Quelle: NASA / Lauren Leese, 22. Januar 2026

Der enorme Datenschatz dieser Missionen enthält jedoch noch viele bisher unentdeckte Planeten. Alle Daten beider Missionen sind in den Archiven der NASA öffentlich zugänglich, und viele Teams auf der ganzen Welt haben diese Daten genutzt, um mit Hilfe verschiedener Techniken neue Planeten zu finden.

Im Jahr 2021 entwickelte ein Team des Ames Research Center der NASA im kalifornischen Silicon Valley ExoMiner, eine Open-Source-Software, die künstliche Intelligenz (KI) einsetzt, um 370 neue Exoplaneten aus Kepler-Daten zu validieren. Nun hat das Team eine neue Version des Modells entwickelt, die sowohl mit Kepler- als auch mit TESS-Daten trainiert wurde und den Namen ExoMiner++ trägt.

Der neue Algorithmus, der in einem kürzlich im Astronomical Journal veröffentlichten Artikel vorgestellt wurde, identifizierte bei einem ersten Durchlauf 7.000 Ziele aus TESS als Exoplaneten-Kandidaten. Ein Exoplaneten-Kandidat ist ein Signal, das wahrscheinlich von einem Planeten stammt, aber zur Bestätigung weitere Beobachtungen mit zusätzlichen Teleskopen erfordert.

ExoMiner++ kann kostenlos von GitHub heruntergeladen werden, sodass jeder Forscher das Tool nutzen kann, um in dem wachsenden öffentlichen Datenarchiv von TESS nach Planeten zu suchen. „Open-Source-Software wie ExoMiner beschleunigt wissenschaftliche Entdeckungen“, sagte Kevin Murphy, Chief Science Data Officer der NASA in der NASA-Zentrale in Washington. „Wenn Forscher die von ihnen entwickelten Tools frei zur Verfügung stellen, können andere die Ergebnisse reproduzieren und die Daten genauer untersuchen. Deshalb sind offene Daten und Codes wichtige Säulen der Goldstandard-Wissenschaft.“

ExoMiner++ durchsucht Beobachtungen möglicher Transite, um vorherzusagen, welche von Exoplaneten und welche von anderen astronomischen Ereignissen, wie beispielsweise bedeckungsveränderlichen Doppelsternen, verursacht werden. „Wenn man wie in diesem Fall Hunderttausende von Signalen hat, ist dies der ideale Ort, um diese Deep-Learning-Technologien einzusetzen“, sagte Miguel Martinho, ein KBR-Mitarbeiter bei der NASA Ames, der als Co-Forscher für ExoMiner++ tätig ist.

Kepler und TESS arbeiten unterschiedlich – TESS beobachtet fast den gesamten Himmel und sucht hauptsächlich nach Planeten, die vor nahen Sternen vorbeiziehen, während Kepler einen kleinen Ausschnitt des Himmels genauer als TESS untersuchte. Trotz dieser unterschiedlichen Beobachtungsstrategien liefern die beiden Missionen kompatible Datensätze, sodass ExoMiner++ mit Daten beider Teleskope trainieren und überzeugende Ergebnisse liefern kann. „Mit wenigen Ressourcen können wir viel erreichen“, sagte Hamed Valizadegan, Projektleiter für ExoMiner und KBR-Mitarbeiter bei der NASA Ames.

Die nächste Version von ExoMiner++ wird die Nützlichkeit des Modells verbessern und zukünftige Bemühungen zur Entdeckung von Exoplaneten unterstützen. Während ExoMiner++ derzeit Planetenkandidaten markieren kann, wenn es eine Liste möglicher Transitsignale erhält, arbeitet das Team auch daran, dem Modell die Fähigkeit zu geben, die Signale selbst aus den Rohdaten zu identifizieren.

„Open-Source-Wissenschaft und Open-Source-Software sind der Grund dafür, dass sich das Gebiet der Exoplanetenforschung so schnell weiterentwickelt.“ Jon Jenkins, Exoplanet Scientist, NASA Ames Research Center.

