Quelle: ESA / Science & Exploration / Space Science / Webb, 25. März 2026

Durch Beobachtungen in sich ergänzenden Wellenlängen liefern Webb und Hubble den Wissenschaftlern ein umfassenderes und vielschichtigeres Verständnis der Atmosphäre des Gasriesen. Beide erfassen das von den gestreiften Wolken und dem Dunst des Saturn reflektierte Sonnenlicht, doch während Hubble subtile Farbunterschiede auf dem gesamten Planeten sichtbar macht, erfasst Webbs Infrarotbild Wolken und chemische Stoffe in vielen verschiedenen Tiefen der Atmosphäre – von den tiefen Wolken bis hin zur dünnen oberen Atmosphäre. Gemeinsam können Wissenschaftler die Atmosphäre des Saturn in verschiedenen Höhen effektiv „durchschneiden“, als würden sie die Schichten einer Zwiebel abziehen. Jedes Teleskop erzählt einen anderen Teil der Geschichte des Saturn, und die Beobachtungen zusammen helfen den Forschern zu verstehen, wie die Atmosphäre des Saturn als zusammenhängendes dreidimensionales System funktioniert.

Das hier gezeigte Hubble-Bild wurde im August 2024 im Rahmen eines mehr als zehn Jahre andauernden Beobachtungsprogramms namens OPAL (Outer Planet Atmospheres Legacy) aufgenommen, während das Webb-Bild einige Monate später im Rahmen der „Director’s Discretionary Time“ entstanden ist.

Die neu veröffentlichten Bilder zeigen Merkmale der turbulenten Atmosphäre des Saturn. Auf dem Webb-Bild schlängelt sich ein langlebiger Jetstream, bekannt als „Ribbon Wave“, über die nördlichen mittleren Breiten, beeinflusst von ansonsten nicht nachweisbaren atmosphärischen Wellen. Direkt darunter stellt ein kleiner Fleck einen verbleibenden Rest des „Great Springtime Storm“ von 2011 bis 2012 dar. Auch mehrere andere Stürme, die die südliche Hemisphäre des Saturn übersäen, sind auf Webbs Bild zu sehen. All diese Merkmale werden von starken Winden und Wellen unterhalb der sichtbaren Wolkendecke geformt, was den Saturn zu einem natürlichen Labor für die Erforschung der Strömungsdynamik unter extremen Bedingungen macht.

Auf beiden Bildern sind auch einige der spitzen Kanten des ikonischen, sechseckigen Jetstreams am Nordpol des Saturn, der 1981 von den Voyager-Sonden entdeckt wurde, schwach zu erkennen. Es bleibt eines der faszinierendsten Wetterphänomene des Sonnensystems. Seine Beständigkeit über Jahrzehnte hinweg unterstreicht die Stabilität bestimmter großräumiger atmosphärischer Prozesse auf Riesenplaneten. Dies sind wahrscheinlich die letzten hochauflösenden Aufnahmen, die wir von dem berühmten Sechseck bis in die 2040er Jahre sehen werden, da der Nordpol in den Winter eintritt und für 15 Jahre in Dunkelheit versinken wird.

In Webbs Infrarotaufnahmen erscheinen die Pole des Saturn deutlich graugrün, was auf Licht hinweist, das bei Wellenlängen um 4,3 Mikrometer emittiert wird. Dieses charakteristische Merkmal könnte von einer Schicht hochgelegener Aerosole in der Saturnatmosphäre stammen, die das Licht in diesen Breitengraden anders streut. Eine weitere mögliche Erklärung ist die Polarlichtaktivität, da geladene Moleküle, die mit dem Magnetfeld des Planeten interagieren, in der Nähe der Pole leuchtende Emissionen erzeugen können. Hubble und Webb haben bereits die Polarlichter des Saturn erforscht, Einblicke in die spektakulären Polarlichter des Jupiter geliefert, die auch mit Hubble zu sehen waren, die 2011 von Hubble erhaschten Polarlichter des Uranus bestätigt und mit Webb erstmals die Polarlichter des Neptun entdeckt.

Auf Webbs Infrarotaufnahme erscheinen die Ringe extrem hell, da sie aus stark reflektierendem Wassereis bestehen. Auf beiden Aufnahmen sehen wir die sonnenbeschienene Seite der Ringe, auf der Hubble-Aufnahme etwas weniger deutlich, weshalb darunter Schatten auf dem Planeten zu sehen sind. Es gibt auch subtile Ringmerkmale wie Speichen und Strukturen im B-Ring (dem dicken zentralen Bereich der Ringe), die bei den beiden Observatorien unterschiedlich erscheinen. Der F-Ring, der äußerste Ring, sieht auf dem Webb-Bild dünn und scharf aus, während er auf dem Hubble-Bild nur leicht leuchtet.

Die Umlaufbahn des Saturn um die Sonne bestimmt in Verbindung mit der Position der Erde auf ihrer jährlichen Umlaufbahn unseren sich verändernden Blickwinkel auf die Oberfläche und die Ringe des Saturn. Diese Beobachtungen aus dem Jahr 2024, die im Abstand von 14 Wochen aufgenommen wurden, zeigen, wie sich der Planet vom nördlichen Sommer in Richtung der Tagundnachtgleiche 2025 bewegt. Während Saturn in den südlichen Frühling und später in den südlichen Sommer der 2030er Jahre übergeht, werden Hubble und Webb zunehmend bessere Einblicke in diese Hemisphäre erhalten.

Hubbles jahrzehntelange Beobachtungen des Saturn haben eine Aufzeichnung seiner sich entwickelnden Atmosphäre geschaffen. Programme wie OPAL mit ihrer jährlichen Überwachung haben es Wissenschaftlern ermöglicht, Stürme, Streifenmuster und saisonale Veränderungen im Laufe der Zeit zu verfolgen. Webb ergänzt diese fortlaufende Aufzeichnung nun um leistungsstarke Infrarot-Fähigkeiten und erweitert damit die Möglichkeiten der Forscher, die atmosphärische Struktur und die dynamischen Prozesse des Saturn zu messen.

Weitere Informationen
Webb ist das größte und leistungsstärkste Teleskop, das jemals ins All gebracht wurde. Im Rahmen einer internationalen Kooperationsvereinbarung stellte die ESA den Startdienst für das Teleskop unter Einsatz der Trägerrakete Ariane 5 bereit. In Zusammenarbeit mit ihren Partnern war die ESA für die Entwicklung und Qualifizierung der Anpassungen der Ariane 5 für die Webb-Mission sowie für die Beschaffung des Startdienstes durch Arianespace verantwortlich. Die ESA stellte außerdem den Hauptspektrografen NIRSpec sowie 50 % des Mittelinfrarot-Instruments MIRI bereit, das von einem Konsortium staatlich finanzierter europäischer Institute (dem MIRI European Consortium) in Zusammenarbeit mit dem JPL und der University of Arizona entwickelt und gebaut wurde. Webb ist eine internationale Partnerschaft zwischen der NASA, der ESA und der Canadian Space Agency (CSA).

Das Hubble-Weltraumteleskop ist seit über drei Jahrzehnten in Betrieb und liefert weiterhin bahnbrechende Entdeckungen, die unser grundlegendes Verständnis des Universums prägen. Hubble ist ein Projekt der internationalen Zusammenarbeit zwischen der ESA und der NASA.

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• Planet Saturn

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Quelle: NASA Webb Mission Team, 20. Januar 2026

Auf dem Bild der NIRCam (Nahinfrarotkamera) des Webb-Teleskops zeichnen sich Säulen ab, die wie Kometen mit langen Schweifen aussehen und den Umfang des inneren Bereichs einer expandierenden Gashülle nachzeichnen. Hier prallen glühende Winde aus schnell strömendem, heißem Gas des sterbenden Sterns auf langsamere, kältere Hüllen aus Staub und Gas, die zu Beginn seiner Lebenszeit abgestoßen wurden, und formen so die bemerkenswerte Struktur des Nebels.

Der ikonische Helixnebel wurde in den fast zwei Jahrhunderten seit seiner Entdeckung von zahlreichen boden- und weltraumgestützten Observatorien abgebildet. Die Nahinfrarotaufnahme des Webb-Teleskops zeigt diese Verdichtungen im Vergleich zu dem eher ätherischen Bild des Hubble-Weltraumteleskops der NASA, während die höhere Auflösung die Schärfe der Aufnahme des außer Dienst gestellten Spitzer-Weltraumteleskops der NASA übertrifft. Darüber hinaus zeigt die neue Nahinfrarotaufnahme den deutlichen Übergang zwischen dem heißesten und dem kühlsten Gas, während sich die Hülle vom zentralen Weißen Zwerg ausdehnt.

Ein gleißend heller Weißer Zwerg, der Überrest des sterbenden Sterns, liegt mitten im Nebel, außerhalb des Bildausschnitts des Webb-Teleskops. Seine intensive Strahlung erhellt das umgebende Gas und erzeugt ein farbenprächtiges Spektrum: heißes, ionisiertes Gas in unmittelbarer Nähe des Weißen Zwergs, kühlerer molekularer Wasserstoff weiter außen und schützende Bereiche, in denen sich in Staubwolken komplexere Moleküle bilden können. Diese Wechselwirkung ist von entscheidender Bedeutung, denn sie liefert das Ausgangsmaterial, aus dem in anderen Sternsystemen eines Tages neue Planeten entstehen könnten.

Auf Webbs Aufnahme des Helixnebels repräsentiert die Farbe die Temperatur und die chemische Zusammensetzung. Ein Hauch von Blau markiert das heißeste Gasfeld, das durch die intensive ultraviolette Strahlung des Weißen Zwergs angeregt wird. Weiter außen kühlt das Gas ab, Bereiche in denen sich Wasserstoffatome zu Molekülen verbinden, sind in gelb dargestellt. An den äußeren Rändern zeichnen die rötlichen Töne das kühlste Material nach, wo das Gas dünner wird und sich Staub bilden kann. Zusammengenommen zeigen die Farben, wie der letzte Atemzug des Sterns sich in die Rohstoffe für neue Welten verwandelt und so den Wissensschatz, den Webb über den Ursprung von Planeten gewonnen hat, erweitert.

Spitzers Untersuchungen des Helixnebels deuteten auf die Bildung komplexerer Moleküle hin, doch Webbs Auflösung zeigt, wie diese in abgeschirmten Bereichen des Nebels entstehen. Achten Sie auf dem Webb-Bild auf dunkle Bereiche inmitten des leuchtenden Oranges und Rots.

Der Helixnebel befindet sich 650 Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Wassermann. Aufgrund seiner relativen Nähe zur Erde und seiner Ähnlichkeit mit dem „Auge Saurons“ ist er bei Hobbyastronomen und professionellen Astronomen gleichermaßen beliebt.

Das James-Webb-Weltraumteleskop ist das weltweit führende Weltraumteleskop für die Weltraumforschung. Webb entschlüsselt Geheimnisse unseres Sonnensystems, richtet den Blick auf ferne Welten um andere Sterne und erforscht die geheimnisvollen Strukturen und Ursprünge unseres Universums sowie unseren Platz darin. Webb ist ein internationales Programm unter der Leitung der NASA und ihrer Partner, der ESA (Europäische Weltraumorganisation) und der CSA (Kanadische Weltraumagentur).

Weitere Informationen zu Webb finden Sie unter: https://nasa.gov/webb

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• Planetarische Nebel

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Quelle: ESA/Science&Exploration/SpaceScience/Webb, 7. August 2025

Es ist nur von der südlichen Hemisphäre der Erde aus sichtbar und besteht aus den beiden sonnenähnlichen Doppelsternen Alpha Centauri A und Alpha Centauri B sowie dem schwach leuchtenden roten Zwergstern Proxima Centauri. Alpha Centauri A ist der dritthellste Stern am Nachthimmel. Obwohl drei Planeten bestätigt sind, die Proxima Centauri umkreisen, erwies sich die Bestätigung weiterer Welten um Alpha Centauri A und Alpha Centauri B als schwierig.

Nun liefern Webbs Beobachtungen mit seinem Mid-Infrared Instrument (MIRI) den bislang stärksten Beweis für einen Gasriesen, der Alpha Centauri A umkreist. Die Ergebnisse wurden in zwei Artikeln in den Astrophysical Journal Letters veröffentlicht.
Sollte dies bestätigt werden, wäre der Planet der erdnächste Planet, der in der habitablen Zone eines sonnenähnlichen Sterns kreist. Da es sich bei dem Planetenkandidaten jedoch um einen Gasriesen handelt, gehen Wissenschaftler davon aus, dass er kein Leben, wie wir es kennen, beherbergen würde.
„Da uns dieses System so nahe ist, würde jeder gefundene Exoplanet unsere beste Gelegenheit bieten, Daten über andere Planetensysteme als unser eigenes zu sammeln. Doch selbst mit dem leistungsstärksten Weltraumteleskop der Welt sind diese Beobachtungen unglaublich anspruchsvoll, weil diese Sterne so hell und nah sind und sich schnell über den Himmel bewegen“, sagte Charles Beichman vom Jet Propulsion Laboratory der NASA und dem NASA Exoplanet Science Institute am IPAC-Astronomiezentrum des Caltech, einer der Erstautoren der neuen Fachartikel. „Webb wurde entwickelt und optimiert, um die entferntesten Galaxien im Universum zu finden. Das Operationsteam des Space Telescope Science Institute musste eine maßgeschneiderte Beobachtungssequenz nur für dieses Ziel entwickeln, und ihr zusätzlicher Aufwand hat sich spektakulär gelohnt.“

Mehrere Runden sorgfältig geplanter Beobachtungen durch Webb, sorgfältige Analysen durch das Forschungsteam und umfangreiche Computermodellierungen führten zu der Feststellung, dass es sich bei der in Webbs Bild sichtbaren Quelle wahrscheinlich um einen Planeten und nicht um ein Hintergrundobjekt (wie eine Galaxie), ein Vordergrundobjekt (einen vorbeiziehenden Asteroiden) oder ein anderes Detektor- oder Bildartefakt handelt.
Die ersten Beobachtungen des Systems fanden im August 2024 statt. Dabei wurde die Koronamaske an Bord von MIRI verwendet, um das Licht von Alpha Centauri A zu blockieren. Obwohl die zusätzliche Helligkeit des nahegelegenen Begleitsterns Alpha Centauri B die Analyse erschwerte, konnte das Team das Licht beider Sterne herausrechnen und so ein Objekt enthüllen, das über 10.000-mal lichtschwächer als Alpha Centauri A ist und etwa die doppelte Entfernung zwischen Sonne und Erde von diesem Stern entfernt ist.
Obwohl die erste Entdeckung aufregend war, benötigte das Forschungsteam weitere Daten, um zu einem eindeutigen Ergebnis zu gelangen. Zusätzliche Beobachtungen des Systems im Februar 2025 und April 2025 (unter Verwendung der Director’s Discretionary Time) ergaben jedoch keine Objekte wie das im August 2024 identifizierte.

