Verehrte Leserinnen und Leser,
 
"jaja, der verflixte September." So oder so ähnlich tönt es, jedenfalls in meinem Umfeld, überall. Grund dafür ist, so scheint es, dass in diesem Monat überdurchschnittlich viele Menschen Geburtstag haben. Jedenfalls vergeht bei mir derzeit kaum ein Wochenende ohne hektische Geschenk-besorg-Aktionen oder durchzechte Nächte. Am kommenden Wochenende, einen Tag vor der Wahl zum Deutschen Bundestag, darf ich selbst meinen 18. feiern. Das hört sich jetzt schön an, aber der Ereignis ist für mich mit Partyvorbereitungen, Klausurenstress und dem ersten-Mal-wählen-dürfen nach einer erneut durchzechten Nacht verbunden.

Nichts desto trotz erfreut Sie Raumfahrer.net weiterhin mit aktuellen Nachrichten und Artikeln aus Astronomie und Raumfahrt. Aus diesem Grund möchte ich Sie auch nicht weiter durch meine eigenen Sorgen vom Schmökern abhalten.
 
Viel Spaß beim Lesen wünscht Ihnen
 

            Karl Urban
            Chefredakteur "Raumfahrer.net"
 
 

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Eines der spektakulärsten Naturschauspiele im Weltraum sind sicherlich die interstellaren Nebel. Sie strahlen in einer solchen Pracht, dass es immer wieder fasziniert. Aber warum strahlen diese Objekte eigentlich? Was verleiht ihnen ihre Leuchtkraft? Um diese Frage zu beantworten muss man die Nebel erst einmal in kategorisieren. Sie werden unterteilt in planetarische Nebel, Supernova-Überreste, Emmisions-Nebel, Reflexions-Nebel und Dunkelwolken.

Die planetarischen Nebel bestehen aus einer Wolke interstellaren Wasserstoffs. Dieser Wasserstoff wurde meist von einem Stern im Zentrum dieses Nebels ausgestoßen. Auf kleineren Teleskopen erscheint dieser Wasserstoff, der sich kreisförmig um seinen Zentralstern anordnet, und ihm eine Planeten-ähnlich Form verleit. Daher stammt der Name planetarischer Nebel. Dieser ist aber irreführend, da diese Objekte keine Planeten sind. Die Leuftkraft des Nebels rührt nun daher, dass der Wasserstoff durch den heißen Stern im Zentrum ionisiert und somit zum Leuchten angeregt wird, ähnlich wie bei einer Leuchtstoffröhre.

Die einzigen Unterschiede zwischen planetarischen Nebeln und Supernova-Überresten bestehen in ihrer Form und ihrer Entstehung. Der Ursprung ist zunächst einmal derselbe. Es ist Wasserstoff, der von einem Stern ausgestoßen worden ist. Doch im Gegensatz zu den planetarischen Nebeln ist der Wasserstoff bei einer Supernova, also einer Sternenexplosion, freigesetzt worden. Daraus kann man schon den zweiten Unterschied herleiten, nämlich die Form. Da der Wasserstoff nicht von einem im Zentrum befindlichen Stern zusammengehalten wird, verteilt er sich asymmetrisch im Raum. Die Leuchtkraft des explodieren Sterns ist so stark wie eine Milliarde Sonnen.

Die dritte Form der Nebel sind die Emissions-Nebel. Auch diese Form der Nebel besteht aus Wasserstoff, der durch die nahgelegenen Sterne zum Leuchten angeregt wird. Allerdings muss man sich, um sich das Leuchten dieser Nebel klar zu machen, näher mit der Spektralanalyse befassen. Die Elektronen der Wasserstoffatome werden durch die Energie der Sterne angeregt und erzeugen so die Leuchtkraft. Eine genauere Beschreibung der Spektralanalyse finden sie hier.

Die am einfachsten zu erklärende Art der Nebel sind die Reflexionsnebel. Diese werden schlicht und einfach durch benachbarte Sterne angestrahlt und somit für unsere Verhältnisse sichtbar. Sie bestehen zum größten Teil aus interstellarem Staub.