Zusätzlich zu den laufend eintreffenden Daten von TESS werden zukünftige Missionen zur Suche nach Exoplaneten den Nutzern von ExoMiner noch viel mehr Daten zur Verfügung stellen. Das kommende Nancy Grace Roman Space Telescope der NASA wird Zehntausende von Exoplaneten-Transiten erfassen – und wie die TESS-Daten werden auch die Roman-Daten gemäß der Verpflichtung der NASA zu Gold Standard Science und zur Weitergabe von Daten an die Öffentlichkeit frei verfügbar sein. Die mit den ExoMiner-Modellen erzielten Fortschritte könnten auch bei der Suche nach Exoplaneten in den Roman-Daten helfen. „Die Open-Science-Initiative der NASA wird nicht nur zu besserer Wissenschaft, sondern auch zu besserer Software führen”, sagte Jon Jenkins, Exoplanetenwissenschaftler bei der NASA Ames. „Open-Source-Wissenschaft und Open-Source-Software sind der Grund, warum das Gebiet der Exoplaneten so schnell voranschreitet.”

Das Büro des Chief Science Data Officer der NASA leitet die Open-Science-Bemühungen der Behörde. Die öffentliche Weitergabe von wissenschaftlichen Daten, Tools, Forschungsergebnissen und Software maximiert die Wirkung der wissenschaftlichen Missionen der NASA. Weitere Informationen über das Engagement der NASA für Transparenz und Reproduzierbarkeit wissenschaftlicher Forschung finden Sie unter science.nasa.gov/open-science. Um weitere Berichte über die Auswirkungen der wissenschaftlichen Daten der NASA direkt in Ihren Posteingang zu erhalten, melden Sie sich für den NASA Open Science-Newsletter an.

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• TESS – Transiting Exoplanet Survey Satellite
• Exoplaneten

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Quelle: ESA 25. Juni 2024.

25. Juni 2024 – Ob beim Start neuer Satelliten zur Erforschung der Erde, beim Blick in den fernen Weltraum oder bei der Erprobung wichtiger neuer Technologien im Orbit: der erste Flug der Ariane 6 zeigt die Vielseitigkeit und Flexibilität dieser beeindruckenden Schwerlast-Trägerrakete.

Curium One ist ein CubeSat mit 12 Einheiten (12U), der von dem Berliner Unternehmen Planetary Transportation Systems (PTS – ehemals Part-Time Scientists) in Partnerschaft mit der Libre Space Foundation in Athen entwickelt und gefertigt wurde. Mit den Dutzend Einheiten gehen vielfältige Ziele für den Erstflug der Ariane 6 einher.

Ein Ziel ist es, durch Tests und die Entwicklung von Open-Source-Hard- und -Software CubeSat- und Amateurfunkgemeinschaften zu unterstützen und dadurch zur Verbesserung der globalen Kommunikationsinfrastruktur und Bildung in der Raumfahrttechnologie beizutragen. Die Mission wird das Bodenstationsnetzwerk SatNOGS nutzen, das aus mehr als 200 Stationen auf der ganzen Welt besteht, welche global nutzbar und zugänglich für alle sind. Dies ist durch die Veröffentlichung aller Ergebnisse unter einer Creative Commons Lizenz möglich.

Ein wichtiges technisches Ziel der Mission ist die erste Demonstration des hochmodernen „SatNOGS-COMMS“ – Funk-Transceivers (Sendeempfängers) in der Umlaufbahn in Zusammenarbeit mit Libre Space Foundation – einer griechischen Non-Profit-Organisation, die ebenfalls neueste Open-Source-Technologien im Weltraum entwickelt.

SatNOGS-COMMS ist ein Ultra-Hochfrequenz (UHF)- und S-Band-Funk-Transceiver – ein Kommunikationsgerät, das mit einer „Drehkreuz“-Antenne sowohl Funkwellen senden als auch empfangen kann. Es ist Open Source und komplett kompatibel mit dem SatNOGS Netzwerk.

Die Verifizierung des Transceivers wird wichtige Informationen für die bevorstehende PHASMA-Mission der Libre Space Foundation liefern. Curium One wird die erste Verifizierung dieses Satelliten-Designs der Firma Planetary Transportation Systems in der Umlaufbahn durchführen, um diese für zukünftige geplante Missionen zu testen und damit die Raumfahrtentwicklung von PTS für alle weiteren Projekte voranzutreiben.

