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Autor: Axel Nantes / 12. April 2017, 09:38 Uhr

Röntgenastronomie: XARM als Nachfolger für Hitomi

Nachfolger des 2016 gescheiterten Weltraumteleskops Hitomi alias Astro-H könnte XARM werden. Am Projekt beteiligte Partner aus Japan und den Vereinigten Staaten von Amerika warten derzeit auf die Genehmigung entsprechender finanzieller Mittel.

Quelle: ISAS, JAXA, NASA
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NASA GSFC

Bild vergrößernNASA-Unterstützung für XARM
(Bild: NASA GSFC)
XARM steht für X-Ray Astronomy Recovery Mission und kennzeichnet damit die Fortsetzung der Bestrebungen zum Betrieb eines Röntgenastromiesatelliten unter anderem mit Instrumenten aus Japan und den USA. Das letzte derartige Projekt der japanischen Agentur für Luft- und Raumfahrtforschung (JAXA), das unter maßgeblicher Unterstützung durch die US-amerikanische Luft- und Raumfahrtagentur (NASA) realisiert wurde, scheiterte nur wenige Wochen nachdem der entsprechende Satellit, Astro-H oder Hitomi genannt, am 17. Februar 2016 in den Weltraum gebracht worden war.

JAXA

Bild vergrößernSXS im Zentrum von Astro-H
(Bild: JAXA)
Auf Grund von Schwierigkeiten mit dem Lageregelungssystems von Astro-H und in Folge eines inhaltlich fehlerhaften Datenupdates des Systems geriet das Weltraumteleskop in eine Flugsituation mit einer die Festigkeitsgrenzen der Konstruktion überschreitenden Rotation um die Hochachse. Solarzellenausleger und Anbauten an einem Instrumentenausleger brachen – dafür sprechen Beobachtungen des Raumfahrzeugs mit landgebundenen Teleskopen, Raumfahrer.net berichtete.

Astro-H versagte am 25. März 2016 gegen Ende seiner Inbetriebnahmephase, den sicheren Verlust des Teleskops erklärte die JAXA am 28. April 2016. Nur eine geringe Anzahl wissenschaftlich verwertbarer Aufnahmen entstanden, nachdem das Röntgenspektrometer SXS US-amerikanischer Herkunft an Bord von Astro-H für weiche Röntgenstrahlung ausreichend heruntergekühlt war. Für die Kühlung sorgte ein Kryostat ebenfalls US-amerikanischer Herkunft, dem eine gewisse Menge Helium als Kühlmittel zur Verfügung stand.

JAXA / LLNL / NASA

Bild vergrößernAstro-E (links), XRS (rechts)
(Bild: JAXA / LLNL / NASA)
Wegen dem unplanmäßigen Verlust von Helium konnte das Beobachtungsprogramm des Vorgängers von Astro-H, Astro-EII alias Suzaku, nur unvollständig absolviert werden. Das ebenfalls in japanisch-US-amerikanischer Kooperation entstandene Röntgenteleskop war am 10. Juli 2005 als Ersatz für das bei einem Startversager am 10. Februar 2000 zerstörte Astro-E ins All gebracht worden.

Im Verlauf der Inbetriebnahmephase von Astro-EII stellte sich heraus, dass Helium in Folge eines Lecks nicht mehr zur Verfügung stand und eine bestimmungsgemäße Nutzung des US-amerikanischen X-ray Spektrometers (XRS) nicht möglich sein würde. Astro-EII wurde am 2. September 2015 endgültig deaktiviert, Raumfahrer.net berichtete.

JAXA

Bild vergrößernSXS-Vibrationstest in Japan
(Bild: JAXA)
Für XARM würde die NASA die gleiche Hardware zur Verfügung stellen, wie sie schon für Astro-H im Sinne einer „Recovery of Astro-E2/Suzaku-XRS science“ bereitgestellt worden war. Im Sommer 2016 wurden die Kosten für die Hardware für XARM auf einen Betrag zwischen 70 und 90 Millionen US-Dollar geschätzt, den man ab 2017 verteilt über einen Zeitraum von vier Jahren investieren könnte.

Im Juni 2017 soll im Rahmen eines Reviews verbindlich festgelegt werden, welche Aufgaben die NASA bei diesem Anlauf für ein gemeinsames Röntgenteleskop übernimmt. Innerhalb der NASA befürworten der NASA-Unterausschuss für Astrophysik, der NASA-Wissenschaftsausschuss und der NASA-Beirat das Projekt.

Auf japanischer Seite wurde XARM in das Budget für das Finanzjahr 2017 aufgenommen, das am 1. April 2017 begann. Die JAXA arbeitet derzeit auf einen Start des neuen Röntgenastronomiesatelliten am Ende des Finanzjahres 2020, also im Kalenderjahr 2021, hin.

In seiner Neujahrsansprache vom 4. Januar 2017 wies der Generaldirektor des Instituts für Weltraumwissenschaften und Astronautik (Institute of Space and Astronautical Science, ISAS) der JAXA, Saku Tsuneta, darauf hin, dass man nicht vergessen solle, dass die Unterstützung für XARM durch die Regierung Japans und durch die NASA auf der Annahme basiere, das ISAS werde ihre Prozesse bei der Entwicklung von Raumfahrzeugen und ihrem Betrieb drastischen Reformen unterwerfen.

JAXA / ISAS / K.Mitsuda

Bild vergrößernInfos zu SXS
(Bild: JAXA / ISAS / K. Mitsuda)
Für Astrophysiker hat ein im All über einen längeren Zeitraum einsetzbares hoch-empfindliches Teleskop für weiche Röntgenstrahlung eine besondere Bedeutung. Vom Röntgenspektrometer SXS hat man eine rund dreißigfach höhere Empfindlichkeit gegenüber für Beobachtungen im selben Wellenlängenbereich bisher an Bord von Satelliten verwendeten Instrumenten erwartet. Es war für Strahlung im Bereich von 0,3 bis 12 keV geeignet. Als Energieauflösung, die kleinste Energiedifferenz, die das SXS auseinanderhalten könnte, nannte die JAXA <7 eV (volle Halbwertsbreite).

Rund drei Jahre hätte die Primärmission des SXS – begrenzt durch den Heliumvorrat zur Kühlung - an Bord von Astro-H dauern sollen. Den bisherigen und künftigen Beteiligten kann man nur wünschen, dass es ihnen im dann vierten Anlauf gelingt, reichlich Daten zu ihren Fragen zur Entwicklung großräumiger Strukturen im Universum, dem eventuellen Einfluss Dunkler Materie auf diese Entwicklung, der Bildung und Entwicklung Schwarzer Löcher und ihrem Einfluss auf die Entwicklung von Galaxien zu gewinnen.

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