Auch die Dunkelwolken bestehen aus diesem Staub, allerdings kann man bei ihnen, wie der Name schon sagt, nicht von Leuchtkraft sprechen. Diese Nebel verschlucken auf Grund der extrem hohen Dichte des Staubes das Licht dahinterliegender Sterne, und erscheinen so als sternenleerer Raum in der sonst symmetrischen Ebene der Milchstraße.
 

Das Hubble Space Telescope (HST) wurde nach jahrzehntelanger Planung 1990 ins All geschossen. Nach einigen Schwierigkeiten erreichte es schließlich nach einer Reparaturmission 1993 seine volle Leistungsfähigkeit. Seitdem revolutionierte das HST unser Verständnis für das Universum. Es lieferte gestochen scharfe Bilder von den Planeten unseres Sonnensystems, Sternen, Nebeln, Galaxien und noch exoterischeren Objekten wie Quasaren. Grund für die außergewöhnlichen Bilder des Weltraumteleskops ist der fehlende Einfluss der Erdatmosphäre bei der Beobachtung: Jedes erdgebundene Teleskop wird in seiner Leistungsfähigkeit durch Luftbewegungen eingeschränkt. Das HST hat solche Probleme nicht und somit sind auch die erstaunlichen Ergebnisse begreiflich.
Allerdings entwickelt sich die Technik ständig weiter. Vor einigen Monaten meldete die europäischen Südsternwarte vom Very Large Telescope (VLT) in Chile, dem größten Teleskop der Erde, dass dieses mit einer neuartigen Technik die atmosphärischen Einflüsse nahezu von den astronomischen Aufnahmen entfernen konnte. Somit hatte das VLT als erstes erdgebundenes Teleskop das HST übertroffen.

Ursprünglich für 10 Jahre Betrieb ausgelegt, dürfte Hubble wohl noch bis zum Ende dieses Jahrzehnts vom Space Shuttle gewartet werden und somit zuverlässig weiterarbeiten. Jedoch zeigen die Ergebnisse des VLT, dass der teure Betrieb des HST keinesfalls mehr durch den Vorteil der nicht den störenden atmosphärischen Einflüsse gerechtfertigt ist. Denn immerhin kostet jede Space Shuttle-Servicemission, die etwa alle zwei Jahre stattfindet, über 500 Millionen Dollar. Für 2007 plant die NASA die letzte Mission zum HST. Doch wie geht es danach weiter?

Eines der größten Probleme beim Bau und Start von Weltraumteleskopen ist der Spiegel. Sein Durchmesser entscheidet letztlich über die maximale Auflösung des Teleskops. Das europäische VLT in Chile besteht aus vier Spiegeln mit je über acht Metern Durchmesser. Allerdings ist der Durchmesser bei Weltraumteleskopen durch den der Trägerraketen-Nutzlastspitze begrenzt. Somit wären heute maximal drei Meter startbar.

Die NASA schrieb, um einen Nachfolger des HST zu bestimmen, einen Wettbewerb aus, in dem sie nach einem möglichst leistungsstarken System suchte. Dabei hielten die Teilnehmer des Wettbewerbs auch Lösungen wie faltbare Spiegel für möglich, die die Beschränkung durch den Durchmesser der Nutzlastspitze der Trägerrakete aufheben würde. Jedoch stellt sich diese Idee mit heutiger Technologie als sehr schwer durchführbar dar.

Fakt ist, die NASA plant den Bau eines Weltraumteleskops der nächsten Generation, dem Next Generation Space Telescope (NGST). Erst am 10. September 2002 entschied die Raumfahrtbehörde, dass das Unternehmen TRW aus Redondo Beach, Kalifornien das NGST bauen soll. Auch der Name wurde bereits festgelegt: Es soll nach James Webb, dem NASA Administrator während des Apollo-Programms benannt werden.
Offiziell lässt die NASA verlauten:

"Das James Webb Weltraumteleskop soll 2010 an Bord eines nicht wiederverwendbaren Raumfahrzeugs starten. Es wird etwa drei Monate zu seiner Zielposition, einer Umlaufbahn in 1,5 Millionen Kilometern Höhe, benötigen. Dieser Orbit ist auch als Lagrange Punkt, oder L2 bekannt, an dem sich die Anziehungskraft von Erde und Sonne ausgleichen.
Anders als bei Hubble, kann das James Webb Space Telescope nicht von Astronauten gewartet werden, da es zu weit entfernt ist."