„Wir stehen vor dem nicht-mehr-sichtbar-sein eines Planeten! Um dieses Rätsel zu lösen, haben wir mithilfe von Computermodellen Millionen möglicher Umlaufbahnen simuliert und dabei sowohl die Erkenntnisse aus der Beobachtung des Planeten als auch aus der Zeit ohne Beobachtung berücksichtigt“, sagte Doktorand Aniket Sanghi vom California Institute of Technology in Pasadena, Kalifornien. Sanghi ist Co-Erstautor der beiden Artikel, die die Forschung des Teams behandeln.
In diesen Simulationen berücksichtigte das Team sowohl die Sichtung eines potenziellen Exoplanetenkandidaten durch das Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte im Jahr 2019 als auch die neuen Daten von Webb. Zudem wurden Umlaufbahnen berücksichtigt, die in Gegenwart von Alpha Centauri B gravitativ stabil wären, d. h. der Planet würde nicht aus dem System geschleudert.
Die Forscher halten eine Nichtentdeckung in der zweiten und dritten Beobachtungsrunde mit Webb für nicht überraschend.
„Wir stellten fest, dass sich der Planet in der Hälfte der simulierten Umlaufbahnen zu nahe an den Stern bewegte und für Webb sowohl im Februar als auch im April 2025 nicht sichtbar gewesen wäre“, sagte Sanghi. Basierend auf der Helligkeit des Planeten in den Beobachtungen im mittleren Infrarot und den Umlaufbahnsimulationen gehen die Forscher davon aus, dass es sich um einen Gasriesen mit etwa der Masse des Saturn handeln könnte, der Alpha Centauri A auf einer elliptischen Bahn umkreist, die zwischen dem ein- und zweifachen Abstand zwischen Sonne und Erde variiert.
„Dies sind einige der anspruchsvollsten Beobachtungen, die wir bisher mit dem Koronographen von MIRI durchgeführt haben“, sagte Pierre-Olivier Lagage vom CEA in Frankreich, Mitautor der Artikel und französischer Leiter der Entwicklung von MIRI. „Als wir das Instrument entwickelten, waren wir gespannt, was wir um Alpha Centauri herum entdecken würden, und ich bin gespannt, was es uns als Nächstes offenbaren wird!“
„Sollte sich die Existenz des potenziellen Planeten im Webb-Bild von Alpha Centauri A bestätigen, wäre dies ein Meilenstein in der Exoplaneten-Bildgebung“, sagt Sanghi. „Von allen bisher direkt abgebildeten Planeten wäre dieser seinem Stern am nächsten. Er ähnelt in Temperatur und Alter den Riesenplaneten unseres Sonnensystems am meisten und ist unserer Heimat, der Erde, am nächsten“, sagt er. „Seine Existenz in einem System zweier eng beieinander liegender Sterne würde unser Verständnis davon, wie Planeten in chaotischen Umgebungen entstehen, überleben und sich entwickeln, in Frage stellen.“
Sollten die Ergebnisse des Teams durch weitere Beobachtungen bestätigt werden, könnten sie die Zukunft der Exoplanetenforschung verändern.

Links:

• Release on esawebb.org
• Science paper
• Science paper

Mehr Information

Webb ist das größte und leistungsstärkste Teleskop, das jemals ins All geschossen wurde. Im Rahmen einer internationalen Kooperationsvereinbarung stellte die ESA den Start des Teleskops mit der Trägerrakete Ariane 5 bereit. In Zusammenarbeit mit Partnern war die ESA für die Entwicklung und Qualifizierung der Ariane-5-Adaptionen für die Webb-Mission sowie für die Beschaffung des Startdienstes durch Arianespace verantwortlich. Die ESA stellte außerdem den leistungsstarken Spektrographen NIRSpec und 50 % des Mittelinfrarot-Instruments MIRI bereit, das von einem Konsortium national finanzierter europäischer Institute (dem MIRI European Consortium) in Zusammenarbeit mit dem JPL und der University of Arizona entwickelt und gebaut wurde.
Webb ist eine internationale Partnerschaft zwischen NASA, ESA und der Canadian Space Agency (CSA).

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• Exoplaneten

Der Beitrag Webb findet neue Hinweise auf einen Planeten in unserem nächsten Sonnensystem erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Autoren: Ingo Muntenaar und Kirsten Müller, Quelle: Kongressbesuch.

Die technischen Vorträge am zweiten Kongresstag wurden ebenfalls im ESTEC, unter dem Vorsitz des ehemaligen ESA-Astronauten Pedro Duque (STS-95; Soyuz TMA-3), gehalten.

ESA

Matthias Maurer gab ein Update zu den ESA-Aktivitäten. Am 22. April 2024 haben die sechs neuesten ESA-Astronautinnen und -Astronauten Sophie Adenot, Rosemary Coogan, Pablo Alvarez Fernández, Raphaël Liègeois und Marco Sieber ihre Astronautenzertifikate erhalten. Sophie Adenot wird ihren ersten Raumflug 2026 machen, Raphaël Liègeois nach ihr. Es gab zwei Raumflüge von ESA-Astronauten: der Däne Andreas Mogensen war mit seiner Huginn-Mission Teil der ISS-Expeditionen 70 und 71 und wurde auf der ISS von der Privatmission Axiom-3 mit dem schwedischen ESA-Reserveastronauten Markus Wandt besucht. Für 2024 und 2025 sind ansonsten keine Langzeitmissionen mehr von europäischen Astronauten geplant.

Für den Rücktransport von Fracht aus dem LEO (Low Earth Orbit, niedrigen Erdorbit) sind im Mai 2024 zwei Verträge, mit TEX und mit TAS-1, unterzeichnet worden. Einer davon wird kommendes Jahr verlängert. Auch wurde das European Service Module ESM-3 am KSC abgeliefert und man ist dabei, ESM-4 bis ESM-6 zu integrieren. Für das Mondlandeelement (LDE, Lunar Descent Element) Argonaut, das Teil von Artemis werden soll, wurde TAS-1 als primärer Vertragspartner ausgewählt. Im Oktober wird die Auswahl eines Triebwerkes erwartet. Für das ExoMars / Rosalind Franklin-Projekt ist zwischen der ESA und der NASA ein Memorandum of Understanding unterschrieben worden. Auch fand am 9. Juli 2024 der Erstflug einer Ariane-6 statt. Recht ausführlich ging Maurer auf LUNA, die Anlage zur analogen Mondsimulation auf dem DLR-Gelände in Köln-Porz, ein. Diese stand vor einem Jahr noch nicht und wurde am 25. September 2024 eröffnet. Im Innenbereich wurde mit künstlichem Regolith die Mondoberfläche nachempfunden. Die Anlage verfügt über einen Sonnensimulator, ein System zur Reduzierung von Schwerkraft, unterstützende Kontroll- und Laboreinrichtungen, Raumanzüge zur Simulation und regenerative Energiesysteme und ermöglicht auch die Simulation mit Rovern und Robotern, außerdem wird dort am Projekt EDEN-LUNA zur Entwicklung von Pflanzenzucht zur Ernährung in geschlossenen Systemen gearbeitet. Es wird auch eng mit der benachbarten :envihab-Anlage des DLR für Raumfahrtmedizin zusammengearbeitet.

JAXA

Der japanische Raumfahrer Koichi Wakata (5 Raumflüge: STS-72; STS-92; STS-119 / ISS-18 / ISS-19 / ISS-20 / STS-127; Soyuz TMA-11M / ISS-38 / ISS-39; SpaceX Crew-5 / ISS-68) hat ein Update über die japanische Raumfahrtorganisation JAXA gegeben. Wakata erwähnte gleich zu Beginn seines Vortrags, dass er nicht als Repräsentant von JAXA spricht, sondern mangels JAXA-Vertreter beim ASE-Kongress lediglich die von JAXA vorbereiteten Folien vorträgt.

Koichi Wakata ist am 31. März 2024 aus dem japanischen Astronautenkorps ausgetreten und hat sich der privaten Raumfahrtfirma Axiom Space angeschlossen. Diese Firma repräsentiert er im asiatisch-pazifischen Raum.

Die von Wakata vorgestellte Organisationsstruktur des JAXA Management Boards sieht zwei altbekannte japanische Raumfahrer. Dr. Chiaki Mukai (2 Raumflüge: STS-65; STS-95) hält die Position der Beraterin des JAXA-Generaldirektors. Akihiko Hoshide (3 Raumflüge: STS-124; Soyuz TMA-05M / ISS-32 / ISS-33; SpaeX Crew-2 / ISS-65 / ISS-66) kam am 9. November 2021 von seinem Langzeitflug zurück und hat im Management Board die Position des stellvertretenden Programm Managers übernommen.

Der Status der weiteren aktiven japanischen Raumfahrer sieht wie folgt aus:

Satoshi Furukawa (2 Raumflüge: Soyuz TMA-02M / ISS-28 / ISS-29; SpaceX Crew-7 / ISS-69 / ISS-70) befindet sich nach der Landung von SpaceX Crew-7 und somit der Beendigung seines Langzeitaufenthalts auf der ISS am 12. März 2024 in der Regenerationsphase.

Kimiya Yui (1 Raumflug: Soyuz TMA-17M / ISS-44 / ISS-45) befindet sich gerade im Training für eine Langzeitmission auf der Internationalen Raumstation und ist als Missionsspezialist für den ersten kommerziellen Flug des Boeing CST-100 Starliner nominiert.

Takuya Onishi (1 Raumflug: Soyuz MS / ISS-48 / ISS-49) hat im September an der ESA-Analogmission PANGAEA ((Planetary Analogue Geological and Astrobiological Exercise for Astronauts). Der PANGAEA-Ausbildungskurs soll den Astronauten die grundlegenden Kenntnisse und praktischen Fähigkeiten im Bereich Feldgeologie und Astrobiologie vermitteln, die sie benötigen, um bei künftigen Planetenerkundungsmissionen zum Mond und zum Mars als Wissenschaftler im Einsatz zu sein. Mittlerweile ist er als Missionspezialist für die im Februar angesetzte Mission SpaceX Crew-10 eingeteilt worden. Daher befindet er sich derzeit im Training für eine Langzeitmission.

Norishige Kanai (1 Raumflug: Soyuz MS-07 / ISS-54 / ISS-55) befindet sich ebenfalls im Training und wartet auf die Nominierung zu seinem nächsten Raumflug. Zur Zeit unterstützt er u. a. ausländische Studenten beim Kibo-Nutzungsprogramm.

Seit dem Januar 2024 unterstützt Akihiko Hoshide das JAXA-Büro in Houston als Senior Manager. Gleichzeitig ist er die Verbindungsperson der JAXA zum Astronautenbüro der NASA.

Die beiden am 28. Februar 2023 ausgewählten neuen japanischen Astronauten Ayu Yoneda und Makoto Suwa befinden sich weiterhin im Basistraining. Im April 2024 haben sie die ESA-Einrichtungen besucht und an einer Parabelflugkampagne der ESA teilgenommen. Als nächstes werden sie die NASA-Einrichtungen kennenlernen und u. a. Trainings im Bereich Robotik erhalten. Nach derzeitiger Planung (Stand 1. Oktober 2024) wird erwartet, dass die beiden Nachwuchsraumfahrer im November 2024 ihr Basistraining abschließen. Danach folgt die Zertifizierung.

Die Planungen für die neuen Mondmissionen im Artemis-Programm schreiten voran. Als eines der drei ersten Experimente ist das LDA (Lunar Dielectric Analyzer) für Artemis-III ausgewählt worden. Dieses Experiment wird federführend durch die University of Tokyo betreut und von JAXA unterstützt.

NASA und das japanische Ministerium für Bildung, Kultur, Sport, Wissenschaft und Technologie (MEXT – Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology) haben am 9. April 2024 ein Abkommen zur Förderung der nachhaltigen Erforschung des Mondes durch den Menschen unterzeichnet.

Japan wird einen druckbeaufschlagten Rover für die Erkundung des Mondes mit Besatzung entwerfen, entwickeln und betreiben. Dabei kann dieser Rover astronautisch oder robotisch betrieben werden. Die NASA wird für den Start und die Landung des Rovers zum Mond sorgen und japanischen Astronauten zwei Gelegenheiten bieten, die Mondoberfläche zu betreten.

Nach Auskunft von Koichi Wakata soll der Rover von Toyota Motor Corporation entwickelt und gebaut werden. Zur Zeit macht man sich Gedanken, ob dieses Vehikel ein Sichtfenster bekommt, oder aber mittels Kameras die Außenansicht auf Monitoren innerhalb der Kabine darstellt. Strukturingenieure halten die Möglichkeit von Sichtfenstern innerhalb eines druckbeaufschlagten Systems, welches auch Schläge durch Bodenunebenheiten aufnehmen muss, für einen Albtraum. Astronauten dagegen bevorzugen aber genau solche Fenster, weil sie dann genau sehen können, wohin sie fahren. Gleichzeitig haben sie die Umgebung ohne gravierende Sichtfeldeinschränkung im Blick.

Mit dem Zwischenruf „Die Qualität und Lebensdauer der japanischen Autos muss aber stimmen“ aus dem Publikum wurde der Vortrag von Koichi Wakata beendet.

NASA

Der nächste Statusreport wurde von Mike Fincke (3 Flüge: Soyuz TMA-4 / ISS-09; Soyuz TMA-13 / ISS-18; STS-134) als Repräsentant der NASA gegeben. Als langjähriges Mitglied des NASA-Astronautenkorps hat er natürlich einen sehr tiefen Einblick in seine Organisation. Das Motto des Astronautenkorps lautet: „We train and fly for the benefit of humankind and provide crew perspective and leadership for all aspects of human space exploration“, was übersetzt werden kann mit: „Wir trainieren und fliegen zum Wohle der Menschheit und bieten aus der Astronautenperspektive die Sichtweise und die Führungsqualitäten für alle Aspekte der menschlichen Erforschung des Weltraums.“

Danach gab er eine sehr ausführliche Übersicht über die Zusammensetzung des Astronautenkorps. Im Jahr 2000 hatte das Korps eine maximale Größe von beinahe 150 Astronauten. Diese ist auf momentan 48 Raumfahrer zusammengeschrumpft. Damit hat die NASA die kleinste Kadergröße seit fast 20 Jahren durchschritten. Dabei muss sich der Astronautenkader folgenden Herausforderungen stellen:

• Zielvorgaben der NASA für Weltraumflüge erreichen
• Wartung der Internationalen Raumstation und Entwicklung / Ermöglichung des Stationsbetriebs in der niedrigen Erdumlaufbahn
• Durchführung von astronautischen Raumfahrtmissionen mit unterschiedlichen Raumfahrzeugen
• Unterstützung bei der Konzeption und Entwicklung anderer Fahrzeuge und Systeme für Artemis-Missionen

Dabei liegen die Prioritäten bei folgenden Hauptaktivitäten:

• Raumflugbetrieb

• Unterstützung aktueller und künftiger Weltraummissionen
• Unterstützung der Ausbildung von Raumflugbesatzungen
• Erlangung technischer Fertigkeiten

• Technische Arbeiten:

• Führung und / oder technische Unterstützung des Astronautenbüros
• Erstellen / Überprüfen der Bürorichtlinien
• Vertretung des Astronautenbüros in JSC- oder NASA-Gremien/Ausschüssen
• qualitativ hochwertige Public Relations-Unterstützung für Pflichtveranstaltungen und Veranstaltungen mit hoher Priorität

• Aufrechterhaltung der Einsatzfähigkeit:

• sicherer T-38 Flugbetrieb zum Erreichen der Flugstundenziele
• Erhaltung / Verbesserung der technischen Fähigkeiten für Flug- und Unterstützungssimulationen
• Aufrechterhaltung der körperlichen Fitness

• sonstige Unterstützung:

• Zeit für berufliche Weiterentwicklung und Aufrechterhaltung der Gesundheit
• Sicherstellung der Erledigung aller Verwaltungsaufgaben
• Bieten hochwertiger PR-Unterstützung

Die NASA-Astronautenklasse 23 „The Flies“, die am 06.12.2021 ausgewählt wurde, hat ihre Grundausbildung am 5. März 2024 abgeschlossen. Zu den 10 neuen Astronauten (Nicole S. Ayers, Marcos G. Berrios, Christina M. Birch, Deniz M. Burnham, Luke D. Delaney, André M. B. Douglas, Jack S. Hathaway, Anil S. Menon, Christopher L. Williams, Jessica O. Wittner) gesellen sich noch zwei Raumfahrer aus den Vereinigten Arabischen Emiraten (Nora Al Matrooshi, Mohammad Al Mulla), die ebenfalls ihre Ausbildung erfolgreich abgeschlossen haben und nun auf ihre Flugnominierung warten.

