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: ESO.

ESO, 4. Januar 2023. Als die Menschen der Antike in den Nachthimmel blickten, sahen sie zufällige Muster in den Sternen. Die Griechen zum Beispiel nannten eines dieser „Sternbilder“ Schlange, weil es einer Schlange ähnelt. Was sie nicht sehen konnten, ist, dass sich am Ende dieses Sternbilds eine Fülle von erstaunlichen astronomischen Objekten befindet. Dazu gehören der Adler-, der Omega- und der Sh2-54-Nebel; der letztgenannte erscheint auf dieser spektakulären Infrarotaufnahme in einem neuen Licht.

Nebel sind riesige Wolken aus Gas und Staub, aus denen Sterne entstehen. Teleskope haben es den Astronomen ermöglicht, diese eher schwachen Objekte bis ins kleinste Detail zu identifizieren und zu analysieren. Der hier gezeigte, etwa 6000 Lichtjahre entfernte Nebel trägt die offizielle Bezeichnung Sh2-54; das „Sh“ bezieht sich auf den US-amerikanischen Astronomen Steward Sharpless, der in den 1950er Jahren mehr als 300 Nebel katalogisierte.

In dem Maße, wie die Technologie zur Erforschung des Universums Fortschritte macht, wächst auch unser Verständnis für diese stellaren Kinderstuben. Einer dieser Fortschritte ist die Fähigkeit, über das mit unseren Augen wahrnehmbare Licht hinaus zu blicken, wie z. B. das Infrarotlicht. So wie die Schlange, die Namensgeberin dieses Nebels, die Fähigkeit entwickelt hat, infrarotes Licht wahrzunehmen, um ihre Umgebung besser zu verstehen, so haben auch wir Infrarotinstrumente entwickelt, um mehr über das Universum zu erfahren.

Während sichtbares Licht von den Staubwolken in Nebeln leicht absorbiert wird, kann Infrarotlicht die dicken Staubschichten fast ungehindert durchdringen. Das Bild hier offenbart daher eine Fülle von Sternen, die hinter den Staubschleiern verborgen sind. Dies ist besonders nützlich, da es den Wissenschaftlern ermöglicht, die Vorgänge in den Sternentstehungsgebieten sehr viel genauer zu untersuchen und so mehr über die Entstehung von Sternen zu erfahren.

Dieses Bild wurde mit der empfindlichen 67-Millionen-Pixel-Kamera des VISTA-Teleskops der ESO am Paranal-Observatorium in Chile im Infrarotlicht aufgenommen. Es wurde im Rahmen der VVVX-Durchmusterung aufgenommen – der „VISTA Variables in the Via Láctea eXtended Survey“. Dabei handelt es sich um ein mehrjähriges Projekt, bei dem ein großer Teil der Milchstraße wiederholt bei Infrarot-Wellenlängen beobachtet wurde und das wichtige Daten zum Verständnis der Sternentwicklung liefert.

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Die Europäische Südsternwarte (ESO) ermöglicht es Wissenschaftlern weltweit, die Geheimnisse des Universums zum Nutzen aller zu entdecken. Wir entwerfen, bauen und betreiben Observatorien von Weltrang, die Astronomen nutzen, um spannende Fragen zu beantworten und die Faszination der Astronomie zu verbreiten, und fördern die internationale Zusammenarbeit in der Astronomie. Die ESO wurde 1962 als zwischenstaatliche Organisation gegründet und wird heute von 16 Mitgliedstaaten (Belgien, Dänemark, Deutschland, Frankreich, Finnland, Irland, Italien, den Niederlanden, Österreich, Polen, Portugal, Schweden, der Schweiz, Spanien, der Tschechischen Republik und dem Vereinigten Königreich) sowie dem Gastland Chile und Australien als strategischem Partner unterstützt. Der Hauptsitz der ESO und ihr Besucherzentrum und Planetarium, das ESO Supernova, befinden sich in der Nähe von München in Deutschland, während die chilenische Atacama-Wüste, ein wunderbarer Ort mit einzigartigen Bedingungen für die Himmelsbeobachtung, unsere Teleskope beherbergt. Die ESO betreibt drei Beobachtungsstandorte: La Silla, Paranal und Chajnantor. In Paranal betreibt die ESO das Very Large Telescope und sein Very Large Telescope Interferometer sowie Durchmusterungsteleskope wie VISTA. Außerdem wird die ESO am Paranal das Cherenkov Telescope Array South betreiben, das größte und empfindlichste Gammastrahlen-Observatorium der Welt. Zusammen mit internationalen Partnern betreibt die ESO ALMA auf Chajnantor, eine Anlage zur Beobachtung des Himmels im Millimeter- und Submillimeterbereich. Auf dem Cerro Armazones, in der Nähe von Paranal, bauen wir „das größte Auge der Welt am Himmel“ – das Extremely Large Telescope der ESO. Von unseren Büros in Santiago, Chile, aus unterstützen wir unsere Aktivitäten im Land und arbeiten mit chilenischen Partnern und der Gesellschaft zusammen.

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Fotos von VISTA

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• VISTA

Der Beitrag Sternbild Schlange aufgenommen mit dem ESO Teleskop VISTA erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

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

WISE war im Dezember 2009 gestartet und hatte im Januar 2010 den Messbetrieb der primären Mission aufgenommen. WISE hat danach zweimal den kompletten Himmel im Infrarotbereich durchgescannt, um nach leuchtstarken Galaxien, Infrarotgalaxien, Supermassiven Schwarzen Löchern, jungen Sternen in der Milchstraße, Braunen Zwergen und Asteroiden zu suchen und ihre Positionen zu erfassen. An Bord befindet sich ein vergleichsweise kleines Teleskop mit einem 40-cm-Spiegel. Als das Kühlmittel verbraucht war (Verdampfungskühlung), hat man mit den noch verwendbaren beiden Spektralbereichen weiter nach Asteroiden „in der Nähe“ gesucht, wobei die Mission NEOWISE (Near Earth Orbit WISE) genannt wurde.

Insgesamt hatte man mehr als 34.000 neue Asteroiden entdeckt und von etwa 158.000 Position, Größe und Rückstrahlungsvermögen erfasst. Nun soll WISE erneut dabei helfen, für die Erde potentiell gefährliche Asteroiden zu finden. Über mehr als 2,7 Millionen Bilder wurden 747 Millionen Himmelsobjekte katalogisiert. Darunter befinden sich Asteroiden und Kometen in unserem Planetensystem, Sterne unserer Galaxie sowie weit entfernte Galaxien und Galaxiencluster.

Nach einer mehrmonatigen Abkühlungsphase haben die Sensoren nun eine Temperatur von etwa -200°C unterschritten und mittlerweile erste Daten erfasst. Die Bilder wurden zur Erde übermittelt und einige davon veröffentlicht. Dabei wurde festgestellt, dass die Sensoren auch nach der 31-monatigen Ruhephase gut funktionieren. Nun soll die zweite NEOWISE-Mission bis zu 3 Jahre lang Daten liefern. Danach könnte die Bahn des kleinen Weltraumteleskops zu niedrig liegen, um noch aussagekräftige Bilder zu liefern.

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• Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE)

Der Beitrag NEOWISE arbeitet wieder erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Simon Plasger. Quelle: NASA.

Die neuesten Untersuchungen von WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer) zeigen, dass die Anzahl der erdnahen Asteroiden, der sogenannten NEOs (Near Earth Objects), wesentlich geringer ist, als zuvor angenommen wurde. Sie zeigen auch, dass die NASA mittlerweile mehr als 90 Prozent der größeren Objekte mit mehr als 100 Metern Durchmesser gefunden hat, ein Ziel, welches im Jahr 1998 mit dem US-Kongress vereinbart wurde.