Der wichtigste Vorteil des L2-Punktes ist, dass das Teleskop nur einseitig mit einem Hitzeschild vor der Sonneneinstrahlung geschützt werden muss. Dadurch kann es besser gekühlt werden und dies ohne den Einsatz von komplizierten Kühlungssystemen. Geringe Temperaturen sind vonnöten, um die Eigenwärme-Abstrahlung des NGST von der sehr viel geringeren der astronomischen Objekte zu trennen.

Nach dem Projektentwurf der Firma TRW soll der Spiegel während des Starts tatsächlich gefaltet sein. Erst wenn das Raumfahrzeug seinen Orbit erreicht hat, soll er nach einem Signal der Bodenstation entfaltet werden. Das NGST soll mehrere hochsensible Instrumente zum Messen infraroter Strahlung tragen.

Den Zuwachs von Leistung gegenüber Hubble begründet die NASA durch die Vergrößerung des Spiegels und einer damit verbundenen verbesserten Fähigkeit, Licht zu sammeln. Mit mindestens 6 Meter Durchmesser ist das NGST tatsächlich leistungsfähiger als das HST mit nur einem 2,40 Meter-Spiegel. Außerdem seien die hochsensiblen Geräte für infrarote Strahlung ausschlaggebend.

Der Projektentwurf für das NGST macht einen hochinnovativen Eindruck und scheint zudem tatsächlich viele Vorteile gegenüber dem Hubble Teleskop zu haben. Allerdings ist ein Sechs-Meter-Spiegel immer noch dem schon heute arbeitenden VLT in Chile unterlegen. Zudem birgt die innovative Technologie eines auffaltbaren Spiegels auch Gefahren: Was passiert, wenn sich mangels Erfahrung der Spiegel nach dem Erreichen der Umlaufbahn nicht auffalten lässt? Ähnliche Fehler wie beim HST kann sich die NASA nicht erlauben, da keine Service-Mission zum NGST in 1,5 Millionen Kilometern Höhe möglich ist.
Zu guter letzt spricht auch die Erfahrung der vergangenen Jahre gegen den momentanen Entwurf des NGST: Jede neue Technologie birgt zum einen das Risiko eines Fehlschlags und zum anderen das einer Kostenüberschreitung. Dies zeigt sich beim Beispiel ISS und beim Nachfolger des Space Shuttles.
Es bleibt, der NASA zu wünschen, dass das NGST wie geplant gestartet wird und arbeitet. Ein Fehlschlag jedenfalls, der die Verschwendung von Hunderten Millionen Dollar bedeuten würde, könnte für die Popularität der NASA und der Raumfahrt einen großen Schaden bedeuten.

Related Links:
Hubble Space Telescope
Website des Next Generation Space Telescope

HotSpot-Archiv
 

Bahnhöhe der Raumstation angehoben
Am Freitag um genau 16.22.49 Uhr Eastern Standard Time (EST) hat die fünfte Stammbesatzung an Bord der International Space Station (ISS) insgesamt 100 Tage im Weltraum verbracht. Diese Woche führten sie erstmals medizinische Diagnosen mit Hilfe von Ultraschall sowie das erste materialwissenschaftliche Experiment in der Microgravity Science Glovebox (MSG) durch. Zudem wurde die Bahnhöhe der Raumstation angehoben sowie erneut mit dem Roboterarm gearbeitet.