Der Astronaut Josh Cassada (1 Raumflug: SpaceX Crew-5 / ISS-68) hat nach nur einem Raumflug seine Astronautentätigkeit zum 1. Oktober 2024 bei der NASA beendet.

Damit ergibt sich die oben bereits erwähnte Größe des NASA-Astronautenkaders. Von diesen Raumfahrern sind zur Zeit 45 Raumfahrer als aktiv gelistet. 11 Astronauten haben Führungspositionen im Astronautenbüro, wobei das Astronautenbüro derzeit von Joseph M. Acaba (3 Raumflüge: STS-119; Soyuz TMA-04M / ISS-31 / ISS-32; Soyuz MS-06 / ISS-53 / ISS-54) geleitet wird. Unterstützt wird er in der Leitungsfunktion durch Shannon Walker (2 Raumflüge: Soyuz TMA-19 / ISS-24 / SS-25; SpaceX Crew-1 / ISS-64 / ISS-65). Weitere Assistenz gibt es in den Bereichen:

• International Space Station (Assistenz: Stephen G. Bowen)
• EVA / Robotic + NextEMU (Assistenz: Nicole V. A. Mann)
• kommerzielle Besatzungen (Assistenz: Robert T. Hines, Jr.)
• Artemis:

• Orion / Space Launch System / Exploration Ground Systems (Assistenz: Randolph J. Bresnik)
• Human Landing System (Assistenz Raja Chari)
• Gateway (Assistenz: Stanley G. Love)
• Extravehicular Activity (EVA) and Human Surface Mobility (HSM) Program EHP (Assistenz: Kayla S. Barron)

Das Astronautenbüro ist in die folgenden Sparten aufgeteilt:

• zugewiesene Besatzungen (Abteilungsleiterin: Jessica A. Watkins; Stellvertreter: Francisco C. Rubio)
• Crew-Betrieb (Abteilungsleiter: James M. Kelly; Stellvertreter: Joe F. Edwards)
• Missionsunterstützung Besatzungen (Abteilungsleiterin: M. Behnken; Stellvertreterin: Kathleen H. Rubins)
• 3D Druck-Labor (Abteilungsleiter: Lee M. Morin; Stellvertreter: Stanley G. Love)

Derzeit (Stand 1. Oktober 2024) befinden sich sechs NASA-Astronauten im Weltraum. Drei Raumfahrer befinden sich in der mindestens sechsmonatigen Regenerationsphase nach ihrem jeweiligen Langzeitflug. Zwei Astronauten sind derzeit nicht in Houston ansässig, sondern haben andere Tätigkeiten (z. B. Lehrtätigkeiten) außerhalb des Astronautenbüros übernommen. 20 NASA-Astronauten bereiten sich gerade auf ihren Raumflug als Stammbesatzung oder Ersatzbesatzung vor.

Der Zyklus vom Astronautentraining bis zum Raumflug erfolgt nach dem folgenden zeitlichen Ablauf: Das ASCAN (Astronaut Candidate) Training dauert 2 Jahre und beinhaltet Grundkenntnisse in den Bereichen Wissenschaften, Einführung in ISS Systeme, T-38 Flugbetrieb, Umgang mit robotischen Systemen, Erlernen russischer Sprachkenntnisse, Überlebenstraining an Land und auf See). Nach dem Basistraining werden die Astronaut:innen ihre Kenntnisse in den Gebieten ISS Systeme, EVA, robotische Systeme, T-38 Flugbetrieb, russische Sprachkenntnisse und Leitungsfunktionen im Management weiter vertiefen. Daneben werden sie unterstützende Tätigkeiten im Raumflugbetrieb wahrnehmen. Diese Wartezeit vor der Nominierung zu einem Raumflug, auch als „Pre-Assignment Training“ bekannt, kann zwischen einem bis sieben Jahre dauern. Ist die Person erst einmal als Besatzungsmitglied einer Raumflugmission zugewiesen, folgt das in der Regel auf 2 Jahre angesetzte missionsspezifische Training. Nach der Langzeitmission, die im Normalfall ein halbes Jahr dauert, schließt sich das Regenerationsprogramm an. Danach nimmt die Person wieder unterstützende Aufgaben in einer NASA-Abteilung war, ehe sie wieder einer Raumflugmission zugeordnet wird.

Die Aufgabenvielfalt verlangt dem kleinen Astronautenkader sehr viel ab. Eine Frage einer ehemaligen Astronautin, ob man denn bereits das Regierungsprogramm wahrgenommen hätte, wonach ehemalige Regierungsbeamte (Anmerkung der Redaktion: NASA ist eine Regierungsorganisation) für ihren ehemaligen Arbeitgeber ohne Einhaltung ausufernder bürokratischer Prozesse, ein weiteres Jahr tätig werden können, wurde positiv aufgenommen. Es bleibt abzuwarten, ob die NASA von dieser Möglichkeit Gebrauch machen wird.

Am Horizont zeichnet sich dann doch wieder etwas Entspannung für den Zeitraum nach dem Sommer 2027 ab. Dann wird eine neue Astronautenklasse ihre Grundausbildung abgeschlossen haben. Die nächste Astronautengruppe, die in 2025 ihre Ausbildung starten wird, beginnt in den nächsten Tagen die erste Interviewrunde beim Johnson Space Center. In einer weiteren Interviewrunde, die voraussichtlich Anfang 2025 stattfinden wird, werden aus den anfänglich mehr als 8000 Bewerbern die möglichen 10 Astronautenkandidat:innen herausgefiltert worden sein, die die NASA-Astronautengruppe 24 bilden.

Das Explorationsprogramm sieht folgende Schritte vor:

• Commercial Lunar Payload Services: kleine Nutzlasten werden auf die Mondoberfäche gebracht
• Artemis I: Space Launch System / Orion Testflug ohne Besatzung
• Artemis II: astronautische Mission in die Mondumlaufbahn mit dem Space Launch System / Orion
• Gateway: Power Propulsion Element (PPE) und Habitation and Logistics Outpost (HALO) werden gestartet
• Human Landing System (HLS) wird in die Mondumlaufbahn gebracht
• Artemis III: erste astronautische Mission zur Mondoberfläche
• Das Lunar Terrain Vehicle (LTV) wird zur Mondoberfläche gebracht

Die Artemis II Crew besteht aus den folgenden Besatzunsmitgliedern:

• Reid Wiseman (NASA / Kommandant)
• Victor Glover (NASA Pilot)
• Christina Hammock Koch (NASA / Missionsspezialistin)
• Jeremy Hansen (CSA / Missionsspezialist)

Die Artemis II Mission wurde im September 2023, beim vorherigen ASE Planetary Congress in Bursa / Türkei, von Victor Glover bereits für 2024 angekündigt, allerdings haben technische Probleme zu einer Startverschiebung auf September 2025 geführt. Artemis III, also eine erste astronautische Mondlandung ist nunmehr für September 2026 angesetzt.

Grund für diese Verzögerungen sind technische Probleme mit dem Batteriesystem und dem Thermalkontrollsystem von Orion.

Beim letzten Orion-Testflug sind außerdem sicherheitsrelevante Probleme aufgetaucht, die letztendlich zu einer Missionsverschiebung beigetragen haben. Zum einen wird der Verlust von verkohltem Material aus dem Hitzeschild der Orion-Kapsel beim Wiedereintritt untersucht. Der Abtrag vom Hitzeschild ist höher als vorherberechnet. Momentan wird diskutiert, ob man diesen erhöhten Abtrag vom Thermalschutz toleriert, oder ob es für Artemis II angepasst wird. Dieses gilt aber nicht als das Hauptkriterium für die Startverschiebung. Der Hauptverzögerungsgrund besteht in den Ausfällen von Ventilen im Lebenserhaltungssystem des Raumfahrzeugs.

Weitere Untersuchungen finden bei der Trägerrakete statt. Dort hat sich in der Startphase Isolierschaum der Trägerrakete SLS gelöst. Ein ähnlicher Vorfall hatte im 1. Februar 2003 zum tragischen Verlust der Besatzung der Raumfähre Columbia und des Orbiters beim Wiedereintritt geführt.

Ein weiterer Punkt, der untersucht wird, ist das Fluchtseilbahn-Rettungssystem an der Startrampe, bei dem das Bremssystem nicht richtig funktioniert.

Den Neuigkeiten aus dem Astronautenbüro folgte dann die Berichterstattung über die ISS-Nutzung der NASA seit dem letzten ASE Planetary Congress.

Ab dem 20. Januar 2024 besuchte die Axiom-Crew Ax-3 (M. Lopez-Alegria, W. Villadei, A. Gezeravci, H. M. Wandt) für ungefähr 16 Tage die Internationale Raumstation. Damit erweiterte sich die Raumstationsbesatzung für die Expedition 70, die zu diesem Zeitpunkt aus den Crews Soyuz MS-24 (O. Kononenko, N. Chub, L. O’Hara) und SpaceX Crew-7 (J. Moghbeli, A. Mogensen, S. Furukawa, K. Borisov) bestand.

Anfang September 2024 bestand die Expedition 71 aus den Crews Soyuz MS-24 (O. Kononenko, N. Chub, T. Caldwell-Dyson), SpaceX Crew-8 (M. Dominick, M. Barratt, J. Epps, A. Grebyonkin) und der Boeing CFT-1 Crew (B. Wilmore, S, Williams). Die CFT-1 Crew gehörte ab dem 6. September 2024 offiziell zu Expedition 71. An diesem Tag dockte ihre Raumkapsel Boeing CST-100 Starliner unbemannt von der Internationalen Raumstation ab.

Am 11. September 2024 startete Soyuz MS-26 zur Internationalen Raumstation. An Bord waren die Raumfahrer Aleksei Ovchinin, Ivan Wagner und Donald Pettit. Diese lösten die Soyuz MS-24 Crew ab, welche mit dem Raumfahrzeug Soyuz MS-25 am 23. September 2024 zur Erde zurückkehrte. An Bord waren die Kosmonauten Oleg Kononenko, Nikolai Chub und Tracy Caldwell-Dyson. Das Abdocken von Soyuz MS-25 war gleichzeitig der Beginn der Expedition 72. Mit der Landung konnte Oleg Kononenko ein einmaliges Jubiläum feiern. Auf seinen fünf Langzeitexpeditionen verbrachte er 1110 Tage und 4 Stunden im Weltall. Dieser Weltrekord wird so schnell nicht eingeholt werden.

Sunita Williams und Barry Wilmore wurden am 29. September 2024 offiziell Crewmitglieder von SpaceX Crew-9, nachdem dieses Raumfahrzeug an der ISS angedockt hatte. Die Besatzung dieser Mission bestand ursprünglich aus Kommandant Zena M. Cardman, Pilot Tyler N. Hague und den Missionsspezialisten Stephanie D. Wilson und Aleksandr V. Gorbunov. Diese ursprüngliche Crew wurde später durch die Entscheidung des NASA-Chefastronauten Joe Acaba auf zwei Raumfahrer dezimiert. Letztendlich startete SpaceX Crew-9 mit dem Kommandanten Tyler N. Hague und dem Roscosmos Missionspezialisten Aleksandr V. Gorbunov. Die zwei leer bleibenden Sitze in der SpaceX-Raumkapsel werden durch Sunita Williams und Barry Wilmore belegt werden. Stephanie Wilson und Zena Cardman werden nun einer späteren Raumflugbesatzung zugeordnet.

(Anmerkung der Redaktion: Nach einer Übergabe der Crew-Verantwortlichkeiten sollte die SpaceX Crew-8 am 8. Oktober 2024 im Golf von Mexiko landen. Schlechte Wetterbedingungen und der Durchzug des Hurrikan Milton führten dann zu einer mehr als 2-wöchigen Verzögerung, so dass die Landung von SpaceX Crew-8 erst am Freitag, den 25. Oktober 2024 stattfinden konnte.)

Damit besteht nach mehreren Crew-Wechseln die Besatzung von Expedition 72 nunmehr aus der ISS Kommandantin Sunita Williams und den Flugingenieuren Barry Wilmore, Aleksei Ovchinin, Ivan Wagner, Donald Pettit, Tyler Hague und Aleksandr Gorbunov.

SpaceX Crew-10, bestehend aus den Crewmitgliedern Kommandantin Anne McClain, Pilotin Nichole Ayers, sowie den Missionsspezialisten Takuya Onishi und Kirill Peskov, bereiten sich auf ihren Start zur ISS vor. Dieser wird im Februar 2025 stattfinden. Für Kirill Peskov und Nichole Ayers wird es der erste Raumflug sein. Nichole Ayers ist damit gleichzeitig die erste Astronautin aus der NASA-Auswahlgruppe 23, die in den Weltraum startet.

Im Frühjahr 2025 wird Axiom Space ihre vierte private Mission zur Internationalen Raumstation starten. Auf diesen Flug bereiten sich die frühere NASA-Astronautin Peggy Whitson, der Pilot Shubanshu Shukla (Indien) sowie die Missionsspezialisten Slawosz Uznanski (Polen) und Tibor Kapu (Ungarn) vor. Slawosz Uznanski gehört zu den ESA-Reserveastronauten, die im November 2022 von der ESA ausgewählt wurden.

Voraussichtlich im September 2025 soll dann der erste kommerzielle Starliner Flug zur ISS starten. Als Besatzung wurden ausgewählt: Kommandant Scott D. Tingle, Pilot Mike Fincke, der kanadische Missionsspezialist Joshua Kutryk. Der vierte Missionsspezialist ist möglicherweise der japanische Astronaut Kimiya Yui.

Anschließend gab es noch einzelne Fragen aus dem Auditorium. Die wichtigsten zwei Fragen sollen hier wiedergegeben werden.