Die Astronomen schätzen nun, dass es anstatt 35.000 nur ungefähr 19.500 erdnahe Asteroiden mittlerer Größe gibt. Jedoch muss der Großteil dieser noch entdeckt werden. Außerdem ist zu untersuchen, ob weniger mittelgroße (100 -1000 m Durchmesser) Asteroiden auch bedeutet, dass es weniger potenziell gefährliche Objekte gibt, die sich der Erde annähern und mit ihr zusammenstoßen könnten.

Diese Daten stammen aus der genauesten Zählung der NEOs, welche WISE im Rahmen der NEOWISE-Mission durchgeführt hat. Dabei konnten mit der Infrarotkamera von WISE mehr Asteroiden gefunden worden, als dies vorher mit reinen Lichtteleskopen möglich war, denn nun waren auch Himmelskörper durch ihre Wärmestrahlung sichtbar, die den Astronomen zuvor aufgrund fehlender Reflexion entgangen waren. Außerdem konnten kleine Asteroiden mit hoher Reflexion nun besser von großen mit weniger Reflexion unterschieden werden, da diese im optischen Bereich nahezu gleich aussehen.

WISE war am 14. Dezember 2009 gestartet worden und hat zuerst eine Himmelsdurchmusterung durchgeführt, wobei es von festem Wasserstoff auf eine Temperatur nahe dem absoluten Nullpunkt herabgekühlt wurde. Nachdem das Kühlmittel verdampft war, wurde die Mission mit den nun noch funktionierenden Detektoren weitergeführt, bis WISE im Januar dieses Jahres abgeschaltet wurde.

Raumcon:

• WISE – Countdown und Start
• WISE – Mission und Betrieb

Der Beitrag Weniger Asteroiden in Erdnähe als erwartet erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Dominic Decoen. Quelle: www.nasa.gov.

Wie die NASA mitteilte, arbeiten alle Instrumente an Bord des Wide-field Infrared Survey Explorers zuverlässig und ohne Probleme.

Das neue Prunkstück der NASA wurde am 14. Dezember in den Orbit geschossen und man unterzieht den Satelliten gerade einem einmonatigen Vorbereitungsprogramm, bevor es mit der Abtastung des Universums im Infrarotbreich endgültig losgehen soll. WISE soll u.a. besonders leuchtschwache Objekte, wie bisher unbekannte Braune Zwerge und Asteroiden erkennen, sowie eine umfassende Karte des gesamten Himmels im Infrarotbereich in unerreichter Auflösung erstellen.

Am heutigen 29. Dezember soll nun der nächste Schritt im Vorbereitungsprogramm von WISE beginnen. Die Schutzabdeckung am Tubus wird entfernt und WISE wird erstmals Testbeobachtungen anstellen. Die Schutzkappe sitzt auf dem Teleskop, welches einen Hauptspiegel mit einem Durchmesser von 40 Zentimetern hat und außerdem von vier Detektoren unterstützt wird, welche jeweils 1 Million Pixel haben. Die ganze Teleskopeinheit kann man mit einer Thermoskanne vergleichen, welche Getränke warm oder kalt hält. Die Schutzkappe diente dazu, das Teleskop und die Detektoren während des Aufenthalts auf der Erde und des Starts kühl zu halten. Das Infrarotteleskop muss nämlich ständig sehr kalt gehalten werden, damit seine Instrumente einwandfrei funktionieren und nicht selbst Infrarotstrahlung emittieren. Außerdem verhinderte die Abdeckung, dass Licht in die empfindliche Anordnung von Spiegeln gelangte, bevor WISE seine endgültige Position im Orbit erreicht hatte.

Die „Thermoskanne“ WISE muss beständig auf -85 Grad Celsius gekühlt werden und die Detektoren sogar noch tiefer, nämlich auf -265 Grad Celsius. Dies führt dazu, dass der mitgeführte Wasserstoff, welcher als Kühlmittel eingesetzt wird, nur für rund zehn Monate ausreicht und somit die Mission von WISE dann auch beendet sein wird.

Alle Instrumente an Bord von WISE funktionieren normal, wie von Seiten der NASA zu erfahren war. Die Übertragungsantennen und die Beobachtungsdetektoren, sowie das eigentliche Infrarotteleskop befinden sich in sehr gutem Zustand, sodass mit den Beobachtungen Mitte Januar begonnen werden kann. Im gleichen Monat sollen auch schon die ersten Bilder vorliegen.

Allen Leserinnen und Lesern dieses Artikels und auch allen anderen wünsche ich einen guten Rutsch und ein gesundes und fröhliches Jahr 2010.

Raumcon

• Wide-field Infrared Survey Explorer
• Delta II-7320 mit *WISE*

Der Beitrag WISE- endlich kann der Satellit sehen erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: NASA, DSI, Raumcon, Wikipedia. Vertont von Peter Rittinger.

Am 18. Dezember wurde erstmals das 4,6 x 4,3 Meter große Seitentor im Flug für 2 Minuten komplett geöffnet, allerdings in etwa 4,5 Kilometern Höhe und bei 415 Kilometern pro Stunde. Im Einsatz soll sich SOFIA in dreifacher Höhe mit doppelter Geschwindigkeit bewegen. Das Teleskop ist in eine umgebaute Boeing 747SP eingebaut worden und soll ab dem nächsten Frühjahr für astronomische Beobachtungen zur Verfügung stehen. Die 747SP besitzt einen verkürzten Rumpf und erreicht damit größere Flughöhen und eine größere Reichweite respektive Flugdauer.

Das Projekt wird seit 1997 verfolgt. Das Teleskop wurde bis 2004 in Deutschland durch die MT Aerospace AG und Kayser-Threde GmbH im Auftrag des DLR entwickelt und fertiggestellt und in das Flugzeug eingebaut. Der Hauptspiegel hat einen Durchmesser von 2,7 Metern, das Gesamtinstrument eine Masse von rund 17 Tonnen. Die verwendeten Sensoren sollen einen weiten Wellenlängenbereich von 0,3 bis 1.600 µm im infraroten Licht abdecken. Diese Strahlung kann am Boden aufgrund der Absorption vor allem durch den in der Luft der Troposphäre enthaltenen Wasserdampf nicht oder nur sehr eingeschränkt gemessen werden, vor allem im Bereich von 10 bis 1.000 µm. Für eine genaue Ausrichtung und Stabilität während des Fluges sorgen Motoren, verschiedene Vibrationsdämpfer und Korrekturmechanismen.

Die Instrumente können je nach Aufgabe flexibel gewechselt werden. Zur Grundausstattung gehören die High-resolution Airborne Wideband Camera, die Faint Object InfraRed CAmera for the SOFIA Telescope und die First Light Infrared Test Experiment CAMera. Außerdem sollen das Field Imaging Far-Infrared Line Spectrometer und der German Receiver for Astronomy at Terahetz Frequencies aus Deutschland sowie der Echelon-Cross-Echelle Spectrograph, der CAltech Submillimeter Interstellar Medium Investigations Receiver und das Submillimeter And Far InfraRed Experiment aus den USA zum Einsatz kommen. Speziell für SOFIA entwickelt wurde zudem das High-speed Imaging Photometer for Occultation.

In den letzten Wochen und Monaten wurden der Primärspiegel optisch beschichtet, Verbesserungen an den Gyroskopen zur Stabilisierung der Ausrichtung, den Feinlaufwerk-Bremsen, dem Vibrationsisolierungssystem und der Versorgungseinheit vorgenommen, die obere Tür modifiziert, Öffnungs- und Schließmechanismen installiert und getestet, Instrumentierung aufgebaut und das Flugzeug einer Routinewartung unterzogen. Während das Teleskop den Druckbedingungen der Hochatmosphäre unterliegt, befinden sich Piloten und Wissenschaftler in einer davon hermetisch abgeriegelten Drucksektion.

Aufgrund der deutschen Beteiligung an Entwicklung, Bau und Finanzierung des Gesamtprojekts steht das Observatorium auch dem Deutschen SOFIA-Institut am Institut für Raumfahrtsysteme der Universität Stuttgart zur Verfügung und wird jährlich etwa zwei Wochen hier stationiert sein.