Die Bordingenieurin Peggy Whitson aktivierte am Freitagmorgen die Ultraschallausrüstung des Human Research Facility Rack im Labor Destiny. Danach probierte sie die Ausrüstung unter Anleitung der Flugärzte in Houston an sich selbst aus, um Bilder in einer Direktübertragung von mehr als vier Stunden aufzunehmen. Die Fähigkeit, Ultraschallbilder aus der Erdumlaufbahn aufzunehmen und zur Erde zu senden, erweitert die Möglichkeiten der medizinischen Forschung, die von Wissenschaftlern auf der Erde im Weltraum durchgeführt werden kann. Außerdem gibt dies den Ärzten die Gelegenheit, Krankheiten eines Besatzungsmitgliedes früher als anders möglich zu diagnostizieren. Diese Möglichkeit kann auch die Aussichten verbessern, dass das Problem wirkungsvoll behandelt wird, ohne dass ein Notabstieg der Besatzung aus der Erdumlaufbahn und somit das Verlassen der Raumstation erforderlich ist.

Whitson schloss am Mittwoch einen weiteren Meilenstein in der Forschung ab, als sie die letzte Probe des Experimentes Solidification Using a Baffle in Sealed Ampoules (SUBSA) entnahm. Bei SUBSA handelt es sich um das erste Wissenschaftsprojekt, das in der MSG des Labors Destiny durchgeführt wurde. Die Forscher beobachten mittels Videobändern das Schmelzen von Halbleitermaterialien innerhalb eines durchsichtigen Schmelzofens. Dabei erforschten sie Methoden, das Ausmaß der Bewegungen in diesen Schmelzen zu verringern. Dies bedeutet eine Reduzierung der Defekte, die bei der Herstellung von Halbleitern auftreten. Das nächste Experiment, das kommende Woche in der MSG durchgeführt wird, ist Pore Formation and Mobility Investigation (PFMI). Wissenschaftler werden bei PFMI die Bildung und Bewegung von Blasen beobachten, die in schmelzenden Metall- oder Kristallproben eingeschlossen werden und die Festigkeit sowie die Nutzbarkeit des Materials verringern.

Am Donnerstag bedienten Kommandant Waleri Korsun und Whitson den Roboterarm Canadarm2, um den Common Berthing Mechanism (CBM) an der erdzugewandten Seite des Kopplungsknoten Unity visuell zu untersuchen. Dabei wurden einige Fremdkörper am CBM desMulti Purpose Logistics Module (MPLM) Leonardo entdeckt, das während STS-111 im Juni diesen Jahres an Unity angedockt war. Während einer dreistündigen Prozedur machten die Besatzungsmitglieder Nahaufnahmen des Dockingmechanismus von Unity, sowohl mit geschlossenen als auch mit geöffneten Schutzabdeckungen. Spezialisten in Houston überprüfen nun diese Bilder zusammen mit den Beschreibungen der Besatzung, um festzustellen, ob ein Handeln erforderlich ist.

Russische Flugkontrolleure erteilten Mittwochnacht dem Versorgungsraumschiff Progress M-46, das an das Servicemodul Swjesda gekoppelt ist, das Kommando, seine Triebwerke zur Anhebung der Umlaufbahn um drei Kilometer auf 391 Kilometer zu zünden. Dies schafft die Voraussetzungen für die Ankunft des neuen Versorgungsraumschiffes Progress M1-9, dessen Start für 11.58 Uhr EST am 25. September vom Kosmodrom Baikonur in Kasachstan vorgesehen ist. Am 28. Oktober um 22.59 Uhr EST soll dann auch das Rückkehrraumschiff Sojus TMA-1 zur ISS abheben. Die Bestatzung besteht aus dem russischen Kosmonauten und Kommandanten Sergej Saljotin sowie dem belgischen Kosmonauten und Bordingenieur Frank de Winne.

Am vorangegangenen Wochenende bauten sich die Besatzungsmitglieder einen vorläufigen Grounding Strap für das Active Rack Isolation System (ARIS) im Express Rack Nummer 2 in Destiny zusammen, indem sie sich normalen Grounding Straps bedienten, die sich in den Zero-G Stowage Racks befanden. Diese vorläufige Reparaturmaßnahme, die es erlaubt das ARIS zur Rekalibrierung zu aktivieren, wurde notwendig, als sich der Originalgurt durchscheuerte. Es ist geplant, dass die zum Abschluß dieser Reparatur benötigte Hardware mit der nächsten Space Shuttle-Mission zur Raumstation gebracht werden soll.