Frage von Cady Coleman (3 Flüge: STS-73; STS-93; Soyuz TMA-20 / ISS-26 / ISS-27): „Es gibt in der US-Regierung ein Programm, wonach ehemalige Regierungsbeamte bis zu 6 Monate an ihrem alten Arbeitsplatz aushelfen können. Im Hinblick auf die derzeitige stressige Situation im Astronautenbüro wäre das doch eine gute Sache. Macht die NASA so etwas?“

Antwort von Mike Fincke: „Möchtest Du zurückkommen? Wir nehmen Dich gerne zurück. Aber allen Ernstes. Das ist wirklich ein guter Vorschlag. Ich werde das mal im Astronautenbüro vorbringen.

Als wir damals mit der Internationalen Raumstation anfingen, hatten wir auch viel zu tun. Was haben wir gemacht? Wir haben dann einfach die große Gruppe von 44 Raumfahrern eingestellt (Anmerkung der Redaktion: NASA-Klasse 16, genannt „The Sardines“, ausgewählt am 1. Mai 1996). Unsere technischen Einsätze in den Abteilungen dauerten sehr lange bevor wir dann zu unseren ersten Raumflügen nominiert wurden.

Also diesen exzellenten Vorschlag werde ich mitnehmen. So könnten wir unsere Astronauten im Astronautenbüro entlasten und könnten auch noch von den Erfahrungen partizipieren.“

Frage von Carl „Elvis“ Walz (4 Flüge: STS-51; STS-65; STS-79; STS-108 / ISS-04 / STS-111): „Wie sieht der momentane Status der Internationalen Raumstation aus? Ich habe gehört, das es ein Leck gibt und sehr viel Sauerstoff in den freien Weltraum austritt. Und was wird gerade unternommen, um die Situation zu lösen?“

Antwort von Mike Fincke: „Das ist tatsächlich gerade unser größtes Problem. Vor einigen Jahren haben wir im russischen Teil der Raumstation mehrere Risse in der Aluminiumhaut der Raumstation entdeckt. Sie befinden sich im Übergang vom Servicemodul zur hinteren Schleuse, an der Progress- und Soyuz-Raumschiffe andocken. Die Risse hat man immer wieder mit Flicken und einer Art Epoxydharz verschließen wollen. (Anmerkung der Redaktion: Mike Fincke konnte nicht weiter auf die Art der Reparaturmethode eingehen, da es im russischen Teil der Raumstation und somit in russischer Verantwortung liegt.) Leider ist die Leckrate von Sauerstoff mittlerweile so groß, dass wir die Luke zur Schleuse verschließen (Anmerkung der Redaktion: Der Verlust an Sauerstoff hat im Frühjahr 2024 bei 3.7 lbs./day = 1.68 kg/Tag gelegen). Damit verhindern wir, dass Sauerstoff aus den anderen Modulen austreten kann. Deshalb können wir natürlich den hinteren Andockstutzen so nicht mehr nutzen. Die verbliebenen drei Andockstutzen werden dafür jetzt mehr durch russische Zubringerraumschiffe frequentiert. Zur Zeit wissen wir nicht, warum die Risse entstanden sind, daher konnten wir natürlich auch bisher keine dauerhafte Lösung erarbeiten. Nun, die Raumstation wird zwar erst 2030 aufgegeben und zum Absturz gebracht. Aber wir haben nun erst 2024 und es zeigen sich jetzt schon Abnutzungserscheinungen, die uns das Leben wirklich schwer machen.“

Nach dem Update der NASA wurden die Kongressteilnehmer in die Kaffeepause entlassen. Hinterher ging Mike Fincke in einem separaten Vortrag auf das Starliner-Programm und die Zusammenarbeit zwischen NASA und Boeing ein. Dieses tat er so ausführlich, dass wir in einem separaten Artikel davon berichten.

CSA

Der kanadische Astronaut David Saint-Jacques (Sojus MS-11 / ISS-58 / 59) gab danach ein Update zu den kanadischen Raumfahrtaktivitäten. Mehrere kanadische Raumfahrende werden in den nächsten Jahren an Raumflügen teilnehmen. Starliner 1 – Capcom Joshua Kutryk soll im August 2025 mit USCV 10 (CAN-4, dem vierten kanadischen Langzeitflug) zur Internationalen Raumstation starten. Momentan ist der Flug mit dem CST-100 / Starliner geplant. Jeremy Hansen und seine Back-up-Kollegin Jennifer Sidey-Gibbons trainieren zur Zeit für einen Flug mit Artemis II. Dieser Flug war für September 2025 geplant, wurde aber dann auf 2026 verschoben. Derzeit sind noch zwei weitere Raumflüge in einer ersten Planungsphase. Ein noch nicht benannter kanadischer Raumfahrer soll 2030 mit dem Flug USCV 20 (CAN-5) zur Raumstation fliegen. Eine weitere Fluggelegenheit ergibt sich vielleicht für das Jahr 2033, dann ergäbe sich möglicherweise eine Option für einen noch nicht näher bezeichneten Flug zur geplanten Mondorbitalstation Gateway.

Auch erinnerte David Saint-Jacques in seinem Vortrag an ein Flugjubiläum, welches sich am 5. Oktober 2024 zum 40. Mal jährte: Am 05. Oktober 1984 startete das Space Shuttle Challenger zur Mission STS-41G. Dieser Flug dauerte etwas mehr als acht Tage. An Bord war Marc Garneau, der als Nutzlastspezialist eingesetzt war. Dieser wurde damit der erste kanadische Staatsbürger, der in den Weltraum geflogen ist.

Auf der ISS gibt es für Biowissenschaften drei kanadische Einrichtungen: den Bio-Monitor, den Mobil-O-Graphen und den Bio-Analyzer. Kanada betreibt dort Forschung auf elf Gebieten der Weltraummedizin. Auch wird Kanada die ISS bis 2030 unterstützen mit dem Betreiben des Canadarm2 / Dextre, das sind ewa 2,3 % der ISS-Zusammenarbeit. Canadarm2 wird mehr und mehr vom Boden aus gesteuert und im August 2024 fing er mit NG21 sein 50. frei fliegendes Objekt seit der Installation im Jahr 2009 ein. Für die Zeit nach dem Ende der ISS plant Kanada, sich ab 2029 mit Canadarm-3 an Gateway zu beteiligen. Dieser wird etwas kleiner sein als Canadarm2, wird für Einsätze ohne Crewbeteiligung unabhängiger operieren und soll Außenbordeinsätze unterstützen.

Bei Artemis-II wird Jeremy Hansen der erste Nicht-US-Bürger sein, der die Erdumlaufbahn verlassen und zum Mond fliegen wird. Kanada wird sich auch um 2033 herum an einem Mondfahrzeug beteiligen. Dieses wird man gebrauchen können für logistische Zwecke, für den Transport von Lasten und für Bauarbeiten. Außerdem wird an Programmen zur medizinischen Versorgung und zur Lebensmittelproduktion im tiefen Weltraum gearbeitet.

Nach Ende der Präsentation wurde die folgende Frage gestellt: Da der Canadarm ja eine Kamera ersetzt habe, die vor 25 Jahren entworfen worden war: war dieses ein Gedanke von vor 25 Jahren oder von danach? Saint-Jacques antwortete, dass man erst vor relativ kurzer Zeit auf die Idee gekommen ist, dass der Canadarm manche Verrichtungen auch automatisch tun könne. Ursprünglich wurde größtenteils nur an Bedienung durch Menschen gedacht. Mittlerweile denkt man auch über Software für automatische Bedienung nach. Die zweite Frage galt den kanadischen Beiträgen im Bereich der medizinischen Versorgung der Raumfahrenden. Dieses Gebiet liegt Saint-Jacques als Mediziner besonders am Herzen. Man selektiere zuerst mal besonders gesunde Leute, jedoch müsse im Hinblick auf Langzeitmissionen die medizinische Versorgung verbessert werden. Ähnlich sei das in Kanada selbst in ländlichen Gegenden auch. Man müsse also darüber noch weiter forschen.

Mit diesem Vortrag wurde der technische Teil des zweiten Tages abgeschlossen. Nachmittags fand für die Teilnehmenden des Kongresses ein Rahmenprogramm in Amsterdam in Form eines Konzertes, eines Empfangs beim niederländischen König und eines Abendessens statt.

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• ASE-Kongresse

Der Beitrag XXXV. ASE Planetary Congress Noordwijk – ISS und Updates der Raumfahrtbehörden erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik (MPE) 23. Januar 2023.

23. Januar 2023 – Ein internationales Team hat mithilfe des James-Webb-Teleskops (JWST) der NASA/ESA/CSA unterschiedliches „Eis“ in den dunkelsten und kältesten Regionen einer Molekülwolke entdeckt, die je untersucht wurden. Dieses Ergebnis ermöglicht es den Forschenden, einfache Moleküle zu analysieren, die in zukünftigen Exoplaneten enthalten sein könnten, und eröffnet gleichzeitig ein neues Fenster zum Ursprung komplexerer Moleküle, die der erste Schritt bei der Entstehung der Bausteine des Lebens sind.

Für die Entstehung eines bewohnbaren Planeten sind gefrorene Moleküle von entscheidender Bedeutung, da sie mehrere wichtige leichte Elemente liefern: Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff und Schwefel (zusammenfassend nach ihren Symbolen als CHONS bezeichnet). Diese Elemente sind zentrale Bestandteile der Planetenatmosphären und auch von Molekülen wie Zucker, Alkoholen und einfachen Aminosäuren. Auf unsere Erde gelangten diese Elemente vermutlich durch Einschläge von eisigen Kometen oder Asteroiden. Außerdem glauben die Astronomen und Astronominnen, dass solche Eiskristalle höchstwahrscheinlich bereits in der dunklen Wolke aus kaltem Staub und Gas vorhanden waren, aus der schließlich unser Sonnensystem entstand. In derartigen Regionen des Alls liefern eisige Staubkörner einzigartige Bedingungen für chemische Reaktionen zwischen Atomen und Molekülen, aus denen sich ganz gewöhnliche Stoffe wie Wasser bilden können. Detaillierte Laborstudien haben außerdem gezeigt, dass unter diesen eisigen Bedingungen auch einfache präbiotische Moleküle entstehen können.

Ein internationales Team hat nun mit dem James-Webb-Weltraumteleskop der NASA/ESA/CSA eine detaillierte Bestandsaufnahme der kältesten bisher gemessenen Eismassen in einer Molekülwolke veröffentlicht. Das Team suchte gezielt nach Eis in einer besonders kalten, dichten und schwer zu untersuchenden Region der Molekülwolke Chamäleon I, einer etwa 600 Lichtjahre von der Erde entfernten Gegend, in der sich Dutzende von jungen Sternen bilden.

Neben einfachen Eismolekülen wie Wasser konnte das Team gefrorene Formen einer breiten Palette von Molekülen identifizieren, von Kohlendioxid, Ammoniak und Methan bis hin zum komplexen organischen Molekül Methanol. Dies ist die bisher umfassendste Bestandsaufnahme der eisigen Bestandteile, die für die Bildung künftiger Generationen von Sternen und Planeten zur Verfügung stehen, bevor sie bei der Entstehung junger Sterne aufgeheizt werden. Die Eiskörner wachsen, wenn sie in die protoplanetaren Scheiben aus Gas und Staub um diese jungen Sterne stürzen. Die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen können somit alle möglichen Eismoleküle untersuchen, die in zukünftige Exoplaneten eingebaut werden können.

„Unsere Ergebnisse geben Einblicke in die Phase der ersten, dunklen Chemie, während der sich auf den interstellaren Staubkörnern Eis bildet, welche dann zu den zentimetergroßen Brocken heranwachsen, aus denen sich in den Scheiben schließlich die Planeten bilden“, sagte Melissa McClure, Astronomin am Leiden Observatory. Sie leitet das Beobachtungsprogramm und ist Hauptautorin der Veröffentlichung, in der dieses Ergebnis beschrieben wird.

Die Beobachtungen wurden mit drei Instrumenten am JWST durchgeführt, darunter MIRI, das gemeinsam von der NASA, der ESA und einem europäischen Konsortium entwickelt wurde. Die Leidener Gruppe mit Prof. Ewine van Dishoeck hat auch Eisspektren im Labor gemessen, um sie mit den Beobachtungsdaten zu vergleichen und so die verschiedenen Eissorten zu identifizieren. „Die Qualität und Empfindlichkeit dieser frühen JWST-Daten übertrifft sogar noch unsere Erwartungen: Wir sind in der Lage, Quellen zu beobachten, die tausendmal schwächer sind, als es bisher möglich war. Wir finden sogar die 13-C-Version von CO₂-Eis“, betont Prof. van Dishoeck, die auch Mitglied des Max-Planck-Instituts für extraterrestrische Physik (MPE) ist.

Diese Forschung ist Teil des „Ice Age“-Projekts, eines der 13 „Early Release“-Wissenschaftsprogramme des James-Webb-Teleskops. Diese Beobachtungen sollen die Möglichkeiten mit dem JWST aufzeigen und der astronomischen Gemeinschaft demonstrieren, wie man das Beste aus den Instrumenten herausholen kann. Das IceAge-Team hat bereits weitere Beobachtungen geplant und hofft, den Weg des Eises von seiner Entstehung bis zur Bildung von Eiskometen nachvollziehen zu können.

„Es ist äußerst spannend, die Zusammensetzung der Eismäntel um Staubkörnchen in den dunklen und dichten Regionen interstellarer Wolken zu enthüllen“, sagt Prof. Paola Caselli, Direktorin des Zentrums für Astrochemische Studien am MPE, die ebenfalls an der Studie beteiligt war. Diese Regionen sind die Vorläufer von Planetensystemen wie dem unseren. Zumindest ein Teil dieses Eises, einschließlich der komplexen organischen Moleküle, die Vorläufer präbiotischer Spezies sind, wird in zukünftige Planetensysteme eingebaut. „Wir können nun – dank JWST und IceAge – Beobachtungen von interstellarem Eis quantitativ mit unseren detaillierten chemischen Modellen für Gas und Staub vergleichen. Die Oberflächenchemie ist am wenigsten verstanden, daher sind diese Daten so wertvoll“, schließt Caselli.

Originalveröffentlichung:
M. K. McClure et al.
An Ice Age JWST inventory of dense molecular cloud ices
Nature, 23 Jan 2023
dx.doi.org/10.5281/zenodo.7501239
https://www.nature.com/articles/s41550-022-01875-w

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• JWST – James Webb Space Telescope

Der Beitrag MPE: In Chamäleon I verstecken sich viele gefrorene Moleküle erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: ESA.

ESA, 19. Dezember 2022. „Am Tag des Starts war der Druck extrem hoch. Wir waren sehr zuversichtlich, dass wir erfolgreich sein würden, da wir praktisch 15 Jahre Vorbereitungszeit hatten. Aber der Druck war nach einer langen Startkampagne mit einer Reihe von technischen Problemen, die es zu lösen galt, dennoch hoch“, sagt Daniel de Chambure, Leiter des ESA-Büros in Kourou, Französisch-Guayana, und zuvor Ariane 5 – Projektmanager für Webb.

Man kann ohne Übertreibung sagen, dass die Welt zuschaute. Die jahrelange Entwicklung und die Versprechungen hatten Webb zu einem mit Spannung erwarteten Nachfolger des Hubble-Weltraumteleskops der NASA/ESA werden lassen. Webb war für die Astronomie nichts weniger als ein „Apollo-Moment“, eine außerordentlich komplexe und ehrgeizige Mission. Die Menschheit wartete auf das nächste „große Auge am Himmel“, einen gigantischen Sprung in der Technologie, der unsere Sicht bis hin zum Anfang der Sterne und Galaxien erweitern würde.