Verwandte Webseiten:

• Deutsches SOFIA-Institut
• SOFIA bei der NASA

Raumcon:

• SOFIA-Thread

Der Beitrag SOFIA macht Fortschritte erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Dominic Decoen. Quelle: NASA.

Das neue Weltraumteleskop der NASA, WISE (Widefield Infrared Survey Explorer), hob heute morgen um 06:09 Uhr Ortszeit (15:09 Uhr MEZ) vom Luftwaffenstützpunkt Vandenberg in Zentralkalifornien ab. Der Satellit wurde mit Hilfe einer Delta-II-Rakete in den Weltraum geschossen.

Trotz einer 40%-Möglichkeit, dass das Wetter einen Start verhinderte, gelang der Start. Das Startfenster war von 15:09 Uhr bis 15:23 Uhr MEZ geöffnet. Die Separation der Zusatzbooster erfolgte um 15:11 Uhr, also zwei Minuten nach Liftoff. Um 15:15 Uhr zündete die zweite Stufe der Delta II zum ersten Mal und die Schutzhülle um den Satelliten wurde abgesprengt. Fünf Minuten später war SECO (Second Engine Cutoff) – die erste Zündung der zweiten Stufe war abgeschlossen. Die zweite Zündung der zweiten Stufe erfolgte um 16:01 Uhr um den Satelliten in seine letztendliche Umlaufbahn zu bringen. Diese ist sonnensynchron, d. h. WISE fliegt über die Pole. Die Abtrennung von WISE und der zweiten Raketenstufe wurde um 16:05 Uhr bestätigt. WISE ist nun auf sich allein gestellt und liefert hoffentlich nach zehn Monaten geplanter Betriebszeit überwältigende Ergebnisse.

Raumcon:

• Delta II mit WISE
• Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE)

Der Beitrag WISE – endlich im Orbit erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Dominic Decoen. Quelle: NASA.

WISE – Wide-Field Infrared Survey Explorer (Bild: NASA/JPL-Caltech)

Die Vorbereitungen für den Start des „Weitfeld-Infrarot-Überblicks-Erkunders“ laufen weiter. Der neue NASA-Satellit soll von der Vandenberg Air Force Base aus in Kalifornien in den Orbit gelangen. Startzeit ist 6:09 Uhr Pazifik-Zeit, also 15:09 Uhr nachmittags bei uns in Deutschland.

Der Erkundungssatellit wird sich, wenn er den Orbit erreicht hat, in einer 525 Kilometer hohen polaren Umlaufbahn befinden und den gesamten Himmel innerhalb von 9 Monaten zweimal im Infrarotbereich abtasten. Danach ist der Wasserstoff aufgebraucht, der die Instrumente an Bord von WISE kühl hält.

Der Satellit ist 2,85 Meter groß, 2 Meter breit, 1,73 Meter tief und wiegt 661 Kilogramm. Das Instrument beinhaltet ein 40-cm-Teleskop und vier Infrarotdetektoren, welche jeweils eine Million Pixel auflösen.

WISE kann sowohl im erdnahen Bereich beobachten, als auch im tiefern Raum. Die erdnächsten Objekte, die WISE entdecken kann, sind die Asteroiden im Asteroidengürtel. WISE kann auch ihre Beschaffenheit ermitteln. Bestehen sie beispielweise aus Eis oder sind sie hart wie Stein? Eine Frage, die unter anderem für Konzepte zur Abwehr von Asteroiden eine Rolle spielen, falls dies einmal notwendig werden sollte.

Andere Objekte, die WISE in großer Zahl entdecken soll, sind so genannte Braune Zwerge. Dies sind kosmische Objekte, deren Masse nicht ausreicht um die für Sterne übliche Wasserstofffusion in Gang zu setzen. Tausend oder mehr dieser Objekte soll WISE entdecken und dabei u.a. die Frage beantworten, ob nicht doch möglicherweise ein zumindest sternähnliches Objekt näher an uns liegt als der Rote Zwerg Proxima Centauri mit knapp mehr als vier Lichtjahren Entfernung.

Andere Untersuchungsobjekte sind aktive Galaxien, weit entfernt und im sichtbaren Licht nicht festzustellen. Außerdem soll WISE Ausschau nach jungen Sternen halten. Diese ’neugeborenen‘ Sterne haben eine Staubscheibe um sich, aus der sich in Zukunft Planeten und eventuell Leben entwickeln können. Vor allem aber soll WISE einen Katalog von Infrarotquellen am gesamten Himmel erstellen, aus dem anschließend besonders interessante Quellen zur detaillierten Untersuchung mit dem für das Jahr 2014 geplanten James Webb Space Telescope (JWST) ausgewählt werden können.

Die Daten aus dieser Mission sollen in zwei Schritten veröffentlicht werden. 16 Monate nach dem Start des Satelliten werden die ersten und 27 Monate später die letzten Daten von WISE publiziert.

Raumcon:

• Delta II mit WISE
• Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE)

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Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: NASA, Arxiv.org.

Bereits im Jahr 2004 fertigte das Weltraumteleskop Spitzer Aufnahmen des Infrarotspektrums des Sterns HD 172555 an, welcher sich in etwa 100 Lichtjahren Entfernung im Sternbild Pfau befindet. Bei der Auswertung der Aufnahmen der Infrarot-Emissionen stieß ein internationales Forscherteam um Dr. Carey M. Lisse von der Johns Hopkins University in Baltimore/USA auf ungewöhnliche Signaturen, welche darauf hindeuten, dass in diesem Sternsystem zwei Exoplaneten kollidiert sind. Zwar konnte das Spitzer-Teleskop bereits zuvor in einigen Staubscheiben, welche relativ junge Sterne umkreisen, Anzeichen für Kollisionen von Asteroiden und Planetesimalen, den Vorläufern von Planeten, nachweisen. Die jetzt festgestellte Kollision übertrifft die bisherigen Beobachtungen jedoch sowohl in Bezug auf die Stärke als auch auf die Massen der daran beteiligten Objekte.

„Die Kollision muss gewaltig gewesen sein und ist mit hoher Geschwindigkeit abgelaufen“, so Carey M. Lisse. „Das hier beobachtete Spektrum ist sehr ungewöhnlich. Etwas ähnliches habe ich noch nie zuvor gesehen.“ In den untersuchten thermalen Emissions-Spektren konnten so neben größeren Mengen vaporisierten Siliziums in Form von Feinstaub zum Beispiel auch Spuren von zu Glas erstarrter Lava, speziell von Tektiten und Obsidian nachgewiesen werden. Tektite bilden sich auf der Erde infolge von Meteoritenimpakten. Das Impaktmaterial wird dabei aufgeschmolzen und erstarrt anschließend zu Glas. Obsidian hingegen ist das Resultat von sehr schnell abkühlender Lava. Die erwähnten Materialien wurden im System von HD 172555 in einer Entfernung von 5,8 plus/minus 0,6 Astronomischen Einheiten (AE) zum Zentralstern nachgewiesen.

Den von Lisse und seinen Kollegen angestellten Berechnungen zufolge muss ein Planet von der Größe des Merkurs mit einem zweiten, etwa mondgroßen Objekt zusammengestoßen sein. Bei dem Zusammenprall, welcher mit einer Geschwindigkeit von etwa 10 Kilometern pro Sekunde (36.000 km/h) erfolgte, wurde der kleinere Körper vermutlich vollständig zerstört. Dabei wurde eine große Menge Gesteins regelrecht verdampft und heiße Lava in die Umgebung geschleudert, welche anschließend zu den beobachteten Tektiten und Obsidian erstarrte. Auf der Basis der detektierten Gas- und Staubmengen schätzen Lisse und seine Kollegen, dass die kollidierten Planeten zusammen mindestens so massereich waren wie der Erdmond. Allein die Menge des nachgewiesenen Feinstaubes würde ausreichen, um einen Asteroiden von 300 bis 400 Kilometern Durchmesser zu formen.

