Quelle: NASA / Missions, 4. Dezember 2025

„Die Fertigstellung des Roman-Observatoriums ist ein entscheidender Moment für die Behörde“, sagte Amit Kshatriya, stellvertretender Administrator der NASA. „Transformative Wissenschaft hängt von disziplinierter Technik ab, und dieses Team hat Stück für Stück, Test für Test ein Observatorium geschaffen, das unser Verständnis des Universums erweitern wird. Während Roman nach der Integration in die letzte Testphase eintritt, konzentrieren wir uns darauf, präzise zu arbeiten und im Namen der globalen wissenschaftlichen Gemeinschaft einen erfolgreichen Start vorzubereiten.“
Nach den abschließenden Tests wird Roman zum Startplatz im Kennedy Space Center der NASA in Florida gebracht, wo im Sommer 2026 die Startvorbereitungen getroffen werden. Der Start von Roman ist für Mai 2027 geplant, aber das Team ist auf dem besten Weg, bereits im Herbst 2026 starten zu können. Eine SpaceX Falcon Heavy-Rakete wird das Observatorium zu seinem endgültigen Ziel eine Million Meilen von der Erde entfernt bringen.
„Mit der Fertigstellung von Roman stehen wir kurz vor einer unvorstellbaren wissenschaftlichen Entdeckung“, sagte Julie McEnery, leitende Projektwissenschaftlerin für Roman bei der NASA Goddard. „In den ersten fünf Jahren der Mission sollen mehr als 100.000 ferne Welten, Hunderte Millionen Sterne und Milliarden Galaxien entdeckt werden. Nach dem Start von Roman werden wir sehr schnell eine enorme Menge an neuen Informationen über das Universum erhalten.“

Durch die Beobachtung aus dem Weltraum wird Roman sehr empfindlich für Infrarotlicht – Licht mit einer längeren Wellenlänge, als unsere Augen sehen können – aus weit entfernten Bereichen des Kosmos. Die Kombination seiner scharfen Infrarotsicht mit einem weitreichenden Blick auf den Weltraum ermöglicht es Astronomen, unzählige kosmische Themen zu erforschen, von dunkler Materie und dunkler Energie bis hin zu fernen Welten und einsamen Schwarzen Löchern, und Forschungen durchzuführen, die mit anderen Teleskopen Hunderte von Jahren dauern würden.
„In unserer Lebenszeit ist ein großes Rätsel über den Kosmos aufgetaucht: Warum scheint sich die Expansion des Universums zu beschleunigen? Es gibt etwas Grundlegendes über Raum und Zeit, das wir noch nicht verstehen, und Roman wurde gebaut, um herauszufinden, was es ist“, sagte Nicky Fox, stellvertretender Administrator der Wissenschaftsdirektion der NASA-Zentrale in Washington. „Mit Roman als vollständigem Observatorium, das die Mission auf Kurs für einen möglicherweise frühen Start hält, sind wir dem Verständnis des Universums einen großen Schritt näher gekommen wie nie zuvor. Ich könnte nicht stolzer auf die Teams sein, die uns bis hierher gebracht haben.“

Doppelte Sicht

Roman ist mit zwei Instrumenten ausgestattet: dem Weitwinkelinstrument und dem Coronagraph-Instrument zur Demonstration der Technologie.
Der Coronagraph wird neue Technologien zur direkten Abbildung von Planeten um andere Sterne demonstrieren. Er wird das grelle Licht entfernter Sterne blockieren und es Wissenschaftlern erleichtern, das schwache Licht von Planeten in ihrer Umlaufbahn zu sehen. Der Coronagraph soll Welten und staubige Scheiben um nahegelegene Sterne im sichtbaren Licht fotografieren, um uns zu helfen, riesige Welten zu sehen, die älter, kälter und in näheren Umlaufbahnen sind als die heißen, jungen Super-Jupiter, die bisher hauptsächlich durch direkte Bildgebung entdeckt wurden.
„Die Frage ‚Sind wir allein?‘ ist eine große Frage, und es ist eine ebenso große Aufgabe, Instrumente zu entwickeln, die uns helfen können, sie zu beantworten“, sagte Feng Zhao, Manager des Roman Coronagraph Instrument am Jet Propulsion Laboratory der NASA in Südkalifornien. „Der Roman Coronagraph wird uns diesem Ziel einen Schritt näher bringen. Es ist unglaublich, dass wir die Möglichkeit haben, diese Hardware im Weltraum mit einem so leistungsstarken Observatorium wie Roman zu testen.“
Das Coronagraph-Team wird eine Reihe von vorab geplanten Beobachtungen über einen Zeitraum von drei Monaten durchführen, die sich über die ersten anderthalb Jahre der Mission erstrecken. Danach kann die Mission auf Grundlage von Beiträgen der wissenschaftlichen Gemeinschaft zusätzliche Beobachtungen durchführen.
Das Wide Field Instrument ist eine 288-Megapixel-Kamera, die den Kosmos von unserem Sonnensystem bis zum Rand des beobachtbaren Universums enthüllen wird. Mit diesem Instrument wird jedes Roman-Bild einen Ausschnitt des Himmels erfassen, der größer ist als die scheinbare Größe eines Vollmondes. Die Mission wird Daten hunderte Male schneller sammeln als das Hubble-Weltraumteleskop der NASA und im Laufe ihrer fünfjährigen Hauptmission bis zu 20.000 Terabyte (20 Petabyte) an Daten sammeln.
„Die schiere Menge an Daten, die Roman liefern wird, ist überwältigend und der Schlüssel zu einer Vielzahl spannender Untersuchungen“, sagte Dominic Benford, Programmwissenschaftler für Roman im NASA-Hauptquartier.