Die Hoffnungen einer neuen Generation von Astronom*innen saßen in der Raketenspitze der von der ESA bereitgestellten Ariane 5-Rakete, die gerade in den Wolken über dem europäischen Weltraumbahnhof in Kourou, Französisch-Guayana, verschwunden war.

Der Aufstieg selbst sollte voraussichtlich etwa 30 Minuten dauern. Die Mission in Kourou war in dem Moment beendet, als die Bestätigung eintraf, dass Webb seine Solarzellen automatisch ausgefahren hatte, seinen eigenen Strom erzeugte und mit dem Team des Space Telescope Science Institute (STScI) in Baltimore, Maryland, USA, kommunizierte.

Übungen und Simulationen

Massimo Stiavelli, der das Webb-Missionsbüro in Baltimore leitet, wusste, dass viel auf dem Spiel stand: keine Solarzellen – keine Mission. In den Jahren bis zu diesem Moment hatten Massimo und das Flugbetriebsteam am STScI immer wieder geübt, was mit Webb geschehen sollte, sobald es das Weltall erreicht hatte. Diese Übungen wurden ausschließlich am Computer simuliert, so dass sie sich sehr real anfühlten. Zunächst war alles „nominal“. Das bedeutet, dass sich das Raumfahrzeug wie erwartet verhalten würde. Das kleine Team von Ingenieur*innen, das die Simulationen programmierte, begann dann, anonyme Probleme in das Ganze einzufügen, die das Flugteam diagnostizieren und korrigieren musste.

„Am schlimmsten war es bei der Übung, als die Solarzellen nicht ausgefahren wurden. Wir hatten also nur die Batterien und wussten, dass irgendwann die Energie ausgehen würde“, sagt Massimo.

Im Rahmen der Simulation hatte das Team von Massimo alles versucht. Sie hatten manuelle Befehle gesendet, um das Ausfahren anzuordnen. Als das nicht funktionierte, begannen sie „eine Reihe von Tanzbewegungen“, bei denen sie das Raumfahrzeug schüttelten, um die Solarzellen zu lösen. Als die Zeit knapp wurde und das Team alle möglichen Tricks ausprobiert hatte, spielte die Simulation schließlich mit, und die Solarzellen wurden ausgefahren.

„Das war ziemlich stressig und etwas, das wir im echten Leben nicht ausprobieren wollten“, sagt Massimo.

Doch bevor die Flugtechniker die Arbeit übernahmen, mussten Daniel und sein Team ihr Versprechen einlösen, Webb sicher in die Erdumlaufbahn zu bringen.

Die extreme Präzision des Starts

Der Tag begann früh. Daniel wachte an diesem Weihnachtsmorgen um 04:00 Uhr auf und machte sich auf den Weg zur Arbeit, wo er sicherstellte, dass mit der Trägerrakete auf der Rampe noch alles im grünen Bereich war. Eineinhalb Stunden vor dem Start betrat er den Hauptkontrollraum und überwachte die Ausführung der letzten Aufgaben vor dem Start. Diese letzten Vorbereitungen müssen in der Regel vierzig Minuten vor dem Start abgeschlossen sein. Dann wartet das Team.

„Man wird ein bisschen nervös, weil man warten muss“, sagt er. Zur Ablenkung traf er sich mit den Medien, um deren Fragen zu beantworten. Sieben Minuten vor dem Start kehrte er dann in den Kontrollraum zurück, als der letzte Countdown begann.

In dieser Phase lief alles automatisch ab. Das Flugbetriebsteam widmete seine ganze Aufmerksamkeit der Überwachung des Zustands der Trägerrakete – immer bereit zum Abbruch, falls etwas schief gehen sollte. In den letzten Sekunden erfolgte die Zündung: zuerst das Haupttriebwerk, dann sieben Sekunden später die Booster.

Die Rakete verließ die Rampe. Die Operatoren überwachten weiterhin die Telemetriedaten, die von der Trägerrakete zurückgeschickt wurden, und achteten auf jede noch so kleine Abweichung von den Prognosen.

Das Team verfolgte den Aufstieg und seine verschiedenen Etappen. Zunächst wurden die Booster abgetrennt, dann öffnete sich die Verkleidung in zwei Hälften, um Webb in 110 km Höhe freizulegen. Anschließend wurde die erste Raketenstufe abgetrennt, die zweite Stufe gezündet und später abgeschaltet. Schließlich löste sich Webb in einer Höhe von 1400 km von der Ariane. Die Kamera auf der Rakete beobachtete, wie das Weltraumteleskop wegtrieb und dabei seine Flugbahn anpasste. Als Webb ein paar Minuten später genau auf seinem Kurs war, entfaltete das Teleskop automatisch seine Solarzellen und begann, mit Massimos Team in Baltimore zu kommunizieren. Daniel und sein Team hatten ihre Arbeit erledigt.

Aber ganz so war es nicht.

Man hatte angenommen, dass in den wenigen Minuten, die Webb für die Berechnung und Ausführung seines Flugmanövers benötigen würde, das Weltraumteleskop außer Sichtweite der Raketenkamera treiben würde und die Entfaltung der Solarzellen unerkannt erfolgen würde. Schon 70 Sekunden nach der Trennung entfalteten sich jedoch die Solarzellen.

In Kourou war der Grund dafür offensichtlich. Der Start der Ariane war so präzise, dass das Manöver zur Lageregelung überflüssig war. Die Bordsoftware von Webb erkannte das und ging zur nächsten Aufgabe auf der Liste über, nämlich dem Ausfahren der Solarzellen und der Kontaktaufnahme mit Baltimore. Es war eine verblüffende Bestätigung für die Präzision des Starts.

„Ich erinnere mich noch an die Reaktionen der verschiedenen Kolleg*innen der ESA und NASA um mich herum, als es passierte. Alle waren hocherfreut“, sagt Daniel.

Spezielle Anpassungen

Die extreme Präzision der Startinjektion bei der Trennung war das Ergebnis einiger zusätzlicher Maßnahmen, die das Team in Kourou ergriffen hatte. Zunächst entschied man sich, die Inertial Management Units (IMUs) der Trägerrakete so spät wie möglich vor dem Start zu kalibrieren. Diese Einheiten liefern Informationen über die Bewegung der Rakete und fließen in die bordseitigen Berechnungen zur Steuerung der Lenksysteme ein. Dank der sorgfältigen Kalibrierung wusste die Ariane 5 genau, wo sie war und wohin sie flog.

Außerdem war das Team sehr darauf bedacht, die Paarung und Ausrichtung der Beschleunigungsraketen der Oberstufe aufeinander abzustimmen, damit es nach der Zündung der Oberstufe keine Erschütterungen gab und die Flugbahn unbeeinträchtigt blieb.

Das Team hatte neben der Flugbahn auch eine weitere spezielle Anpassung vorgenommen, zum Schutz von Webb selbst. Die NASA hatte große Bedenken, dass eine Restatmosphäre in der Raketenspitze zu Luftblasen führen könnte, die im gefalteten Sonnenschild eingeschlossen werden und sich aufblähen könnten und so die empfindlichen Schichten des Sonnenschilds des Teleskops abreißen könnten. Daher hatte die ESA ein System entwickelt, das die letzten Luftmoleküle aus der Raketenspitze verdrängt, bevor die Verkleidung sich in zwei Hälften öffnet und Webb dem Vakuum des Weltraums ausgesetzt wird. „Für uns war es auch ein großer Erfolg zu sehen, dass der Restdruck deutlich unter den Anforderungen lag, nachdem mehrere Demonstrationen bei früheren Ariane 5-Flügen durchgeführt wurden“, sagt Daniel.

Die Bestätigung, dass dieses System funktioniert hatte, kam zwar erst später, als der Sonnenschutz ausgefahren wurde und sich als intakt erwies, aber die frühe Entfaltung der Solarzellen war für das Team sofort offensichtlich. Der wahre Wert der extremen Injektionsgenauigkeit der Trägerrakete wurde jedoch erst an diesem Abend deutlich, als das Team in Baltimore dem Raumfahrzeug den Befehl zu einem weiteren Manöver gab.

Massimo hatte Dienst, als sie sich auf die Zwischenkurskorrektur 1a vorbereiteten. Dies war der entscheidende zusätzliche Impuls, damit Webb erfolgreich seine vorgesehene Position in 1,5 Millionen km Entfernung von der Erde erreichen konnte. Für die Berechnung des erforderlichen Einsatzes der Raketentriebwerke wurde Webbs Flugbahn fast 12 Stunden lang verfolgt und vermessen. Dann rechnete das Flugdynamik-Team am Goddard Space Flight Center der NASA die Zahlen durch. Zu diesem Zeitpunkt wurde das Ausmaß der Leistung der Ariane 5 voll und ganz sichtbar.

Die Umlaufbahn war bereits so präzise, dass der Triebwerkseinatz weit weniger lange dauern würde als erwartet. „Wir wussten schon dort, dass wir zusätzlichen Treibstoff haben würden“, sagt Massimo.

Nach dem Manöver begannen das Team wieder mit der Bahnverfolgung und den Berechnungen. Es stellte sich heraus, dass der eingesparte Treibstoff nun zum Verbleib von Webb in seiner Umlaufbahn und damit zur Verlängerung der Lebensdauer der Mission verwendet werden kann.

Doppelt so viel Wissenschaft, doppelt so viele Entdeckungen

Als die Berechnungen abgeschlossen waren, gab die NASA bekannt, dass sich dank der ESA und ihrer Partner Arianespace, ArianeGroup und CNES die Lebensdauer von Webb nun verdoppelt hat. Statt einer 10-jährigen Mission hatte Webb genug Treibstoff an Bord, um 20 Jahre lang in Betrieb zu bleiben. Doppelt so viele Beobachtungen, doppelt so viel Wissenschaft, doppelt so viele Entdeckungen.

Indem das europäische Team einen routinemäßigen Start zur Sternstunde der Ariane 5 machte, konnte es den nächsten großen Schritt der Menschheit zum Verständnis ihrer Ursprünge verdoppeln.

„Das war ein sehr schöner Moment und eine Belohnung für uns alle, insbesondere nach den zahlreichen Danksagungen, die wir vom NASA Webb Projektteam erhalten haben“, sagt Daniel.

Die Feierlichkeiten fielen damals allerdings eher verhalten aus. Die meisten Beteiligten wollten am ersten Weihnachtstag 2021 nach Hause zu ihren Familien zurückkehren. Allerdings sind die Erinnerungen an das, was sie an diesem Tag erreicht haben, immer noch präsent.

„Auf der Basis sieht man, dass die Menschen sehr stolz auf den Start von Webb sind. Man sieht sie immer noch in ihren Webb-Poloshirts“, sagt Daniel. Und in der unscheinbaren Welt des Raumfahrtbetriebs gibt es kaum ein größeres Zeichen von Stolz.

Weitere Informationen

Das Webb-Teleskop ist das größte und leistungsstärkste Teleskop, das jemals ins All geschossen wurde. Im Rahmen eines internationalen Kooperationsabkommens war die ESA für den Start des Teleskops mit der Trägerrakete Ariane 5 zuständig. In Zusammenarbeit mit ihren Partnern war die ESA für die Entwicklung und Qualifizierung der Ariane 5-Anpassungen für die Webb-Mission sowie für die Beschaffung der Startdienstleistungen durch Arianespace verantwortlich.

Die ESA stellte auch eines der Hauptinstrumente, den Spektrografen NIRSpec, und 50 % des Mittelinfrarot-Instruments MIRI zur Verfügung, das von einem Konsortium aus national finanzierten europäischen Einrichtungen (dem europäischen MIRI-Konsortium) in Zusammenarbeit mit dem Jet Propulsion Laboratory (JPL) und der Universität von Arizona entwickelt und gebaut wurde. Das Webb-Teleskop ist ein internationales Joint Venture zwischen der NASA, der ESA und der kanadischen Raumfahrtbehörde (CSA).

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• JWST – James Webb Space Telescope

Der Beitrag Die Verdopplung des großen Schritts: Perfekter Start für das James Webb-Weltraumteleskop vor einem Jahr erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: ESA 28. Oktober 2022.

28. Oktober 2022 – Warum erzeugt das Licht im mittleren Infrarotbereich auf dem Bild des Mittelinfrarot-Instruments (MIRI) von Webb eine so düstere, unheimliche Stimmung? Interstellarer Staub hüllt die Szene ein. Und während das Licht im mittleren Infrarot besonders gut erkennen lässt, wo sich Staub befindet, sind die Sterne bei diesen Wellenlängen nicht hell genug, um sichtbar zu werden.

In dieser Region haben sich Tausende und Abertausende von Sternen gebildet. Das zeigt sich deutlich, wenn man das jüngste Bild der Nahinfrarotkamera (NIRCam) von Webb von diesem Objekt betrachtet. In der Ansicht von MIRI scheinen die meisten Sterne zu fehlen. Viele neu entstandene Sterne sind nicht mehr von ausreichend Staub umgeben, um im mittleren Infrarotlicht erkannt zu werden. Stattdessen beobachtet MIRI junge Sterne, die ihren staubigen „Umhang“ noch nicht abgelegt haben.

Das Licht im mittleren Infrarot eignet sich hervorragend zur Beobachtung von Gas und Staub bis ins kleinste Detail. Auch im Hintergrund ist dies unverkennbar. Die dichtesten Staubbereiche sind die dunkelsten Grautöne. Der rote Bereich an der Spitze, der ein unheimliches V bildet, wie eine Eule mit ausgebreiteten Flügeln, ist der Bereich, in dem der Staub diffus und kühler ist. Bemerkenswert ist, dass keine Hintergrundgalaxien zu sehen sind – das interstellare Medium im dichtesten Teil der Milchstraßenscheibe ist zu sehr mit Gas und Staub aufgebläht, als dass ihr entferntes Licht durchdringen könnte.

Wie groß ist diese Landschaft? Folgen Sie der obersten Säule und gehen Sie auf den leuchtend roten Stern, der wie ein Besenstiel aus der unteren Kante herausragt. Dieser Stern und sein staubiger Mantel sind größer als unser ganzes Sonnensystem.

Diese Szene wurde erstmals 1995 vom Hubble-Weltraumteleskop der NASA/ESA und 2014 erneut aufgenommen. Allerdings haben auch viele andere Observatorien von Weltrang, wie das Herschel-Teleskop der ESA, diese Region genau unter die Lupe genommen. Jedes moderne Instrument bietet den Forscher*innen verlockende neue Details über diese Region, die praktisch von Sternen nur so strotzt. Die Astronom*innen gewinnen mit jeder Beobachtung neue Informationen und gewinnen durch ihre laufenden Forschungen ein tieferes Verständnis für diese sternbildende Region. Jede Wellenlänge des Lichts und jedes moderne Instrument liefert weitaus präzisere Zählungen von Gas, Staub und Sternen, die den Forscher*innen Aufschluss über die Entstehung von Sternen geben. Dank der neuen MIRI-Aufnahme stehen den Astronom*innen nun höher aufgelöste Daten im mittleren Infrarot als je zuvor zur Verfügung. Sie werden die weitaus präziseren Staubmessungen analysieren, um ein vollständigeres dreidimensionales Bild dieser fernen Region zu erstellen.