Solche Kollisionen sind bei relativ jungen Sternsystemen, HD 172555 verfügt über ein geschätztes Alter von lediglich etwa 12 Millionen Jahren, anscheinend keine Seltenheit. Vergleichbare Ereignisse gelten auch für die Frühzeit unseres Sonnensystems als sicher. Nach der gängigen Theorie zur Entstehung des Erdmondes kollidierte die noch sehr junge Protoerde vor 4,527 Milliarden Jahren mit einem etwa marsgroßen Planeten, Theia genannt. Die Trümmer dieser Kollision formten einen Ring um die Erde, aus dem sich in der Folgezeit der Mond bildete. Und auch unser äußerer Nachbar in unserem Sonnensystem, der Mars, wurde in seiner Frühzeit sehr wahrscheinlich von einem sehr großen Objekt getroffen, was letztendlich zu einer Dichotomie, einer Zweiteilung seiner Oberfläche, in das kraterzernarbte Hochland auf der Südhälfte und die relativ ebene, aber bedeutend tiefer gelegenen Nordhälfte führte.

Die bei HD 172555 beobachtete Kollision ist vermutlich erst vor wenigen tausend Jahren erfolgt. Anderenfalls wären die Spuren dieses Zusammenpralls nicht mehr detektierbar gewesen, da sich die Trümmer bereits zu weit verstreut hätten. Dass Spitzer die Spuren einer solchen kosmischen Katastrophe trotzdem entdeckt hat, ist laut Lisse ein Glücksfall: „Hierbei handelt es sich um ein wirklich seltenes und auch kurzlebiges Phänomen. Wir können uns glücklich schätzen, dass wir es so bald nach seinem Eintreten noch beobachten konnten.“

Das Team um Carey M. Lisse wird die Ergebnisse der Untersuchungen demnächst in der Fachzeitschrift „Astrophysical Journal“ veröffentlichen.

Raumcon

• Gigantischer Planetencrash

• Exoplaneten

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Ein Beitrag von Axel Orth. Quelle: NASA / Wikipedia.

Außer den 40 Jahren Apollo jährt sich in diesen Tagen auch ein astronomisches Großereignis: 1994 stürzte der Komet Shoemaker-Levy 9 in einer Kette von Bruchstücken auf den Jupiter. Anders als damals kam der Einschlag diesmal allerdings völlig überraschend. Der australische Amateurastronom Anthony Wesley machte die NASA darauf aufmerksam, dass Jupiter eine dunkle „Narbe“ aufweist, und Astronomen des JPL der NASA richteten daraufhin schleunigst ein Infrarot-Teleskop auf dem Mauna Kea auf Hawaii auf den größten Planeten des Sonnensystems. Ihre Beobachtungen bestätigten die Angaben von Wesley.

„Wir hatten großes Glück, dass wir Jupiter genau zur richtigen Zeit und an der richtigen Stelle erwischten, um Zeugen des Ereignisses zu werden. Wir hätten es nicht besser planen können“, sagte Glenn Orton, Wissenschaftler am JPL. Mittlerweile ist die Bahnverfolgung des Teleskops gestoppt und Daten werden heruntergeladen. Weitere Beobachtungen und bessere Bilder, wie sich die Einschlagnarbe entwickelt, sind zu erwarten, selbstverständlich auch von anderen Teleskopen.

Der Einschlagpunkt lag wahrscheinlich nahe der Südpolregion, mit einer deutlich sichtbaren dunklen Stelle und aufwallenden hellen Partikelwolken in der oberen Atmosphäre, die im nahen Infrarot sichtbar sind. Die Infrarot-Helligkeit der Partikel weist darauf hin, dass diese Wolken deutlich heißer sind als ihre Umgebung. Eine mögliche Extra-Emission von Ammoniakgas wurde festgestellt.

Das Bild wurde bei 1,65 Mikrometern aufgenommen, einer Wellenlänge, die empfindlich ist für Sonnenlicht, das hoch in Jupiters Atmosphäre reflektiert wird, und es zeigt sowohl das helle Zentrum der Narbe (unten links) als auch die „Trümmer“ nordwestlich davon (oben links).

„Es könnte der Einschlag eines Kometen sein, aber wir sind nicht sicher“, sagte Orton. „Es war ein stressiger Tag.“ Er bedankte sich bei der Vor-Ort-Mannschaft des Teleskops für ihre außerordentlichen Anstrengungen,

insbesondere beim Teleskop-Operator William Golisch, der während der kurzen Aufnahmezeit, die die Narbe auf dem Planeten sichtbar war, geschickt drei Instrumente in und aus dem Strahlengang manövrierte, um eine weite Wellenlängenabdeckung zu gewährleisten.

Shoemaker-Levy 9 war ein Komet, der 1993 von Eugene Shoemaker und David Levy entdeckt wurde. Nur zwei Monate nach der Entdeckung sagte der japanische Astronom Shuichi Nakano voraus, dass er bald auf den Jupiter stürzen würde, der für seine Eigenschaft als „Kometenstaubsauger“ bekannt ist. Shoemaker-Levy 9 zerbrach bei seiner Annäherung an Jupiter in 21 Fragmente zwischen 50 Meter und 1 Kilometer Größe, die sich wie auf einer Perlenkette aufreihten. Zu der Zeit, als die Fragmente der Reihe nach auf dem Jupiter einschlugen, waren zahlreiche Teleskope auf den Jupiter gerichtet, darunter auch das Hubble-Teleskop.

Raumcon:

• Jupiter-Thread im Forenbereich Astronomie

Der Beitrag Neuer Einschlag auf dem Jupiter erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: MPIA, Spitzer, Nature.

Am 2. Januar 2004 passierte die NASA-Raumsonde Stardust den Kometen Wild 2 in einer Entfernung von 238 Kilometern. Dabei wurden Kometenstaubpartikel eingesammelt, welche mit einer Rückkehrkapsel am 15. Januar 2006 zur Erde gelangten. Nach dem Transport zum Johnson Space Center ergab eine erste, noch oberflächliche Sichtung, dass die Mission erfolgreich war. Bereits mit dem bloßen Auge konnten die Wissenschaftler 45 Staubpartikel sichten. Insgesamt fanden sich bei der anschließenden genaueren Untersuchung mehrere Tausend Partikel, deren Analyse letztendlich eine ältere Vermutung bestätigt hat. Untersuchungen von Kometen und Meteoriten haben bereits in den 1980ern ergeben, dass diese Objekte einen auffallend hohen Anteil an kristallinem Silikat aufweisen. Besonders hoch erschien dabei der Anteil an magnesiumhaltigen Forsterit, einem Mineral der Olivingruppe, welches auch in den aktuellen Materieproben von Wild 2 nachgewiesen werden konnte.

Damit stellte sich allerdings auch erneut die Frage, wie diese speziellen Silikate ihren Weg in das Innere von Kometen finden konnten. Zu ihrer Bildung benötigen kristalline Silikate eine extrem heiße Umgebung mit Temperaturen von mindestens 1.000 Grad Celsius. Kometen dagegen, so die gängige Theorie, bildeten sich in der Entstehungsphase unseres Sonnensystems in dessen kalten Außenbereichen. Das kristalline Silikat musste also in den inneren Regionen der protoplanetaren Scheibe erzeugt und anschließend innerhalb eines sehr kurzen Zeitraumes in deren äußere Bereiche transportiert worden sein. Wie genau entsteht dieses kristalline Silikat und wie gelangt es in die äußeren Bereiche einer protoplanetaren Scheibe? Die hierbei ablaufenden Prozesse haben jetzt Wissenschaftler aus Ungarn, Deutschland und den Niederlanden unter der Leitung von Péter Ábrahám vom Konkoly-Observatorium in Budapest mit Hilfe von Infrarotaufnahmen des Weltraumteleskops SPITZER entschlüsselt.

