während einer 30 Minuten langen Zeitspanne fing man Photonen eines entfernten Sternfeldes ein und die Bildqualität wich um maximal fünf Prozent von der Bildqualität der ursprünglichen Mission ab, bei der vier Reaktionsräder für die Kontrolle der Ausrichtungsstabilität verwendet wurden. Weitere Tests werden vorgenommen, um zu demonstrieren, dass dieser Grad der Ausrichtungskontrolle über Tage und Wochen aufrechterhalten werden kann.

Schematische Beschreibung des neuen Missionskonzepts für das Weltraumteleskop Kepler. Klick zum Vergrößern. (NASA Ames / W. Stenzel)
Schematische Beschreibung des neuen Missionskonzepts für das Weltraumteleskop Kepler. Klick zum Vergrößern. (NASA Ames / W. Stenzel)

Kepler muss die Ausrichtungsstabilität über diese längeren Zeitspannen aufrechterhalten, damit es die verräterischen Signaturen entfernter Planeten registrieren kann, wenn sie vor ihren Zentralsternen vorbeiziehen und einen Teil des Sternlichts zeitweise blockieren. “Diese Aufnahme des ‘zweiten Lichts’ stellt einen erfolgreichen ersten Schritt in einem Prozess dar, der in neuen Beobachtungen und fortgesetzten Entdeckungen des Kepler-Weltraumteleskops resultieren könnte”, sagte Charlie Sobeck, stellvertretender Projektmanager der Kepler-Mission am Ames Research Center der NASA in Moffett Field (Kalifornien). (Anm. d. Red.: Der Begriff “zweites Licht” ist eine Abwandlung des “First Light”, also des “ersten Lichts”, das jenen Augenblick bezeichnet, in dem zum ersten Mal Licht auf/in ein wissenschaftliches Beobachtungsinstrument fällt.)

Das K2-Missionskonzept wurde am NASA-Hauptquartier vorgestellt. Eine Entscheidung über das Vorgehen bis zur 2014 Senior Review (einer zweijährlichen Bewertung bestehender Missionen) und Finanzierungsanträge für den Betrieb von K2 wird gegen Ende 2013 erwartet.

Keplers ursprüngliche Mission, deren enorme Datenmenge noch ausgewertet wird, war zu bestimmen, wie hoch der Anteil der sonnenähnlichen Sterne ist, die kleine Planeten von annähernd Erdgröße und mit den irdischen Oberflächentemperaturen beherbergen. Vier Jahre lang überwachte das Weltraumteleskop ständig und gleichzeitig die Helligkeiten von über 150.000 Sternen und zeichnete alle 30 Minuten eine Messung auf. Mehr als ein Jahr der von Kepler gesammelten Daten muss noch überprüft und analysiert werden.

Quelle: http://www.nasa.gov/kepler/a-sunny-outlook-for-nasa-keplers-second-light/

(THK)

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