Die Säulen der Schöpfung befinden sich innerhalb des riesigen Adlernebels, der 6.500 Lichtjahre entfernt ist.

Weitere Informationen
Das Webb-Teleskop ist das größte und leistungsstärkste Teleskop, das jemals ins All geschossen wurde. Im Rahmen eines internationalen Kooperationsabkommens war die ESA für den Start des Teleskops mit der Trägerrakete Ariane 5 zuständig. In Zusammenarbeit mit ihren Partnern war die ESA für die Entwicklung und Qualifizierung der Ariane-5-Anpassungen für die Webb-Mission sowie für die Beschaffung des Startdienstes durch Arianespace verantwortlich.

Die ESA stellte auch das Arbeitstier, den Spektrografen NIRSpec, und 50 % des Mittelinfrarot-Instruments MIRI zur Verfügung, das von einem Konsortium aus national finanzierten europäischen Einrichtungen (dem europäischen MIRI-Konsortium) in Zusammenarbeit mit JPL und der Universität von Arizona entwickelt und gebaut wurde.

Das Webb-Teleskop ist ein internationales Joint Venture zwischen der NASA, der ESA und der Canadian Space Agency (der kanadischen Raumfahrtbehörde CSA).

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• JWST – James Webb Space Telescope

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Quelle: Universität Wien 12. Juli 2022.

12. Juli 2022 – Mit einem Spiegeldurchmesser von 6,5 Metern ist das James Webb Space Telescope (kurz Webb oder JWST) das mit Abstand größte Spiegelteleskop im Weltraum. Es ist am 25. Dezember 2021 als Nachfolger des Hubble-Teleskops in den Weltraum gestartet. Nach einem halben Jahr Inbetriebnahme und Kalibration der Instrumente wurden heute, Dienstag 12. Juli 2022, die ersten Bilder und andere Daten der Öffentlichkeit vorgestellt. Diese ersten Beobachtungen übertreffen die Erwartungen und lassen Durchbrüche in der Erforschung der Ursprünge des Universums und Planeten erahnen. Astrophysiker Manuel Güdel von der Universität Wien war an der Entwicklung des Teleskops beteiligt und bereitet sich auf die Interpretation dieser und noch bevorstehender Beobachtungen vor.

Nach dem Start vom Guiana Space Centre am 25. Dezember 2021 hat das James Webb Space Telescope nun eine Reise von 1,5 Millionen Kilometern hinter sich, eine Strecke etwa vier Mal so lang wie die Distanz Erde-Mond. Am Dienstag, 12. Juli 2022, haben die Weltraumagenturen NASA (National Aeronautics and Space Administration), ESA (European Space Agency) und die Canadian Space Agency (CSA) die ersten vom JWST aufgenommenen fünf Bilder und Spektren der Öffentlichkeit vorgestellt. Die Bilder werden auf der Webseite der ESA und auf dem Twitter Kanal der ESA zur Verfügung gestellt.

Die Aufnahmen zeigen folgende Motive:
Carina-Nebel: Der Carina-Nebel ist einer der größten und hellsten Gasnebel am Himmel und befindet sich in einer Entfernung von etwa 7.600 Lichtjahren im südlichen Sternbild Carina. In ihm entstehen neue Sterne.

WASP-96 b (Spektrum): WASP-96 b ist ein Riesenplanet außerhalb unseres Sonnensystems, der hauptsächlich aus Gas besteht. Der Planet, der fast 1.150 Lichtjahre von der Erde entfernt ist, umkreist seinen Stern alle 3,4 Tage.

Südlicher Ringnebel: Der Südliche Ringnebel oder „Eight-Burst“-Nebel ist ein planetarischer Nebel – eine expandierende Gaswolke, die einen sterbenden Stern umgibt. Er hat einen Durchmesser von fast einem halben Lichtjahr und ist etwa 2.000 Lichtjahre von der Erde entfernt.

Stephans Quintett: Das etwa 290 Millionen Lichtjahre entfernte Stephansquintett befindet sich im Sternbild Pegasus. Es ist die erste kompakte Galaxiengruppe, die im Jahr 1877 entdeckt wurde.

SMACS 0723: Massive Galaxienhaufen im Vordergrund vergrößern und verzerren das Licht der dahinter liegenden Objekte und ermöglichen so einen tiefen Einblick in die extrem weit entfernten und sehr schwachen Galaxienpopulationen. „Das Bild ist bereits empfindlicher als das entsprechende, früher vom Hubble-Teleskop aufgenommene Bild und zeigt nach nur zwölfeinhalb Stunden Belichtung im weiten Hintergrund bereits Galaxien in einem Zustand nur 600 Millionen Jahre nach der Entstehung des Universums vor ca. 13,8 Milliarden Jahren. Das Bild gibt tiefe Einblicke in die Entstehung der ersten Sterne und Galaxien des Universums“, erklärt Manuel Güdel von der Universität Wien. „Da das JWST im Gegensatz zum Hubble-Teleskop tief im Infrarot-Bereich beobachtet, kann es weiter entfernte Galaxien sehen, die auch weiter zurück in der Zeit liegen. Das kommt daher, dass wegen der Expansion des Universums das Licht dieser Galaxien in den Infrarot-Bereich verschoben wird. Damit zeigen sich bereits die enormen Vorteile von JWST. Wir sind begeistert davon, damit auch einen neuen Wellenlängenbereich durch ein Großteleskop wie das JWST abdecken zu können.“

Beteiligung der Universität Wien
An Bord hat das Teleskop einige Instrumente wie Kameras und Spektrographen für Beobachtungen und Messungen. Bei der Entwicklung von MIRI (Mid Infrared Instrument), einer abbildenden Kamera und einem Spektrometer in einem, ist Manuel Güdel, Leiter des Instituts für Astrophysik an der Universität Wien, seit 2003 federführend beteiligt. Die Spektrographen von MIRI zielen zum Beispiel auch darauf ab, Spektren von Exoplanetenatmosphären aufzunehmen, die in bisher unerreichter Qualität Aufschluss über die Zusammensetzung der Atmosphären geben.

Suche nach erdähnlichen Atmosphären
„Die nun erste derartige Beobachtung des großen, Jupiter-ähnlichen Exoplaneten WASP-96 b während eines Durchgangs vor seinem Stern zeigt ein erstaunliches Spektrum, in dem klar die Anwesenheit von Wasserdampf ersichtlich ist. Noch sind die Daten nicht wissenschaftlich ausgewertet, aber ein Blick auf das Spektrum genügt, um erste Hinweise auf die Zusammensetzung der Atmosphäre zu gewinnen“, berichtet Güdel. Solche Beobachtungen sind der Schlüssel zum Verständnis der Umgebungsbedingungen auf einem Exoplaneten. Dazu gehört auch die Frage, ob bei erdähnlichen Planeten Atmosphären wie die der Erde oder alternative wie jene der Venus gefunden werden.

„Mit umfangreichen Modellrechnungen werden wir in den nächsten Monaten die Spektren weiter modellieren und so auch andere physikalische Größen der Atmosphären bestimmen. Wir werden damit systematisch untersuchen können, welche Ähnlichkeiten die Exoplaneten zu den wenigen Planeten unseres Sonnensystems aufweisen, oder ob sie vielmehr neue, uns bisher verborgene Eigenschaften haben“, erklärt Güdel: „Unser Ziel wird es sein, besser zu verstehen, wie es im Universum überhaupt zu lebensfreundlichen Planeten wie der Erde kommen kann.“

Untersuchung von Planetenentstehung
Ein weiterer Untersuchungspunkt sind sogenannte protoplanetare Scheiben, das sind riesige Gasscheiben von der Größe eines ganzen Sonnensystems, die sich während der Entstehung eines Sterns formen und um den Stern kreisen. In diesen Scheiben spielt sich der Aufbau von Molekülen ab, aber auch die gesamte Planetenentstehung vom Staub bis zum erdähnlichen oder jupiterähnlichen Planeten. Die Scheiben verschwinden nach einigen Millionen Jahren wieder und hinterlassen im Idealfall ein ganzes Planetensystem.

„MIRI ist besonders gut geeignet, um die Scheiben chemisch zu untersuchen, aber auch die festen Bestandteile wie mikroskopisch kleinen ‚Staub‘ zu erforschen. Mit entsprechenden Modellen kann man den Aufbau dieser Scheiben und dadurch ihre Rolle in der Planetenentstehung und damit von Planeten wie der Erde erforschen“, sagt der Astrophysiker Manuel Güdel.

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• JWST – James Webb Space Telescope

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Quelle: ESA.

25. Dezember 2021 – Nach dem Start und der Trennung von der Trägerrakete bestätigte das Missionskontrollzentrum in Baltimore (USA), dass der Start erfolgreich verlaufen sei – das Webb-Teleskop habe seine Solarzellen entfaltet und befinde sich in einem guten Zustand.

Im kommenden Monat wird die Webb-Mission, eine internationale Partnerschaft zwischen der NASA, der ESA und der kanadischen Weltraumbehörde (CSA), an ihr Ziel reisen: dem zweiten Lagrange-Punkt (L2), wo sie das Universum im Infrarotbereich untersuchen wird.

„Der Start des Webb-Teleskops ist ein großer Meilenstein in der internationalen Zusammenarbeit, die diese Mission der nächsten Generation möglich gemacht hat. Ich möchte allen, die an der Planung, dem Bau und dem Start dieses ehrgeizigen Teleskops beteiligt waren, dafür danken, dass dieser Tag nun Wirklichkeit geworden ist. Wir stehen kurz davor, den neuen Blick des Webb-Teleskops auf das Universum und die spannenden wissenschaftlichen Entdeckungen, die es machen wird, zu erhalten“, sagt Josef Aschbacher, Generaldirektor der ESA.

„Das James-Webb-Weltraumteleskop steht für die Ambitionen der NASA und ihrer Partner, um uns auf dem Weg in die Zukunft voranzubringen“, sagt NASA-Administrator Bill Nelson. „Das Verheißungsvolle an der Web-Mission sind nicht die Entdeckungen, von denen wir wissen, dass wir sie machen werden, sondern vielmehr die Dinge, die wir hinsichtlich unseres Universums noch nicht verstehen oder die wir noch nicht ergründen können. Ich kann kaum erwarten, zu sehen, was dabei herauskommt!“

„Die CSA ist stolz darauf, wichtige Instrumente zu dieser umfassenden internationalen Partnerschaft beigesteuert zu haben, die Teil einer globalen Anstrengung ist, den nächsten großen wissenschaftlichen Sprung voranzutreiben. Die kanadischen Astronom*innen freuen sich darauf, die Daten des Webb-Satelliten zu nutzen und von den enormen wissenschaftlichen Möglichkeiten zu profitieren, die dieses einzigartige Observatorium bietet“, sagt CSA-Präsidentin Lisa Campbell.

Webbs Reise ins All
Die Webb-Beobachtungsstation musste für den Start sorgfältig in die speziell angepasste Ariane-5-Verkleidung eingefaltet werden, die etwa drei Minuten nach dem Start abgeworfen wurde. Anschließend begann Ariane 5 ein spezielles Rollmanöver, um den Webb-Satelliten vor der Sonnenstrahlung zu schützen. Nach 27 Minuten wurde das Teleskop von der Rakete getrennt und die Raketenoberstufe steuerte davon.

„Ich bin sehr froh und stolz, dass die vielseitige Verwendbarkeit und Zuverlässigkeit der Ariane 5 den Start einer so bahnbrechenden Mission ermöglicht hat. Dies ist eine Anerkennung der Fähigkeiten und des Engagements aller beteiligten Teams“, sagt Daniel Neuenschwander, ESA-Direktor für Raumtransport.

Das ESTRACK-Bodenstationsnetz der ESA spielte eine Schlüsselrolle bei der Verfolgung der Ariane 5 und des Webb-Teleskops nach dem Start bis zur Abtrennung von der Rakete.

Jetzt im Weltraum und auf dem Weg zum L2 wird das Webb-Teleskop eine komplexe Entfaltungsabfolge durchlaufen. In den folgenden Monaten werden die Instrumente in Betrieb genommen und ihre Leistungsfähigkeit wird getestet. Nach einem halben Jahr im All wird das Webb-Teleskop mit seinen wissenschaftlichen Routinebeobachtungen beginnen.

Mit Weitblick ins All
Webb wird weiter in unsere Ursprünge blicken: von den ersten Galaxien des Universums über die Geburt von Sternen und Planeten bis hin zu Exoplaneten mit dem Potenzial für Leben und unserem eigenen Sonnensystem.

„Die Idee für das Webb-Teleskop begann mit dem Traum der Astronom*innen, die Geburt der ersten Galaxien im frühen Universum zu beobachten. Das Teleskop wird jedoch viel mehr können, als alle erhofft hatten“, sagt Günther Hasinger, ESA-Direktor für Wissenschaft.

Die ESA hat zwei der vier wissenschaftlichen Instrumente an Bord der Webb beigetragen: NIRSpec und MIRI. „Es ist der hervorragenden Leistung der europäischen Industrie und Wissenschaft zu verdanken, dass die Entwicklung dieser komplexen Instrumente möglich war“, so Hasinger weiter.

„Wir freuen uns jetzt auf die schönen Bilder und Spektren, die das Webb-Teleskop liefern wird. Die europäische astronomische Gemeinschaft ist gespannt auf die Ergebnisse der 33 % verfügbaren Beobachtungszeit,die sie für das erste Jahr des Webb-Projekts gewonnen hat“, sagt Antonella Nota, ESA-Webb-Projektwissenschaftlerin.

Während der gesamten Dauer der Webb-Mission werden 15 ESA-Astronom*innen am Betrieb des Teleskops beteiligt sein.

ESA Start-Pressemappe
https://www.raumfahrer.net/wp-content/uploads/2021/01/Webb_LaunchKit_German.pdf

Über die Europäische Weltraumorganisation
Die Europäische Weltraumorganisation (ESA) ist das Tor Europas zum Weltraum.

Sie ist eine 1975 gegründete zwischenstaatliche Organisation, deren Aufgabe darin besteht, europäische Raumfahrtkapazitäten zu entwickeln und sicherzustellen, dass die Investitionen in die Raumfahrt den Bürgern in Europa und weltweit zugutekommen.

Die ESA hat 22 Mitgliedstaaten: Österreich, Belgien, die Tschechische Republik, Dänemark, Estland, Finnland, Frankreich, Deutschland, Griechenland, Ungarn, Irland, Italien, Luxemburg, die Niederlande, Norwegen, Polen, Portugal, Rumänien, Spanien, Schweden, die Schweiz und das Vereinigte Königreich. Slowenien ist assoziiertes Mitglied. Slowenien, Lettland und Litauen sind assoziierte Mitglieder.

Die ESA arbeitet förmlich mit fünf anderen EU-Mitgliedstaaten zusammen. Auch Kanada nimmt im Rahmen eines Kooperationsabkommens an bestimmten ESA-Programmen teil.

