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Autor: Thomas Weyrauch / 03. Januar 2009, 14:55 Uhr

NASAs Spitzer-Teleskop SST geht bald Kühlmittel aus

Das Kühlmittel Helium des "Spitzer Space Telescope", abgekürzt SST, wird bald aufgebraucht sein. Daher muss der Einsatz der meisten Instrumente des Weltraum-Infrarotteleskops in einigen Monaten enden.

Nature, NASA, Raumcon
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NASA

Spitzer vor dem Start auf der Trägerrakete
(Bilder: NASA)
Seit dem Start am 25. August 2003 hat Spitzer einige zehn Millionen Bilder aufgenommen. Diese Datenflut wird aber nun zurückgehen, da das Teleskop in die Jahre kommt. Etwa im April 2009, +/- einen Monat, wird das Helium, welches in Spitzer als Kühlmittel für die wissenschaftlichen Instrumente verwendet wird, ausgehen. Im Regelbetrieb ist es erforderlich, dass Teile der Ausrüstung auf ungefähr zwei Grad Kelvin (-271 °C) nahe dem absoluten Nullpunkt gekühlt sind, damit sie keine Störungen bei der Bilderfassung verursachen. Der Wellenlängenbereich der Stahlung, für dessen Erfassung Spitzer gebaut wurde, ist der von Wärmestrahlung, deshalb erfolgte neben anderen konstruktiven Maßnahmen der Einbau eines sogenannten Helium-Kryostaten. Wenn die vom Teleskop mitgeführten 360 Liter Helium verbraucht sind, wird sich die Beobachtungsausrüstung im Weltall auf etwa fünfundzwanzig Grad Kelvin erwärmen, und bis auf zwei Kanäle eines Instruments werden alle Beobachtungsmöglichkeiten unbrauchbar. Man spricht davon, dass Spitzer zu diesem Zeitpunkt die "Warme Mission" beginnt. Obwohl Spitzer im Vergleich zu technisch ähnlichen Vorgängermissionen nur etwa zehn Prozent mehr Helium mitführte, hat sein Kühlsystem schon länger funktioniert als die Systeme aller ähnlichen Vorgängermissionen zusammen.

Ganz am Ende wird Spitzer also noch immer nicht sein. Die "Infrared Array Camera" (IRAC) wird mit zwei Detektoren für 3,6 und 4,5 Mikrometerwellen weiter betrieben werden können. Bis zu einer Temperatur in der Gegend von 30 Grad Kelvin wird es möglich sein, brauchbare Bilder zu erfassen. Man hofft, die Detektoren zum Beispiel zur Wetterbeobachtung auf Exoplaneten und zum Blick auf Galaxien, die 500 Millionen Jahre nach dem Urknall aufttauchten, verwenden zu können, außerdem für die Verfeinerung der Abstandsdaten zwischen Galaxien basierend auf der Beobachtung der Cephieden, veränderlichen Sternen, die in Leuchtkraft und Ausdehnung pulsieren. Die Finanzierung dieser Forschungsaufgaben ist für zweieinhalb Jahre ab vollständigem Verbrauch des Kühlmittels gesichert.

Als in den frühen siebziger Jahren das Weltraum-Infrarotteleskop vorgeschlagen wurde, waren ihm eine Vielzahl von wissenschaftlichen Zielen zugedacht. Die Budgeteinschränkungen der Neunziger veranlassten die NASA dazu, die Kosten für das zunächst "Space Infra-Red Telescope Facility", SIRTF, genannte Projekt von mehr als zwei Millarden Dollar auf 450 Millionen Dollar zu reduzieren. Dies führte zu einem neuen Entwurf des Teleskops, das dann nicht mehr in der Lage sein würde, Wellenlängen über 180 Mikrometer zu erfassen, also weniger empfindlich für die Wärmestrahlung ausgehend von kosmischem Staub, den inneren Regionen von Galaxien und jungen Protosternen. Die geplante gesicherte Missionsdauer wurde von fünf auf zweieinhalb Jahre reduziert, und die Menge mitzuführenden Kühlmittels zur Gewichtsersparnis und Startkostenreduzierung verringert.

NASA

Spitzer folgt auf heliozentrischer Bahn der Erde - Illustration
(Bild: NASA)
Trotzdem wurde Spitzer außerordentlich erfolgreich. Mit dem Teleskop gelang es zum Beispiel, zum erstem Mal ein detailiertes infrarotes Spekturm eines Exoplaneten aufzuzeichnen, und Galaxien aufzuspüren, die schon eine Milliarde Jahre nach dem Urknall entstanden. Niemand hatte während der Planung von Spitzer solche Entdeckungen erwartet, Exoplaneten waren damals noch nicht entdeckt, und sehr weit entfernte Galaxien würden für eine Beobachtung nicht hell genug sein, dachte man.

Ein endgültiges Missionsende für Spitzer wird sich durch den erreichten Abstand zur Erde auf der unserem Planeten nachlaufenden Umlaufbahn um die Sonne ergeben. Man rechnet derzeit damit, dass es etwa im Jahr 2013 nicht mehr möglich sein wird, die Funkkommunikation mit dem Teleskop aufrecht zu erhalten. Die weltraumgestützte Infrarotastronomie geht aber auf jeden Fall weiter: Nach gegenwärtiger Planung wird die europäische Weltraumorganisation ESA schon im April 2009 ihr Infrarotteleskop Herschel starten.

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