Das Beobachtungsobjekt hierfür war der Stern EX Lupi im Sternbild Wolf. Bei diesem Objekt handelt es sich um einen sehr jungen Stern, welcher unserer Sonne in ihrer jungen Phase vor über viereinhalb Milliarden Jahren sehr ähnelt. Gleichzeitig ist EX Lupi der Prototyp einer bestimmten Art von veränderlichen Sternen, den sogenannten EXors. EX Lupi weist zwei Merkmale auf, welche für viele noch sehr junge Sterne typisch sind. Zum einen ist er von einer sogenannten „protoplanetaren Scheibe“ umgeben. Dabei handelt es sich um eine Scheibe aus Staub und Gas, aus der sich nach dem heutigen Kenntnisstand der Wissenschaft in der Zukunft ein Planetensystem bilden wird.

Zum anderen zeigt der Stern etwa alle vier bis fünf Jahre einen über mehrere Monate anhaltenden starken Helligkeitsausbruch, der in einen Anstieg der Leuchtkraft um das fünf- bis Zehnfache gipfelt. Besonders heftige Ausbrüche können sogar den Faktor 100 erreichen. Der Grund für diese Ausbrüche liegt darin, dass die protoplanetare Scheibe infolge gravitativer Einflüsse in bestimmten zeitlichen Abständen instabil wird und dadurch größere Materialmengen auf den Stern stürzen.

SPITZER hatte bereits im Jahr 2005 während einer ruhigen Phase Infrarotaufnahmen von EX Lupi angefertigt. In den dabei gewonnenen Spektraldaten konnten keinerlei Anzeichen für die Existenz kristalliner Silikate entdeckt werden. Im April 2008 wurde der Stern erneut abgebildet, diesmal allerdings nur mehrere Monate nach dem Höhepunkt einer seiner Helligkeitsausbrüche. Das hierbei angefertigte neue Spektrum unterschied sich deutlich vom vorherigen. Zusätzlich zu den bereits zuvor registrierten amorphen Silikaten konnte man auch kristalline Silikate, unter anderem in Form von Forsterit, nachweisen.

Attila Juhász vom Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg, einer der beteiligten Wissenschaftler, sagt dazu: „Wir sind vermutlich erstmals Zeugen des Kristallisationsprozesses geworden. Offenbar entstehen die Kristalle durch Aufheizen und Ausglühen der Silikatteilchen nahe der Oberfläche der inneren, dicken Staub- und Gasscheibe während der Helligkeitsausbrüche von EX Lupi. Beim Ausglühen wird das Material auf eine Temperatur erhitzt, bei der seine chemischen Bindungen aufgebrochen werden und neue, andersartige entstehen. Dadurch verändern sich auch die physikalischen Eigenschaften der Teilchen.“

Hiermit ergibt sich ein neuer Ansatz für das Verständnis der Entstehung der Kometenkristalle. Unmittelbar nach ihrer Bildung prägen die Kristalle dem beobachteten Spektrum ihr charakteristisches Merkmal auf. Sie befinden sich dabei noch an der Oberfläche der protoplanetaren Scheibe. Im Laufe der Zeit vermischen die Kristalle sich mit dem weiter innen liegenden Material und reichern es auf diese Weise bei jedem weiteren Ausbruch des Zentralsterns etwas mehr mit kristallinen Silikaten an. Solange das System noch relativ jung ist, sind die kristallinen Silikate nur während der Ausbrüche detektierbar, da sie sich lediglich an der Oberfläche der beobachteten protoplanetaren Scheibe konzentriert haben.

Bis zur Auswertung der neuesten Beobachtungen von EX Lupi hat man zwei Möglichkeiten zur Entstehung der kristallinen Silikate in Betracht gezogen. Zum einen könnte das Material im inneren Bereich der protoplanetaren Scheibe durch die Strahlungsabgabe des noch sehr jungen Sterns über einen längeren Zeitraum hinweg erhitzt worden sein. Dies allerdings steht jetzt durch die neuen Daten im Widerspruch zu der Tatsache, dass die zum Zeitpunkt der Inaktivität von EX Lupi durch SPITZER aufgenommenen Spektren keinerlei Anzeichen für kristalline Silikate aufweisen.

Die zweite Möglichkeit wäre, dass ein sich gerade innerhalb der Scheibe bildender Planet eine Schockwelle auslöst, welche kurzzeitig eine erhöhte Menge an Energie auf die Staubteilchen überträgt. Durch diese Energiezufuhr könnte sich dann die zur Kristallisation erforderliche Hitze entwickeln. Allerdings wäre zu erwarten, dass die dabei entstandenen Temperaturen sehr schnell wieder auf „Normalwerte“ absinken. Auch diese zweite Variante scheidet mittlerweile jedoch aus, da die Temperatur der beobachteten Kristalle zum Zeitpunkt von mehreren Monaten nach dem Maximum des Ausbruches immer noch wesentlich höher war als die Temperatur der Scheibe während des Ruhezustandes von EX Lupi.

Die Beobachtungen des Teams von Péter Ábrahám lassen sich somit mit keinem dieser beiden Szenarien vereinbaren. Dieser sagt dazu: „Wir kamen deshalb zu dem Ergebnis, dass ein dritter, bisher noch nicht in Betracht gezogener Prozess die Kristallisation durch Ausglühen bewirkt – nämlich die Aufheizung der amorphen Silikate durch den Helligkeitsausbruch des Zentralsterns. Während der aktiven, durch zahlreiche Ausbrüche gekennzeichneten Phase der jungen Sterne reichern sich die kristallinen Silikate in deren zirkumstellarer Scheibe an und gehen dann in die sich bildenden Kometenkerne ein.“

Michael Werner, Projekt-Wissenschaftler am Jet Propulsion Laboratory (JPL), äußert sich dazu folgendermaßen: „Diese Beobachtungen zeigen zum jetzigen Zeitpunkt die Möglichkeit der Entstehung kristalliner Silikate auf, wie sie in Kometen und Meteoriten innerhalb unseres eigenen Sonnensystems aufgefunden wurden.“

Die Entstehung der kristallinen Silikate scheint somit geklärt. Aber wie gelangen diese aus der unmittelbaren Umgebung des im Zentum eines gerade entstehenden Sonnensystems befindlichen Sterns in dessen äußere Bezirke? Dazu wurden bereits in der Vergangenheit mehrere Prozesse in Erwägung gezogen, zum Beispiel eine Vermischung der jetzt kristallinisierten Staubkörner in der Mittelebene der protoplanetaren Scheibe. Eine weitere Theorie bringt das sogenannte „X-Wind-Modell“ ins Spiel. Hierbei sollen die Staubkörner von der Scheibenebene durch die Fliehkraft weggeschleudert und in die äußeren Bereiche der Scheibe getragen werden. Mit beiden Theorien lassen sich allerdings die erforderlichen Transportraten nicht vollständig erklären.

In der aktuellen Ausgabe der Zeitschrift „Nature“ stellt jedoch Dejan Vinković von der Universität Split eine neue Studie vor. Von ihm durchgeführte Simulationsberechnungen deuten einen wesentlichen Beitrag der protoplanetaren Scheiben zum Strahlungsdruck an, welcher auf die Staubkörner einwirkt. Bis vor den Zeitpunkt der Erstellung dieser Untersuchung wurde alleine der Einfluss des Zentralsternes selbst berücksichtigt. Dieser allerdings wirkt dabei lediglich in radiale Richtung. Der Stern wäre hiermit also der alleinige Ausgangspunkt für den entstehenden Strahlungsdruck und die Staubkörner würden direkt in die protoplanetare Scheibe hinein befördert. Die Berechnungen Vinkovićs ergeben jedoch, dass die entstehende Infrarotemission der protoplanetaren Scheibe dem entgegen wirkt. Die Staubpartikel würden demzufolge der Oberfläche der Scheibe folgend nach außen strömen. Erst nachdem sie deren äußeren Bereich erreichen, gelangen sie in das Innere der protoplanetaren Scheibe und gehen dort in die Bildung der Kometenkerne ein. Der Grund hierfür ist, dass in den äußeren Bereichen der protoplanetaren Scheibe mit sinkenden Temperaturen auch die Infrarotemissionen abnehmen.