Dank der Koordinierung der Finanzressourcen und Kompetenzen ihrer Mitgliedstaaten kann die ESA Programme und Tätigkeiten durchführen, die weit über die Möglichkeiten eines einzelnen europäischen Landes hinausgehen. Des Weiteren arbeitet sie eng mit der EU bei der Verwirklichung der Programme Galileo und Copernicus und mit Eumetsat bei der Entwicklung von Meteorologiemissionen zusammen.

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• James Webb Space Telescope (JWST) auf Ariane5 VA256

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Quelle: DLR.

25. Dezember 2021 – Am 25. Dezember 2021 um 9.20 Uhr Ortszeit (13.20 Uhr Mitteleuropäischer Zeit, MEZ) ist das James Webb Space Telescope – kurz JWST – vom europäischen Weltraumbahnhof in Kourou (Französisch-Guyana) zu seiner Reise zum 1,5 Millionen Kilometer entfernten Lagrange-Punkt 2 aufgebrochen. „James Webb ist das bislang größte und auch teuerste Weltraumteleskop aller Zeiten, das nun mit einer Ariane-5-Oberstufe ‚Made in Germany‘ auf seinen weiten Weg in die Tiefen des Weltraums gestartet ist. Zudem haben MIRI (Mid Infrared Instrument) und NIRSpec (Near Infrared Spectrograph) – zwei der vier Instrumente an Bord – deutsche Anteile: Das Nahinfrarot-Instrument NIRSpec wurde von Airbus in Ottobrunn und Friedrichshafen gebaut. Mit diesem Instrument wollen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus der ganzen Welt die ‚Geburtsstunden‘ des Universums analysieren. NIRSpec soll vor allem die Strahlung der ersten Galaxien aufspüren, die sich kurz nach dem Urknall gebildet haben. „Das James Webb-Teleskop wird damit Antworten auf bislang offene Fragen liefern und uns in die Lage versetzen, Türen zu neuen Fragen aufzustoßen“, erklärt Dr. Walther Pelzer, DLR-Vorstand und Leiter der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR, die wissenschaftliche Bedeutung der Mission.

Die Deutsche Raumfahrtagentur steuert im Auftrag der Bundesregierung die deutschen Beiträge für die Europäische Weltraumagentur ESA. Deutschland ist hier aktuell der größte Beitragszahler, zur James-Webb-Mission steuert Deutschland rund 106,5 Millionen Euro im Rahmen der ESA bei. Hinzukommen weitere zehn Millionen Euro für das MIRI-Instrument aus dem so genannten Nationalen Raumfahrtprogramm. Auch DLR-Wissenschaftler hoffen auf Beobachtungszeit von JWST, um Exoplaneten zu untersuchen. „Mit dem neuen Teleskop lassen sich zukünftig Atmosphären um viel kleinere Planeten nachweisen, als es bisher möglich war“, sagt Prof. Dr. Heike Rauer, Leiterin des DLR-Instituts für Planetenforschung in Berlin-Adlershof. „Das MIRI-Instrument ist ein gut geeignetes Werkzeug, um die Gashüllen dieser besonders kleinen Himmelskörper zu untersuchen.

Was Charles Darwin und das Weltraumteleskop James Webb gemeinsam haben
Als Charles Darwin vor 190 Jahren – genauer gesagt am 27. Dezember 1831 – mit der HMS Beagle aufbrach, wusste er noch nicht, dass seine Beobachtungen und Erkenntnisse die Welt der Wissenschaft grundlegend verändern würden. Heute haben wir zumindest eine Ahnung, welche Rätsel das Weltraumteleskop James Webb lösen könnte. Doch das präziseste Infrarot-Teleskop aller Zeiten hat vor allem das Unbekannte im Visier: „Wie Charles Darwin geht das Weltraumteleskop James Webb auch durch feinste Beobachtung der Evolution auf den Grund – nicht der von Mensch und Natur, sondern von Sternen und Planeten. Dabei blickt das Teleskop mit seinem riesigen, entfaltbaren Hauptspiegel von 6,5 Meter Durchmesser extrem weit in der Zeit zurück: ‚Kurz‘ nach dem Urknall vor etwa 13,8 Milliarden Jahren strahlten die ersten Galaxien Licht durch das Universum. Dies kommt wegen der raschen Ausdehnung des Alls erst heute bei uns als extrem schwache Wärmestrahlung an. Genau diese Strahlung kann das Teleskop einfangen – und sei sie noch so gering“, erklärt Heinz Hammes, James-Webb-Projektleiter in der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR.

JWST ist ein Gemeinschaftsprojekt der Raumfahrtagenturen NASA (USA), ESA (Europa) und CSA (Kanada). Es wird einen großen Infrarotbereich abdecken und diese „uralte“ Wärmestrahlung sichtbar machen. Und da die Infrarotstrahlung auch durch kalte Staubwolken hindurch sichtbar ist, verschwinden sogar diese Hindernisse für JWST. „Das Teleskop sieht also das bislang Verborgene, weil bei James Webb zum ersten Mal bei einem Weltraumteleskop der Spiegel gekühlt wird. Man kann so Signale empfangen, die vorher im Rauschen verborgen waren. Doch nicht nur mit der Frühgeschichte des Universums beschäftigt sich das Teleskop, es kann auch die Entstehung von Sternen und Planetensystemen aus besonderen Ringen aus Gas und Staub – den sogenannten Protoplanetaren Scheiben – beobachten und Planetensysteme auf ihre Lebensfreundlichkeit untersuchen. Es wird auch auf die Jagd nach erdähnlichen Exoplaneten gehen und deren Atmosphäre untersuchen“, ergänzt Hammes. Dabei wird gerade ein deutsches Instrument dabei helfen, die Chancen auf außerirdisches Leben besser einzuschätzen.

Zwei europäische Instrumente mit großen deutschen Anteilen
NIRSpec ist für den Wellenlängenbereich von 0,6 bis 5 Mikrometer ausgelegt und wurde im Auftrag der ESA von Airbus in Ottobrunn und Friedrichshafen aufgebaut. Dieses Instrument soll zum ersten Mal überhaupt Spektren von bis zu 100 verschiedenen Beobachtungszielen gleichzeitig in einem Gesichtsfeld von 3,4 mal 3,6 Bogenminuten ins Visier nehmen und ist damit ideal für die Spektroskopie von entfernten Galaxien geeignet. Eine Bogenminute entspricht etwa dem Auflösungsvermögen unseres Auges, wobei der Vollmond am Himmel einer Ausdehnung von 32 Bogenminuten entspricht. Mit NIRSpec soll vor allem die Strahlung der ersten Galaxien aufgespürt werden, die sich im frühen Universum in einer Zeit etwa 200 Millionen Jahre nach dem Urknall gebildet haben, als sich das All von seinem heutigen Zustand noch deutlich unterschied.

„NIRSpec wird das von diesen Himmelskörpern empfangene Infrarotlicht in einzelne Wellenlängen zerlegen und den Wissenschaftlern dadurch wichtige Informationen zur Entfernung, chemischen Zusammensetzung, zu den dynamischen Eigenschaften und dem Alter dieser Objekte liefern sowie den intergalaktischen Raum und dessen Gase genauer untersuchen. NIRSpec ist ein äußerst vielseitiges Instrument, das auch die Frühphasen der Entstehung von Sternen in unserer Milchstraße untersuchen und die atmosphärischen Eigenschaften von Planeten anderer Sterne analysieren wird, womit die Möglichkeiten für außerirdisches Leben besser eingeschätzt werden können“, schildert Projektleiter Heinz Hammes.

MIRI wurde von der ESA und der NASA gemeinsam gebaut. Dabei stammen die Detektoren und die zugehörige Elektronik aus den USA. Europa stellt die optischen und mechanischen Komponenten dieses Instruments. Während alle anderen Instrumente im nahen Infrarotbereich beobachten, widmet sich MIRI dem mittleren Infrarotbereich. Das Instrument verfügt über drei 1024-mal-1024-Pixel Detektoren und deckt den Wellenlängenbereich von fünf bis zu 28 Mikrometer ab. Bedingt durch die größere Wellenlänge reduziert sich die Auflösung auf 0,19 Bogenminuten. MIRI hat aber dennoch eine sieben Mal höhere Winkelauflösung als das Weltraumteleskop Spitzer und ist auch etwa 50 Mal empfindlicher. Allerdings ist für dieses Instrument ein aktiver Kühlkreislauf notwendig, da die Detektoren mit Helium auf sechs Kelvin gekühlt werden müssen.

Das Instrument verfügt über verschiedene Modi, die für unterschiedliche Anwendungen ausgelegt sind. So ist der „Imaging Mode“ für eine Durchmusterung geeignet. Der „Coronographie Mode“ kann aufgrund von verschiedenen Filtern optimal für die Untersuchung von Exoplaneten eingesetzt werden. Im „Medium Resolution Spectroscopy Mode“ wird mit vier verschiedenen Kanälen der Himmel beobachtet. Durch die Abdeckung eines sehr großen Wellenlängenbereiches ist dieses Instrument sowohl für die nahen und warmen Objekte, wie Objekte in der Milchstraße, aber auch für die Objekte mit hoher Rotverschiebung aus der Frühzeit des Universums empfindlich. An dem Projekt arbeiten das Jet Propulsion Laboratory und das Goddard Space Flight Center der NASA sowie ein vom „Astronomy Technology Centre“ in Edinburgh geleitetes europäisches Konsortium aus 26 Nationen zusammen, zu dem auch das Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg und die Universität zu Köln zählen.

James Webb – ein internationales Großprojekt
Auf dem James Webb-Weltraumteleskop sind vier Instrumente integriert, die von verschiedenen Konsortien aufgebaut wurden. Insgesamt sind 14 verschiedene Staaten an diesem Riesenprojekt beteiligt: Die USA und Kanada arbeiten seit 1996 zusammen und seit 2003 auch zwölf europäische Staaten, vertreten durch die ESA. Zudem stellt die ESA mit einer Ariane 5 ECA den Launcher und beteiligt sich am Betrieb des Space Telescope Science Institutes in Baltimore. Dafür erhält die ESA eine volle Partnerschaft im Konsortium und Zugang zur Beobachtungszeit für alle Mitgliedsstaaten, ähnlich wie derzeit auch bei dem wissenschaftlichen Vorgängerprojekt Hubble. Diese Zeit wird durch ein unabhängiges Gremium bewertet und zugeteilt. Die Deutsche Raumfahrtagentur im DLR koordiniert die deutschen Beiträge für die ESA. Deutsche Beiträge zur Mission leisten darüber hinaus Airbus, ArianeGroup, Hensoldt Optronics, IABG, das Max-Planck-Institut für Astronomie und die Universität zu Köln.

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• James Webb Space Telescope (JWST) auf Ariane5 VA256

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Quelle: ESA.

12. Oktober 2021 – Das James-Webb-Weltraumteleskop ist sicher im Hafen von Pariacabo in Französisch-Guayana angekommen. Die ESA wird nun in enger Zusammenarbeit mit der NASA diese einmalige Mission für ihren Start mit der Ariane 5 vom europäischen Weltraumbahnhof im Dezember 2021 vorbereiten.

Nur wenige Missionen in der Weltraumforschung wurden mit so viel Spannung erwartet wie das James-Webb-Weltraumteleskop (Webb). Als das nächste große Observatorium für die Weltraumforschung nach Hubble soll Webb unbeantwortete Fragen über das Universum klären und einen tieferen Einblick in unsere Ursprünge gewähren: von der Entstehung der Sterne und Planeten bis zur Geburt der ersten Galaxien im frühen Universum.

Jeder Start erfordert eine akribische Planung und Vorbereitung. Für Webb begann dieser Prozess vor etwa 15 Jahren. Seine Ankunft im Hafen von Pariacabo ist ein wichtiger Meilenstein in der Startkampagne der Ariane 5.

Webb kam aus Kalifornien an Bord der MN Colibri an, die durch den Panamakanal nach Französisch-Guayana fuhr. Der flache Fluss Kourou wurde eigens ausgebaggert, um eine freie Durchfahrt zu gewährleisten, und das Schiff folgte der Flut, um den Hafen sicher zu erreichen.

Obwohl das Teleskop nur sechs Tonnen wiegt, ist es im zusammengeklappten Zustand mehr als 10,5 m hoch und fast 4,5 m breit. Es wurde in zusammengeklapptem Zustand in einem 30 m langen Container verschifft, der mit der Zusatzausrüstung mehr als 70 Tonnen wiegt. Dies ist eine so außergewöhnliche Mission, dass ein schweres Gelenkfahrzeug an Bord von MN Colibri gebracht wurde, um Webb vorsichtig zum Weltraumbahnhof zu transportieren.

Die Vorbereitungsanlagen des Weltraumbahnhofs sind bereit für die Ankunft von Webb. Als zusätzlicher Schutz vor Verunreinigungen sind die Reinräume mit zusätzlichen Wänden aus Luftfiltern ausgestattet und ein spezieller Vorhang wird Webb nach der Montage auf der Rakete einhüllen.

An dieser Startkampagne sind mehr als 100 Spezialisten beteiligt. Die Teams werden getrennt arbeiten, um das Teleskop und die Trägerrakete vorzubereiten. Anschließend werden sie als ein Team das Teleskop und die Rakete für den bedeutsamen Start zusammenbringen.

Wenn Webb am Weltraumbahnhof ankommt, wird es in einer speziellen Vorbereitungsanlage für Raumfahrzeuge ausgepackt, wo es untersucht wird, um sicherzustellen, dass es von seiner Reise unbeschädigt und in gutem Zustand ist.

Parallel zu den Webb-Vorbereitungen werden die Teile der Ariane-5-Rakete aus Europa im Integrationsgebäude der Trägerrakete zusammengeführt.

Europas leistungsstarkes und äußerst zuverlässiges Arbeitstier für schwerste Lasten kann auf eine hervorragende Erfolgsbilanz von mehr als 100 Starts und drei Jahrzehnten zurückblicken. Die geräumige Verkleidung der Ariane 5 mit einem Durchmesser von 5,4 m und einer Höhe von 17 m bietet genügend Platz für die zusammengeklappten Komponenten des Webb-Teleskops, den Sonnenschutz und die Spiegel.

Die Ariane 5 ist gut für Wissenschaftssatelliten geeignet und kann nachweislich Missionen zum zweiten Lagrange-Punkt (L2) durchführen. Die Ariane 5 wird Webb direkt auf einen Kurs in Richtung L2 bringen, wo es nach vier Wochen ankommt. L2 ist viermal weiter entfernt als der Mond von der Erde.

Die Ariane 5 ist aufgrund einiger spezieller Merkmale perfekt für Webb geeignet. Dazu gehört die Anpassung der Entlüftungsöffnungen an der Basis der Verkleidung, die während des Fluges vollständig aufgedrückt werden. Die Nutzastverkleidung – der Nasenkonus der Rakete – wird Webb vor der Akustik beim Start und während seiner Reise durch die Erdatmosphäre schützen. Die Entlüftungsöffnungen ermöglichen einen extrem gleichmäßigen Druckabbau der Verkleidung vom Bodendruck zum Vakuum während des Fluges.