Romans Galactic Bulge Time-Domain Survey wird nach innen blicken, um einen der tiefsten Einblicke aller Zeiten in das Herz unserer Milchstraße zu ermöglichen. Astronomen werden Hunderte Millionen Sterne beobachten, um nach Mikrolinseneffekten zu suchen – Gravitationsverstärkungen des Lichts eines Hintergrundsterns, die durch die Schwerkraft eines dazwischenliegenden Objekts verursacht werden. Während Astronomen bisher hauptsächlich Welten entdeckt haben, die sich eng an Sterne schmiegen, können Romans Mikrolinsenbeobachtungen Planeten in der bewohnbaren Zone ihres Sterns und weiter entfernt finden, darunter Welten wie alle Planeten unseres Sonnensystems mit Ausnahme von Merkur. Mikrolinsen werden auch vagabundierende Planeten – Welten, die ohne Bindung an einen Stern durch die Galaxie streifen – und isolierte Schwarze Löcher aufdecken. Der gleiche Datensatz wird 100.000 Welten offenbaren, die vor ihren Muttersternen vorbeiziehen oder diese passieren.
Die restlichen 25 % der fünfjährigen Hauptmission von Roman werden anderen Beobachtungen gewidmet sein, die unter Mitwirkung der breiteren wissenschaftlichen Gemeinschaft festgelegt werden. Das erste dieser Programme mit dem Namen „Galactic Plane Survey” (Galaktische Ebenenuntersuchung) wurde bereits ausgewählt.
Da die Beobachtungen von Roman ein so breites Spektrum an wissenschaftlichen Erkenntnissen ermöglichen, wird die Mission ein General Investigator Program umfassen, das Astronomen dabei unterstützen soll, wissenschaftliche Entdeckungen anhand der Daten von Roman zu machen. Im Rahmen des Engagements der NASA für Gold Standard Science wird die NASA alle Daten von Roman ohne ausschließliche Nutzungsdauer öffentlich zugänglich machen. Dadurch wird sichergestellt, dass mehrere Wissenschaftler und Teams die Daten gleichzeitig nutzen können, was wichtig ist, da jede Beobachtung von Roman eine Fülle von wissenschaftlichen Fragestellungen behandelt.

Das Nancy Grace Roman Space Telescope wird vom Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland, verwaltet, unter Beteiligung des Jet Propulsion Laboratory der NASA in Südkalifornien, des Caltech/IPAC in Pasadena, Kalifornien, des Space Telescope Science Institute in Baltimore und eines Wissenschaftsteams, das sich aus Wissenschaftlern verschiedener Forschungseinrichtungen zusammensetzt. Die wichtigsten Industriepartner sind BAE Systems Inc. in Boulder, Colorado, L3Harris Technologies in Rochester, New York, und Teledyne Scientific & Imaging in Thousand Oaks, Kalifornien.

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• Roman Space Telescope, früher WFIRST – Wide-Field Infrared Survey Telescope

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Quelle: ESA 8. April 2024.

8. April 2024 – Die Proba-3-Raumsonde „Occulter“ wird etwa 150 m von der zweiten Proba-3-Raumsonde, „Coronograph“ entfernt fliegen. Am vergangenen Mittwoch konnten Medienvertreter*innen in der Redwire Space Facility in Kruibeke, Belgien, die Sonden besichtigen, wo sie vor dem Flug getestet werden. Das Paar wird sich so genau nach der Sonne ausrichten, dass der Occulter einen Schatten auf die Oberfläche der Coronograph-Sonde wirft und somit die Sonne ausblendet und die Sonnenkorona sichtbar macht.

„Die beiden Raumsonden werden sich wie ein riesiges, 150 m langes Instrument verhalten“, erklärt Dietmar Pilz, ESA-Direktor für Technologie, Entwicklung und Qualität. „Dies zu erreichen wird jedoch eine enorme technische Herausforderung sein, denn bei der kleinsten Fehlausrichtung wird es nicht funktionieren. Der Entwicklungsprozess hat entsprechend lange gedauert – er wurde von einem Konsortium kleinerer ESA-Mitgliedstaaten unter der Leitung von Spanien und Belgien durchgeführt – daher freue ich mich sehr, dass Proba-3 heute hier für den Start vorbereitet wird.“

Künstliche Sonnenfinsternisse im Orbit erzeugen
Die Idee dahinter ist nicht neu: Eine zylindrische Apollo-Kapsel versuchte 1975 im Rahmen des Apollo-Sojus-Testprojekts, denselben Prozess mit einem sowjetischen Sojus-Raumfahrzeug durchzuführen. Das Ziel von Proba-3 ist es jedoch, diese künstlichen Sonnenfinsternisse routinemäßig durch präzise Formationsflüge zu erzeugen, und zwar bis zu sechs Stunden am Stück pro 19 Stunden und 36 Minuten Umlaufzeit.