Allerdings trifft dieses Modell nur für solche Teilchen zu, welche über eine Größe von mindestens einem Mikrometer verfügen. Nur diese können so viel Energie von der protoplanetaren Scheibe aufnehmen, um anschließend in Richtung auf den äußeren Rand beschleunigt zu werden. Somit verbleibt letztendlich immer noch die Möglichkeit, dass die kleineren Teilchen, welche für die Bildung von Kometen allerdings zwingend erforderlich sind, durch die weiter oben erwähnte „Vermischung“ oder durch die sogenannten „X-Winde“ schneller nach außen befördert werden als die größeren Exemplare.

Der Beitrag Wie entstehen die Kristalle der Kometen erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: russianforces.org, nti.org, armscontrol.org, space.com, princeton.edu.

Hochelliptische Umlaufbahnen ermöglichen es russischen Frühwarnsatelliten, lange Zeit ein bestimmtes Territorium im Blickfeld zu haben. In einem System aus vier betriebsfähigen Satelliten in Orbits mit einer Periode von 12 Stunden könnte jeder der Satelliten das Terretorium 6 Stunden lang kontrollieren, was insgesamt eine Beobachtung eines jeden Punktes rund um die Uhr ermöglicht. Zusätzlich Satelliten würden eine hohe Zuverlässigkeit erlauben, im Idealfall sollte jedem im Einsatz befindlichen Satelliten ein weiterer Satellit zur Seite stehen, und ein neunter Satellit im geostationären Orbit wäre eine funktionale Ergänzung.

Ein entsprechendes System begann die damalige Sowjetunion unter der Bezeichnung Oko (übersetzt Auge) mit Satelliten unter der Bezeichnung US-K einzurichten, um US-amerikanisches Territorium hinsichtlich startender Raketen zu überwachen. Gestartete Raketen konnten insbesondere mit Infrarotteleskopen aufgefasst werden, wenn sie eine bestimmte Höhe erreicht hatten und vor dem dunklen und kalten Hintergrund des Weltraums sichtbar wurden, weshalb die fraglichen Gebiete schräg von der Seite abgetastet wurden. Der erdfernste Punkt der Bahnen der US-K-Satelliten liegt im Bereich von etwa 39.000 Kilometern über der Erdoberfläche, der der Erde nächste Bahnpunkt im Bereich zwischen 500 und über 1.500 Kilometern. Die Satelliten vom Typ US-K sollen derzeit in der Lage sein, US-amerikanisches Territorium an 18 Stunden eines Tages zu beobachten.

Ein Bedarf nach erweiterter Zuverlässigkeit und der Wunsch nach Überwachung weiterer Gebiete, in welchen Raketenstarts stattfinden könnten, soll die Entwicklung von US-KS-Satelliten als einer Variante des bei US-K verwendeten Satelliten für den Einsatz im geostationären Orbit angestoßen haben. Nach vier US-KS-Satelliten kam es schließlich zum Bau von Satelliten des Typs US-KMO druch Lawotschkin für das Oko-1-System. Die entsprechenden Satelliten sollen startende Raketen schneller als zuvor auch vor dem Hintergrund der Erdoberfläche auffassen können.

Vom Oko-1-System wird vermutet, dass es voll ausgebaut den gesamten Globus abdecken soll. Dafür wären vier Satelliten im geostationären Orbit notwendig. Für entsprechende Satelliten waren sogar sieben Positionen festgelegt worden: 159 Grad West, 24 Grad West, 12 Grad Ost, 35 Grad Ost, 80 Grad Ost, 130 Grad Ost und 166 Grad Ost (alternative Positionsbezeichnungen auch Prognoz 1 bis 7). Im Augenblick wird das System jedoch noch nicht voll betriebsfähig sein, zumal aktuell nur zwei entsprechende betriebsfähige Satelliten im All sein sollen. Im September 2007 soll der zu diesem Zeitpunkt einzige geostationäre Frühwarnsatellit Cosmos 2379 von seiner ursprünglichen Position bei 24 Grad West auf 12 Grad Ost gebracht worden sein, um gegebenenfalls Raketenstarts von U-Booten im Nordatlantik auffassen zu können.

Die russischen Frühwarnsatelliten sollen ihre Daten an ein Kontrollzentrum bei Kurilovo mit der Tarnbezeichnung Serpuchow 15, etwa 50 Kilometer südlichwestlich von Moskau, senden. Am 10. Mai 2001 soll ein schwerer Brand, möglicherweise durch einen Kurzschluss in einem Kabelschacht ausgelöst, das Kontrollzentrum zerstört haben. Der Brand soll erst zum Verlöschen gekommen sein, als das das Kontrollzentrum beherbergende Gebäude vollständig zerstört war. Die anschließend unkontrollierten Satelliten haben sich möglicherweise zunächst in einen Sicherheitsmdous versetzt, wird vermutet.

Ob es in der Folge möglich war, von einer Ausweichstelle Kontakt zu den Satelliten aufzunehmen, wurde zwar verschiedentlich behauptet, ist aber nicht sicher. Ende September 2001 soll es wieder möglich gewesen sein, Frühwarnsatelliten von Serpuchow 15 aus zu steuern, aber in der Zwischenzeit waren zwei Satelliten unkontrollierbar geworden, heißt es. Ein dritter Satellit soll wenig später endgültig ausgefallen sein. Bei den verlorenen Satelliten könnte es sich um Cosmos 2340 alias NORAD 24761 bzw. 1997-015A, Cosmos 2342 alias NORAD 24800 bzw. 1997-022A und Cosmos 2351 alias NORAD 25327 bzw. 1998-027A handeln, die soweit von ihren ursprünglich kontrollierten Umlaufbahnen abdrifteten, dass sie nutzlos wurden. Die Kontrolle über einen vierten zum Zeitpunkt des Feuers von Serpuchow 15 aus betriebenen Satelliten soll man später erfolgreich wiedererlangt haben.

Das Kontrollzentrum hat offensichtlich eine entscheidende und einzigartige Funktion beim Betrieb der russischen Frühwarnsatelliten. Dort soll der Betrieb der Satelliten überwacht, notwendige Manöver der Satelliten gesteuert, die Daten der Satelliten empfangen und verarbeitet werden. Gewonnene Information soll das Kontrollzentrum anschließend an eine Kommandostelle der Dritten Armee in Solnechnogorsk weiterleiten. In Solnechnogorsk befindet sich das Hauptquartier der Dritten Armee unter dem derzeitigen Kommandeur Generalleutnant Sergey Kuruschkin.

Eine anhaltend unzureichende finanzielle Ausstattung führte dazu, dass das russische Satellitenfrühwarnsystem seinen Vollausbau mit acht Satelliten in hochelliptischen Orbits sowie sieben Satelliten an Positionen im geostationären Orbit zu keinem Zeitpunkt erreichte.