Um eine Überhitzung der Webb-Elemente zu vermeiden, wird die Ariane 5 ein speziell entwickeltes Rollmanöver durchführen, damit alle Teile des Satelliten gleichmäßig der Sonne ausgesetzt sind.

Eine Zusatzbatterie wird die Oberstufe nach dem Absetzen des Teleskops mit Energie versorgen, um sie sicher von Webb zu entfernen.

Arianespace betreibt eine Reihe von Raketen im europäischen Weltraumbahnhof: Ariane 5, Vega und Sojus. Dieser Startplatz ist von Dschungel umgeben und erstreckt sich über 690 km². Es ist aus mehreren Gründen ein idealer Standort für den Start von Raketen.

Erstens können die hier nur 5 Grad nördlich des Äquators gestarteten Raketen vom „Schleudereffekt“ aufgrund der Geschwindigkeit der Erdrotation profitieren, was ihre Leistung erhöht, da sie sich beim Start bereits mit über 300 m/s bewegen.

Außerdem bietet der offene Ozean im Osten und Norden eine große Auswahl an möglichen Startflugbahnen weg von bewohnten Gebieten.

Und schließlich ist die Gefahr von Wirbelstürmen oder Erdbeben in dieser Region sehr gering, was bei solch heiklen Operationen wichtig ist.

„Webb ist ein hervorragendes Beispiel für internationale Teamarbeit und Kooperation. Wir heißen Webb und unsere Partner auf dem europäischen Weltraumbahnhof in Französisch-Guayana willkommen, um dieses Abenteuer mit einem aufregenden Start an Bord der Ariane 5 fortzusetzen und die vielen wissenschaftlichen Durchbrüche von Webb zu teilen“, sagte Daniel Neuenschwander, Direktor für Raumtransport bei der ESA.

In Zusammenarbeit mit ihren Partnern war die ESA für die Entwicklung und Qualifizierung der Ariane-5-Anpassungen für die Webb-Mission sowie für die Beschaffung des Startdienstes verantwortlich.

Das Webb-Teleskop ist ein internationales Joint Venture zwischen der NASA, der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) und der Canadian Space Agency (der kanadischen Raumfahrtbehörde CSA).

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JWST – James Webb Space Telescope

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Quelle: ESA.

Internationale Zusammenarbeit
Das James-Webb-Weltraumteleskop (JWST) ist ein Gemeinschaftsvorhaben der NASA, der ESA und der kanadischen Raumfahrtorganisation CSA.Die ESA leistet mehrere bedeutende Beiträge zu diesem Weltraumteleskop, darunter den NIRSpec-Spektrografen; die Mechanik des optischen Systems des MIRI-Instruments für den mittleren Infrarotbereich, das nicht nur wie Hubble atemberaubende astronomische Aufnahmen liefern soll, sondern auch die Erforschung ferner Sternpopulationen und Galaxien sowie lichtschwacher Kometen und des Kuiper-Gürtels ermöglichen wird; die Ariane-5-Trägerrakete sowie die Entsendung von Experten an das Space Telescope Science Institute in Baltimore zur Unterstützung des Missionsbetriebs.

Der Sekundärspiegel – in der rechten oberen Ecke des Bildes zu sehen – ist während des Starts mit den anderen Komponenten zusammengefaltet und wird als Teil einer aufwändigen Choreographie ausgeklappt, während das Teleskop im Weltraum zum Leben erwacht. Ausgeklappt steht er dann wie in diesem Bild dem legendären wabenartigen Hauptspiegel von Webb gegenüber, der aus 18 hexagonalen, vergoldeten Segmenten besteht. Den Hauptspiegel sieht man unten links im Bild in zusammengefalteter Konfiguration mit nur 12 Segmenten.

Erfolgreicher Test
Vor kurzem haben Techniker und Ingenieure einen wichtigen Teil der Entfaltungssequenz des Teleskops getestet. Sie haben Webb erfolgreich das Kommando erteilt, die Stützstruktur auszuklappen, die den Sekundärspiegel trägt. Dies ist ein entscheidender Meilenstein in der Vorbereitung des Weltraumteleskops für seine Reise in die Umlaufbahn. Die korrekte Entfaltung und Positionierung des Sekundärspiegels ist für die Durchführung der mit Spannung erwarteten wissenschaftlichen Mission ausschlaggebend. Der erfolgreiche Test zeigte außerdem, dass die elektronische Verbindung zwischen dem Raumfahrzeug und dem Teleskop einwandfrei funktioniert und Kommandos nach Plan innerhalb des gesamten Observatoriums weiterleitet.

Derzeit befindet sich Webb im Testzentrum von Northrop Grumman Aerospace Systems in Redondo Beach, Kalifornien. Es soll im März 2021 mit einer europäischen Ariane-5-Rakete von Französisch-Guayana starten.

Licht ferner Sterne und Galaxien
Sobald das Observatorium im Weltraum einsatzbereit ist, trifft das Licht ferner Sterne und Galaxien zunächst auf den Hauptspiegel, der es dann in einem fokussierten Strahl zum Sekundärspiegel reflektiert. Von dort aus wird der Strahl dann durch das „Loch“ in der Hauptspiegelstruktur in die tertiären und  feinen Spiegel zur Feinablenkung schließlich zu den vier wissenschaftlichen Instrumenten geleitet, die sich im Bild hinter dem Hauptspiegel befinden.

Der nächste wichtige Meilenstein der Mission besteht in der Integration der beiden Hälften des James Webb Weltraumteleskops in seine endgültige Form als komplettes Observatorium – nämlich das Teleskopelement, das die Spiegel und wissenschaftlichen Instrumente umfasst sowie das Raumfahrzeug und das Sonnenschutzschild.

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• James Webb Space Telescope

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Ein Beitrag von Axel Nantes; Quelle: CSA, Maxar, MDA, TAS.

Radarsat 2 kreist seit dem 14. Dezember 2007 um die Erde. Der von der Kanadischen Weltraumagentur (Canadian Space Agency, CSA) benutzte Satellit hat seine Auslegungsbetriebsdauer von 7,25 Jahren bereits deutlich übertroffen. Trotzdem hofft die CSA, den Satelliten, welcher eine Startmasse von rund 2.320 Kilogramm aufwies, noch über einen gewissen Zeitraum hinweg einsetzen zu können.

Am 15. Dezember 2018 hatte sich der auf dem Bus Prima von Thales Alenia Space basierende und unter Ägide des Hauptauftragnehmers MacDonald Dettwiler and Associates (MDA – mittlerweile zu Maxar gehörend) im David Florida Laboratory der CSA in Shirleys Bay westlich von Ottawa integrierte Satellit selbstständig in einen sogenannten Sicherheitsmodus (safemode) versetzt. Ein zur Bestimmung der Lage im Raum verwendetes Gyroskopsystem hatte nicht so erwartet wie funktioniert, woraufhin der Bordcomputer angemessene und vorprogrammierte Notfallmaßnahmen einleitete, die mit dem Übergang in den Sicherheitsmodus mit einem Zustand eingeschränkter Aktivität und definiertem Kommunikationsverhalten endeten.

Im Verlauf der anschließenden Überprüfungen stellte sich heraus, dass das konkret betroffene Gyroskop voraussichtlich nicht mehr in der Lage sein wird, noch einmal zuverlässig verwendbare Daten zu liefern. Da es an Bord von Radarsat 2 aber auch andere Sensoren zur Ermittlung der Lage des Satelliten im Raum gibt, konnte der Beobachtungsbetrieb am 20. Dezember 2018 wieder aufgenommen werden.

Radarsat 2 war mit einer Software nachgerüstet worden, die es dem Satelliten auch ohne einwandfrei funktionierendes Gyroskopsystem erlaubt, einen sinnvollen Beobachtungsbetrieb zu absolvieren. Dabei benutzt der Bordcomputer des Satelliten Daten von den Sonnen- und Sternensensoren und den Magnetometern an Bord. Jetzt werden insbesondere die Daten der Sternensensoren verwendet, um die Verschlechterung der Daten vom Gyroskopsystem zu kompensieren.

Radarsat 2 ist katalogisiert mit der NORAD-Nr. 32.382 und als COSPAR-Objekt 2007-061A. Das mit einem im C-Band bei einer Frequenz von 5,405 GHz arbeitenden Radar mit synthetischer Apertur ausgerüstete Raumfahrzeug bewegt sich auf einer annähernd kreisförmigen, 98,6 Grad gegen den Erdäquator geneigten Bahn in einer Höhe um rund 799 Kilometern um die Erde.

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• Radarsat 2 auf Sojus-FG (Fregat) von Baikonur 31/6

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Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: Orlando Sentinel, NASA, Raumcon.

Ursprünglich war der Betrieb der Station von 1998 bis 2015 geplant. Nach Verzögerungen im Aufbau der Station, der in der ursprünglich geplanten Konfiguration noch immer nicht beendet ist, wurde der Zeitraum zuvor bereits einmal bis 2020 verlängert. Auch eine Nutzung über 2024 hinaus wird nicht ausgeschlossen.
Zunächst wurde die Zustimmung des US-Präsidenten gegeben, zuvor lagen aber bereits Absichtserklärungen weiterer ISS-Partner vor. Die Internationale Raumstation ist ein Gemeinschaftsprojekt von NASA, Roskosmos, JAXA, ESA und CSA, also der Raumfahrtorganisationen aus den USA, aus Russland, Japan, den Mitgliedsstaaten der Europäischen Weltraumagentur und aus Kanada. Interesse an einer Beteiligung besteht zudem aus Indien und China.

Die ISS besteht gegenwärtig aus 15 Druckmodulen, in denen sich eine reguläre Stammbesatzung von 6 Personen aufhält sowie einer elfelementigen Gitterstruktur mit Solarzellenpaneelen, mehreren Kühlmittelkreisläufen mit Wärmeabstrahlern (Radiatoren), Batterien, einem Mobilen Transporter, mehreren Lager- und Experimentierplattformen, einer weiteren Gitterstruktur mit Lageregelungsgyroskopen und Kommunikationsantennen sowie einer Außenplattform, mehreren außen angebrachten Expeimenten und 4 Manipulatorarmen bzw. Kränen.

Innerhalb und außerhalb der Station laufen gegenwärtig etwa 200 Experimente. In der 15-jährigen Geschichte wurden insgesamt bereits etwa 1.500 Untersuchungen wissenschaftlicher oder technischer Art vorgenommen. Bisher lebten und arbeiteten 211 Raumfahrer verschiedener Nationalität an Bord der Station, davon 105 mehrfach.

In den kommenden Jahren sind Erweiterungen der Station geplant. Unter anderem sollen erstmals entfaltbare Module zum Einsatz kommen sowie mit einem leistungsstarken elektrischen Antriebssystem experimentiert werden. Zur weiteren Nutzung der Raumstation werden gegenwärtig vor allem in den USA mehrere bemannte Transportsysteme neu entwickelt, die ab etwa 2016 zum Einsatz kommen könnten. Dabei könnte auch die Stärke der Besatzung erhöht und die Forschungsarbeit intensiviert werden. Für die beteiligten Firmen wäre eine Verlängerung auch eine Sicherung ihrer Investitionen.

Die Verlängerung muss noch von den anderen Partnern der ISS bestätigt werden. Ein Ausfall kleinerer Partner wäre dabei allerdings kein wirkliches Hindernis. Gegenwärtig läuft die ISS-Expedition Nummer 38.

Derweil wurde der Start eines Frachters vom Typ Cygnus um einen Tag verschoben, da die Gefahr gesehen wird, dass die Steuerungselektronik an Bord der Trägerrakete durch die gegenwärtig hohe Sonnenaktivität und die damit verstärkt auftretenden elektromagnetischen Störungen gefährdet werden könnte.

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• ISS-Expedition 38

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Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: NASA, CSA.

Das entsprechende Equipment war beim letzten Shuttle-Flug STS 135 im Sommer 2011 zur ISS gebracht worden. Es besteht im Wesentlichen aus einer quaderförmigen Apparatur mit Einfüllstutzen, die mit Muttern, Kappen und Sicherungsdrähten versehen sind. Außerdem sind auch die erforderlichen Spezialwerkzeuge Bestandteile der Robotic Refueling Mission (RRM).

Für die Operationen wurde die am Ende des Stationsmanipulators angebrachte Erweiterung DEXTRE (Special Purpose Dexterous Manipulator) verwendet, was etwa Spezialmanipulator für Geschicklichkeit erfordernde Aufgaben bedeutet. Er verfügt über zwei Arme, an denen unterschiedliche Werkzeuge angebracht werden können. Diese trägt er normalerweise in einer dafür vorgesehenen Vorrichtung bei sich. Die für die Betankungssimulation erforderlichen Tools wurden allerdings nur für diese Aufgabe konstruiert und zur Station gebracht.

Am 14. Januar begann das Experiment, musste allerdings aufgrund eines Software-Problem gleich wieder abgebrochen werden. Nachdem dieses behoben war, nahm Dextre die Aufgabe ein paar Tage später erneut in Angriff. Alle Kommandos kamen dabei von der Erde, die ISS-Besatzung war also in das Experiment nicht direkt involviert. Dies entspricht auch dem Ziel der Mission. Mit einem derartigen unbemannten System sollen in Zukunft Satelliten in beliebigen Erdumlaufbahnen betankt werden können.

Am ersten Tag (14. Januar) entnahm Dextre der RRM ein Werkzeug, mit dem sich Sicherungsdrähte durchschneiden lassen. Damit wurde dann genau das gemacht, wofür das Werkzeug geschaffen wurde: ein Sicherungskabel wurde durchtrennt. Mit dem anderen Arm wurde zudem eine äußere Abdeckung, die als dritte Sicherung dient, abgezogen. Dazu „ergriff“ Dextre zuvor das ein Multifunktionswerkzeug. Am zweiten Tag (15. Januar) wurde diese Kappe verstaut und zur Behebung des Software-Problems eine Pause eingelegt.

Fortgesetzt wurde am 17. Januar mit dem Durchtrennen zweier weiterer Sicherungskabel und dem Verstauen der beiden Werkzeuge. Am 22. Januar wurde zunächst ein spezielles Tool an einem Arm angesteckt, mit dem Abdeckkappen von einem Nachfüllstutzen entfernt und in einem speziellen Behälter untergebracht werden können. Nach einem Test wurde die zweite Sicherungskappe abgezogen und anschließend das Werkzeug wieder verstaut.

Am 23. Januar wurde nun das Nachfüllwerkzeug ausgewählt und montiert. Außerdem benutzte Dextre seinen zweiten Arm dazu, sich an der Struktur festzuhalten. Mit dem Nachfüllwerkzeug, das in der Lage ist, eine Ventilmutter zu lockern und durch einen innenliegenden Schlauch Äthanol in den Tank der RRM zu füllen, wurden am 24. und 25. Januar die letzten Arbeiten durchgeführt. Anschließend wurde die Ventilmutter wieder festgezogen, ein Schnellverschluss übergestülpt und das Werkzeug wieder an seinen Platz gebracht.

Damit war das Experiment mit einer kleinen Verzögerung erfolgreich abgeschlossen worden. Beteiligt waren Techniker der NASA und der kanadischen Weltraumagentur CSA. Die auszuführenden Kommandos kamen vom Marshall Space Flight Center in Huntsville (USA).

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