Am Dienstag wurde der Space Shuttle Atlantis zum Launch Complex LC-39B des Kennedy Space Center (KSC) in Florida überführt. Die letzten Vorbereitung für den Start der Mission STS-112 zur ISS sind im vollem Gange. Der Start soll am 02. Oktober zwischen 13.00 Uhr EST und 17.00 Uhr EST erfolgen. Während der Mission STS-112 soll die nächste Komponente der Integrated Truss Structure (ITS), die ITS-S1 im Laufe von drei Extravehicular Activities (EVAs) installiert werden.

Für nächste Woche ist geplant, dass sich Korsun und Whitson erneut der Wartung der Carbon Dioxide Removal Assembly (CDRA) im Labor Destiny widmen. Die CDRA reinigt trotz Anzeichen innerer Lecks weiterhin die Atemluft in der Raumstation von Kohlendioxid. Untersuchungen der Flugkontrolleure in Houston führten zu dem Schluß, dass die Desiccant Valves in den Desiccant/Sorbent Bed Assemblies richtig sitzen und dass sich das Leck wahrscheinlich in einer der Hydroflow Lines befindet. Eine visuelle Überprüfung dieses Bereiches durch Whitson bestärkt diese Analyse. Daher soll Korsun und Whitson nächste Woche etwas Zeit zur Verfügung gestellt werden, das Atmosphere Revitalization Rack, in dem sich die CDRA befindet, zu öffnen, genauso wie sie es getan haben, als sie im Juli eine der Desiccant/Sorbent Bed Assemblies austauschten, um die Reparaturen durchzuführen.
 
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Internationale Raumstation
 
 

Unser heutiger Surftipp bietet eine ausgezeichnete deutschsprachige Übersicht über die verschiedenen Gebiete der Astroteilchenphysik. Die auch optisch gut gemachte und übersichtlich strukturierte Internetsite befasst sich mit den Bereichen "Gammastrahlen", "Kosmische Strahlung", "Neutrinos" und "Dunkle Materie".
 
Zu diesen Themenkomplexen werden dem Leser ausführliche und ins Detail gehende Artikel angeboten, die sich mit den theoretischen Grundlagen ebenso wie mit laufenden und vergangenen Forschungsmissionen und -projekten auseinandersetzen. Zu jedem behandelten Forschungsprojekt und Themengebiet wird eine Vielzahl weiterführender Links angeboten. Darüber hinaus existiert eine umfassende, thematisch sortierte und kommentierte Link-Sammlung, die an Vollständigkeit kaum Wünsche offen lässt. Sogar ein Terminkalender mit Kongressen, Tagungen und Fortbildungsveranstaltungen rund um den Themenkomplex "Astroteilchenphysik" ist auf der Internetsite zu finden.
 
Insgesamt kann man die Internetsite AstroTeilchenPhysik in Deutschland jedem an diesem Gebiet interessierten Leser nur wärmstens empfehlen.
 
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Die Kosmologie bildet einen der wichtigsten Pfeiler der Astronomie. Mithilfe der astrophysikalischen Beobachtungsdaten der Objekte im Weltraum versucht die Kosmologie anhand der bekannten physikalischen Gesetze eine allumfassende geschlossene Theorie für das Universum zu finden. Hierbei spielen besonders Entstehung, Entwicklung, Alter, Ausdehnung und Struktur eine wichtige Rolle.
Zu den bedeutendsten Bestandteilen der Kosmologie gehören Einsteins Gravitationstheorie, die das Weltall am besten beschreibt; der Erkenntnis, dass alle Naturgesetze, die auf der Erde gelten, auch in jedem Punkt des Alls gelten müssen; die Erkenntnis, dass die Materie im Universum relativ gleichmäßig verteilt ist und dass sich das All ausdehnt.
Allgemein beschreibt die Kosmologie die großen Zusammenhänge des Universums.
 

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