Im Januar 2009 sollen sich lt. russianforces.org folgende Satelliten in Betrieb befinden:

Cosmos 2422

• NORAD Nr. 29260
• Start am 21. Juli 2006
• hochelliptischer Orbit
• Typ 73D6
• 83zigster US-K, Oko

Cosmos 2430

• NORAD Nr. 32268
• Start am 23. Oktober 2007
• hochelliptischer Orbit
• Typ 73D6
• 84zigster US-K, Oko

Cosmos 2446

• NORAD Nr. 33447
• Start am 2. Dezember 2008
• hochelliptischer Orbit
• Typ 73D6
• 85zigster US-K, Oko
• als Ergänzung, nicht als Ersatz

Cosmos 2379

• NORAD Nr. 26892
• Start am 24. August 2001
• geostationär 12 Grad Ost
• Typ 71kh6
• neunter US-KMO, Oko-1-System
• erwartete Lebensdauer überschritten

Cosmos 2440

• NORAD Nr. 33108
• Start am 27. Juni 2008
• geostationär 80 Grad Ost
• Typ 71kh6
• 11ter US-KMO, Oko-1-System
• ggf. als Ersatz für Cosmos 2379

Entwurfsarbeiten für ein neues russisches Frühwarnsystem sollen bereits im Jahre 1999 oder 2000 erfolgt sein. Das System names EKS, „Jedinaja Kosmitscheskaja Systema“, ist bis dato nicht verwirklicht worden. Im Rahmen dieses Systems sollen ebenfalls Satelliten auf hochelliptischen Bahnen und solche im geostationären Orbit verwendet werden. Im Jahre 2007 hatte das russische Forschungsinstitut Kometa (TsNII), das an der Entwicklung der EKS-Satelliten arbeiten soll, die Erwartung vermittelt, im Jahre 2009 könnte der erste EKS-Satellit erprobt werden. Möglicherweise wird ein entsprechender Satellit Ende 2009 ins All gebracht.
Google Maps:

• Satellitenkontrollzentrum Kurilowo, ca. 20 Kilometer nordwestlich von Serpuchow

• Moskau, Serpuchow und Kurilowo

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Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: Spaceflightnow.

Hier wird es zunächst in der weltweit größten Vakuumkammer von Umgebungstemperatur auf Weltraumkälte abgekühlt. Dabei wird untersucht, wie stabil der Spiegel bleibt und wie gut seine optischen Eigenschaften im kalten Zustand sind.

Das James Webb Space Telescope (JWST) wird 18 derartige Segmente besitzen, die einzeln steuerbar sind, zusammen aber ein Teleskop von 6,5 Metern Durchmesser und ca. 25 Quadratmetern Fläche ergeben. Am Teleskop sind die NASA, mehrere Partner aus den USA sowie die europäische Raumfahrtagentur ESA und die kanadische CSA beteiligt.

Die Tests der nach und nach eintreffenden Segmente, die aus dem Leichtmetall Beryllium gefertigt sind, werden bis 2011 andauern. Danach wird das Teleskop zusammengesetzt und für den Start vorbereitet. Dieser soll nach heutiger Planung 2013 erfolgen. Ziel ist Lagrange-Punkt 2, ein Punkt im Weltraum, an dem sich die Schwerkraft von Sonne und Erde gegenseitig aufheben. Zum Schutz vor dem grellen Licht unseres Zentralgestirns soll JWST auch über einen entfaltbaren Sonnenschirm verfügen. Das Teleskop wird Beobachtungen im infraroten Wellenlängenbereich (0,6 – 27 µm) durchführen. Es muss daher zusätzlich stark gekühlt werden.

Raumcon:

• Thread zum James Webb Space Telescope

Weblinks:

• JWST bei Wikipedia
• Lagrange-Punkte bei Wikipedia

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Quelle: ESA.

Bei EADS Astrium in Immenstaad am Bodensee erfolgt derzeit die Montage des Astronomiesatelliten Herschel. Das im Rahmen des ESA-Programms Horizon 2000 entwickelte gigantische Weltraumteleskop, dessen Start am 31. Juli 2008 erfolgen soll, wird die Infrarotstrahlung von jungen Sternen, Galaxien, Gas- und Staubwolken sowie weiteren Objekten einfangen und damit einen Blick in die Kinderstube des Universums werfen.

Herschel wird das bisher größte Weltraumteleskop sein, das je gestartet wurde. Sein Hauptspiegel hat einen Durchmesser von 3,5 m (im Vergleich dazu: das im sichtbaren Wellenlängenbereich arbeitende Hubble-Teleskop ist mit einem 2,4 m-Spiegel ausgerüstet), der Satellit eine Höhe von 7,5 m und einen Durchmesser von 4 m. Der Spiegel soll die für menschliche Augen nicht sichtbare Infrarotstrahlung in einem Wellenlängenbereich von 57 bis 670 µm erfassen und drei Instrumenten an Bord zur Auswertung zuführen: einem hochauflösenden Spektrometer sowie zwei kombinierten Photometern/Spektrometern. Der Satellit wurde deshalb nach Friedrich Wilhelm Herschel (1738 – 1822) benannt, dem Entdecker des Planeten Uranus, der im Jahr 1800 auch die Infrarotstrahlung fand.

Das Teleskop tritt die Nachfolge des überaus erfolgreichen ESA-Astronomiesatelliten ISO (Infrared Space Observatory) an, der von 1995-1998 eine Fülle wertvoller Daten lieferte. Herschel wird jedoch dank des wesentlich größeren Teleskops und mit der Erfassung eines erweiterten Wellenlängenbereiches im fernen Infrarot erheblich leistungsfähiger sein und damit Beobachtungen ermöglichen, die mit bisherigen Infrarot-Weltraumteleskopen nicht realisiert werden konnten.

In diesem Spektralbereich liefert das Universum ein ganz anderes Bild als im sichtbaren Licht. Infrarotstrahlen haben den Vorteil, dass sie auch Staub- und Gaswolken durchdringen und so den Astronomen tiefe Einblicke in die Entstehungsprozesse von Sternen und ihrer Planetensysteme bieten, die sich ja im Innern von riesigen Staubwolken vollziehen. Erst wenn sich ein junger Stern unter dem Einfluss der Schwerkraft so verdichtet hat, dass in seinem Innern Kernfusionsprozesse in Gang gesetzt werden, strahlt er auch sichtbares Licht aus. Vor der Initialisierung der Kernfusion ist der so genannte Protostern noch sehr kühl und gibt nur Wärmestrahlung von wenigen Grad Kelvin ab. Für genau diese Strahlung interessieren sich die Forscher, gibt sie doch Auskunft über das frühe Entwicklungsstadium.

Ein weiteres Forschungsziel ist die Untersuchung von Galaxien aus dem jungen Universum, die sich Milliarden Lichtjahre von uns entfernt befinden. Sie sind nur kurze Zeit nach dem Urknall entstanden und sollen bis zu hundertmal mehr Sterne produziert haben als das in heutigen Galaxien der Fall ist. Aufgrund der Ausdehnung des Universums wird das Licht der „Teenager“-Galaxien hin zu größeren Wellenlängen verschoben, von Astronomen spektrale Rotverschiebung genannt. Die Infrarotstrahlung der Milliarden Lichtjahre entfernten Objekte kommt deshalb mit mehr als der doppelten Wellenlänge bei uns an. Und in genau diesem Bereich werden die Sensoren von Herschel als erstes Weltraumteleskop empfindlich sein.

Herschel kann aber noch mehr. Mit hochauflösender Spektroskopie soll die Beschaffenheit von Kometen und Planetenatmosphären sowie von Oberflächen entfernter Planeten untersucht werden. Und das ESA-Teleskop ist auch in der Lage, im Weltraum nach Wasser zu suchen, einem wesentlichen Element für die Entstehung von Leben.

Die Untersuchung von Objekten des Weltraums im Bereich der Infrarotstrahlung hat einen großen Nachteil. Die von den verschiedenen Objekten abgegebene Infrarotstrahlung liegt in einem Temperaturbereich von wenigen Kelvin. Will man dort Messungen vornehmen, müssen die Sensoren nahezu auf den absoluten Nullpunkt, das entspricht minus 273,15 Grad Celsius oder 0 Kelvin, gekühlt werden. Deshalb befinden sich die drei wissenschaftlichen Instrumente in einem riesigen thermoskannenartigen Behälter, dem Kryostaten. Er wird mit 2367 Litern suprafluidem Helium gefüllt, das ständig langsam verdampft und so die Geräte auf minus 271 Grad Celsius bringt. Einige Sensoren müssen allerdings durch spezielle Maßnahmen noch weiter bis auf 0,1 Kelvin gekühlt werden. Suprafluides Helium ist besonders kalt, hat jegliche innere Reibung verloren und ist deshalb für langfristige Kühlmaßnahmen besonders geeignet. Daneben wird das Teleskop durch einen Sonnenschild permanent im Schatten gehalten. So erfolgt im kalten Weltraum bereits eine Abkühlung des gesamten Geräts auf minus 180 Grad Celsius.