Sonnenfinsternisse enstehen durch einen bemerkenswerten kosmischen Zufall: Die Sonne ist 400-mal größer als unser Mond, aber auch genau 400-mal weiter entfernt. Das bedeutet, dass der Mond, wenn die beiden Körper im Weltraum genau ausgerichtet sind, das feurige Antlitz der Sonne verdeckt und die Sonnenkorona sichtbar macht, die sich Millionen von Kilometern von unserem Mutterstern erstreckt.

Selten gesehene Region unseres Sonnensystems
Diese selten zu sehende Region unseres Sonnensystems ist sowohl wissenschaftlich als auch praktisch von Interesse: Die Korona ist eine Million Grad wärmer als die Oberfläche der darunter liegenden Sonne und sorgt für Sonnenwind und Weltraumwetter, sowie für heftige Auswürfe, die als „koronale Massenauswürfe“ bekannt sind und Weltraumwetter und Sonnenstürme verursachen, die sowohl Satelliten in der Umlaufbahn als auch terrestrische Energie- und Kommunikationsnetze beeinträchtigen können.

Um mehr von der Korona zu sehen, können spezialisierte Teleskope am Boden und in der Umlaufbahn, so genannte „Koronagraphen“, „Bedeckungsscheiben“ einbauen – sorgfältig konstruierte Blenden, die die Sonne innerhalb ihres Sichtfelds abdecken und so eine Sonnenfinsternis imitieren.

Ihre Wirksamkeit wird jedoch durch ein Phänomen namens „Beugung“ eingeschränkt, bei dem Streulicht über die Ränder der Koronografen austritt. Um diesen Effekt zu minimieren, muss die Blende viel weiter vom beobachtenden Koronografen entfernt sein – das ist aber aufgrund der begrenzten Größe von Raumsonden im Weltraum nicht praktikabel.

Gemeinsam stark
Jedenfalls bis jetzt. – Indem die beiden Raumsonden bis auf den Millimeter genau geflogen werden, wird das Hauptinstrument von Proba-3, ASPIICS (Association of Spacecraft for polarimetric and Imaging Investigation of the Corona of the Sun) Daten liefern, als ob es sich an Bord einer einzigen stationären Raumsonde befände, und so einen bisher schwer zugänglichen Untersuchungsbereich zwischen 3 und 1,1 Sonnenradien von der Sonne aus erschließen.

Diese Genauigkeit wird durch die Kombination einer Reihe von immer präziseren Positionierungstechnologien erreicht: Satellitennavigation; funkgestützte Verbindungen zwischen den Satelliten, Kameras für sichtbares Licht, die auf LEDs gerichtet sind, und schließlich ein Laserstrahl, der zwischen den Raumsonden reflektiert wird. Das zweite Instrument von Proba-3 ist ein Radiometer zur Messung der Gesamtenergie der Sonne, die für die Klimamodellierung wichtig ist.

Vollautonomer Formationsflug
Der Formationsflug findet völlig autonom statt und zwar am oberen Ende jeder Umlaufbahn in 60 000 km Höhe, wo die gravitativen, atmosphärischen und magnetischen Störungen minimal sind. Den Rest der Zeit verbringt das Paar in passivem, sicherem Schwebeflug im Orbit.

Wie bei allen ESA-Missionen zur Technologiedemonstration der Familie Proba wird der Erfolgsnachweis in der Qualität der gewonnenen wissenschaftlichen Daten liegen.

Neuartige Weltraummissionen möglich machen
Wenn es gelingt, einen präzisen Formationsflug durchzuführen, würde dies eine völlig neue Ära für Wissenschaft und Transfer ermöglichen. Es könnten Missionen geflogen werden, die viel größer sind als jede einzelne Raumsonde – wie z.B. riesige Funk- und optische Interferometrie-Arrays in der Umlaufbahn –, während ein präzises Rendezvous im Orbit die Wartung von Satelliten in der Umlaufbahn ermöglichen und die Lebensdauer der Weltrauminfrastruktur verlängern würde.

In der Zwischenzeit nutzen die Mitglieder des Proba-3-Wissenschaftsteams die totale Sonnenfinsternis über Nordamerika, um die für die Mission entwickelte Hardware zu testen: Polarisationsfilterräder, die in ASPIICS verwendet werden, sowie eine alternative LED-Technologie.

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• ESAs Proba-3-Mission auf PSLV

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