Das neue Teleskop soll zusammen mit dem ESA-Wissenschaftssatelliten Planck am 31.07.2008 an der Spitze einer Ariane 5-Trägerakete in den Weltraum befördert werden und nach einer rund sechsmonatigen Reise den Lagrangepunkt L2 erreichen, um den es dann ebenso wie Planck kreisen wird. In den nach Joseph-Louis Lagrange benannten Punkten, von denen es fünf gibt, stellt sich zwischen zwei Himmelskörpern wie Sonne und Erde ein gravitativer Gleichgewichtszustand ein, so dass ein Satellit an dieser Stelle gewissermaßen verharrt.
Der L2-Punkt des Systems Erde-Sonne befindet sich aus Richtung Sonne gesehen hinter der Erde und wird so von der Sonnenstrahlung abgeschirmt. Er entwickelt sich deshalb zu einem beliebten Ort für astronomische Satelliten.

An Herschel werden derzeit bei EADS Astrium in Immenstaad bei Friedrichshafen am Bodensee die letzten Montage- und Prüfarbeiten durchgeführt, nachdem Nutzlastmodul und Service-Modul gewissermaßen miteinander „verheiratet“ wurden. Anschließend wird der Satellit zu Abnahmetests in das Technikzentrum der ESA, das ESTEC in Noordwijk in den Niederlanden geschickt.

Der Beitrag Herschel in der Endmontage erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: DLR.

Am Donnerstag, dem 26. April 2007 um 10:00 Uhr Ortszeit war es endlich soweit: SOFIA, das fliegende Stratosphären Observatorium für Infrarot-Astronomie – ein Gemeinschaftsprojekt der National Aeronautics and Space Administration (NASA) und des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) startete in Waco (Texas, USA) zu seinem ersten Testflug nach dem Umbau.
Deutsche wie amerikanische Ingenieure, Wissenschaftler und Manager waren erleichtert und sichtlich stolz, hatten sie doch seit Wochen diesem Augenblick entgegengefiebert und auf Hochtouren dafür gearbeitet. Für knapp zwei Stunden zog die fliegende Sternwarte ihre Schleifen in einer Flughöhe von etwa 4.000 Metern am strahlend blauen texanischen Himmel. Prof. Johann-Dietrich Wörner, Vorstandsvorsitzender des DLR, sieht in diesem erfolgreichen Erstflug von SOFIA einen der wichtigsten Meilensteine dieses amerikanisch-deutschen Projektes der Infrarot-Astronomie. Nun kann die sich anschließende Testphase und der erste wissenschaftliche Einsatz der fliegenden Sternwarte mit größerer Planungssicherheit angegangen werden.

Auch an der Universität Stuttgart, wo das Deutsche SOFIA-Institut (DSI) angesiedelt ist, hatte man den erfolgreichen Erstflug mit Spannung erwartet. „Dieser erste Flug von SOFIA bringt uns der wissenschaftlichen Nutzung der Sternwarte einen Riesenschritt näher“, betont Prof. Wolfram Ressel, Rektor der Universität Stuttgart. „SOFIA und das in Deutschland entwickelte Teleskop haben den ersten Testflug gut überstanden“, freut sich Prof. Hans-Peter Röser, Leiter des DSI und des Instituts für Raumfahrtsysteme (IRS) der Universität Stuttgart. Die Stuttgarter Ingenieure und Astronomen unterstützen und koordinieren die Vorbereitung und Durchführung der wissenschaftlichen Flüge mit SOFIA auf deutscher Seite. Im Jahr 2009, dem Internationalen Jahr der Astronomie, wird SOFIA möglicherweise das erste Mal auch auf dem Stuttgarter Flughafen landen, der einer der SOFIA-Projektpartner aus der Region ist.

Öffnung in Außenwand der Boeing
SOFIA ist eine umgebaute und mit einem Hightech-Teleskop ausgestattete Boeing 747 SP. Das Teleskop war im Auftrag des DLR von den deutschen Firmen MT-Mechatronics und Kayser-Threde entwickelt und gefertigt worden. Der Umbau der früheren Passagiermaschine wurde von der Firma L3-Communications in Texas vorgenommen. Hierzu wurde eine vier mal sechs Meter große Öffnung in die Außenwand der Boing geschnitten. „Diese einschneidenden Veränderungen an der Struktur des Flugzeugs und der sich anschließende Einbau des Teleskops mit einem Spiegeldurchmesser von 2,7 Metern waren eine Herausforderung für alle Beteiligten“, betont Dr. Dietmar Lilienthal, SOFIA-Projektleiter des DLR.

Gespickt mit Messinstrumenten
Aus Sicherheitsgründen befanden sich während des ersten Testflugs von SOFIA neben den beiden NASA Piloten Gordon Fullerton und Bill Brockett nur drei Flugingenieure an Bord. Allerdings war das Flugzeug gespickt mit diversen Messinstrumenten und Sensoren, die das Verhalten und die Belastungen der Maschine während der verschiedenen Flugmanöver für eine spätere, detaillierte Analyse aufzeichneten. Auch das Verhalten und der Einfluss des 17 Tonnen schweren Teleskops wurden während des Fluges mit Sensoren überwacht. In den nächsten Monaten werden am NASA Dryden Flight Reserach Center in Südkalifornien weitere Testflüge mit SOFIA durchgeführt.

Astronomische Revolution mit zwei deutschen Instrumenten
Mit der fliegenden Sternwarte SOFIA wollen deutsche und amerikanische Wissenschaftler ab 2009 Infrarotbeobachtungen durchführen. Deutsche Wissenschaftler entwickelten zwei der neun Instrumente der ersten Generation. FIFI LS (Far-Infrared Field-Imaging Line Spectrometer) wurde unter der Federführung von Dr. Albrecht Poglitsch vom Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik in Garching gebaut, um zum Beispiel Galaxien besonders hoher Leuchtkraft, die jedoch nur im infraroten Wellenlängenbereich freigesetzt wird, auf Sternentstehung und schwarze Löcher zu untersuchen. Mit GREAT (German REceiver for Astronomy at Terahertz Frequencies), entwickelt unter der Leitung von Dr. Rolf Güsten vom Max-Planck-Institut für Radioastronomie und seinen Kollegen der Universität zu Köln, des MPI für Sonnensystemforschung, Lindau, und des DLR-Instituts für Planetenforschung, Berlin, können Astronomen die innersten Bereiche von Sternentstehungsgebieten untersuchen und somit Zeugen einer Sterngeburt werden. „Die Daten der beiden deutschen Instrumente werden unsere Vorstellungen über die Zusammensetzung des interstellaren Mediums und die Prozesse der Sternentstehung in unserem Kosmos erheblich erweitern“, verspricht Prof. Jürgen Stutzki von der Universität zu Köln, der zurzeit Sprecher der an SOFIA beteiligten Wissenschaftlergemeinschaft ist.

SOFIA ist ein Gemeinschaftsprojekt des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR) und der National Aeronautics and Space Administration (NASA). Es wird auf Veranlassung des DLR mit Mitteln des Bundes (BMWi), des Landes Baden-Württemberg und der Universität Stuttgart durchgeführt. Der wissenschaftliche Betrieb wird auf deutscher Seite vom Deutschen SOFIA-Institut (DSI) der Universität Stuttgart koordiniert, auf amerikanischer Seite von der Universities Space Research Association (USRA). Die Entwicklung der deutschen Instrumente ist finanziert mit Mitteln der Max-Planck-Gesellschaft und der Deutschen Forschungsgemeinschaft.

Der Beitrag Flugzeug-Teleskop SOFIA kann jetzt fliegen erschien zuerst auf Raumfahrer.net.