„Durch die Weiterentwicklung der Open-Source-Satelliten-Technologie und des Amateurfunks wird Curium One die Kommunikationsinfrastrukturen rund um den Globus verbessern und Bildungsangebote in der Raumfahrttechnologie bieten“, erklärt Manolis Surligas, Softwareentwickler der Libre Space Foundation.

Da die Software und Hardware von Curium One fast vollständig aus Open Source Quellen stammen, haben Studierende und Funkamateure bereits aktiv an der Entwicklung des Satelliten mitgewirkt – und einige von ihnen haben akademische Erfolge für ihre Arbeit erzielt.

„Unser Ziel ist es, die Weltraumtechnologie zugänglicher und erschwinglicher zu machen, und wir sind stolz darauf, den Entwurf von Curium One auf Europa‘s neuer Schwerlastrakete zu validieren, und dadurch die Kompatibilität der Ariane 6 und ihre Fähigkeit zum Einsatz einer Vielzahl von Kleinsatelliten-Missionen unter Beweis zu stellen. Wir freuen uns sehr, an diesem historischen Start teilzunehmen und ihn mitzuerleben“, so Jakob Mayer, Mechanischer Leiter des Entwicklungsteams.

Curium One ist ein wichtiger Schritt zum übergeordneten Ziel von PTS – von den kostengünstigen Silizium-Solarzellen der Mission über den Einsatz handelsüblicher Komponenten bis hin zur Open-Source-Entwicklung, sowie der erstaunlich schnellen siebenmonatigen Entwicklungszeit – schafften sie es, Raumfahrttechnologie zugänglicher und erschwinglicher und direkt für bereits geplante zukünftige Missionen anwendbar zu machen.

„Die Zusammenarbeit mit den unglaublich erfahrenen Teams von Arianespace, ArianeGroup und ESA vor und während der Integrationsaktivitäten im Mai war für uns eine wirklich erstaunliche Erfahrung. Wir freuen uns und sind ESA und Ariane sehr, sehr dankbar, dass wir diese besondere Ariane 6-Start-Kampagne miterleben und daran Teil nehmen können“, schließt Paul Kötter, Projektmanager der Curium One Entwicklung.

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• Trägerrakete Ariane 6

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Quelle: Universität Bonn 23. November 2022.

23. November 2022 – Forschende der Universität Bonn haben ein Verfahren entwickelt, mit dem sich der Wasserstand von Flüssen rund um die Uhr überwachen lässt. Der kostengünstige Sensor eignet sich etwa für flächendeckende Hochwasser-Warnsysteme. Die Studie ist in der Zeitschrift Water Resources Research erschienen.

Es gibt eine ganze Reihe von Methoden, den Pegel eines Wasserlaufs zu bestimmen – von sehr einfachen (per Messlatte) bis hin zu High-Tech-Lösungen per Radar. Doch alle haben einen Haken: Die meisten Messgeräte können durch Hochwasser beschädigt werden, viele erlauben keine kontinuierliche Überwachung, ihre Fernablesung gestaltet sich schwierig oder sie sind einfach zu teuer.

In Wesel am Niederrhein verrichtet dagegen bereits seit zwei Jahren ein Messgerät seinen Dienst, das diese Nachteile nicht hat: Es ist kostengünstig, zuverlässig und dazu in der Lage, den Pegelstand per Mobilfunk kontinuierlich an ein Auswertungs-Zentrum zu übermitteln. Damit eignet es sich im Prinzip zur engmaschigen Warnung vor Hochwasser- und Dürre-Ereignissen.

„Kern unseres Geräts ist ein kostengünstiger GNSS-Empfänger“, erklärt Dr. Makan Karegar vom Institut für Geodäsie und Geoinformation der Universität Bonn. Das sind Sensoren, die die Position ihres Standorts auf wenige Meter genau bestimmen können. Dazu nutzen sie unter anderem die GPS-Satelliten der USA sowie ihre russischen Pendants, GLONASS. „Mit Hilfe der Satellitensignale lässt sich aber auch der Abstand der GNSS-Antenne zur Oberfläche eines Flusses messen“, sagt Karegar.

Reflektierte Signale erlauben Rückschlüsse auf den Wasserstand
Denn die von den Satelliten ausgesandten Wellen werden nur zum Teil direkt von der Antenne aufgefangen. Der Rest wird von der Umgebung (in diesem Fall der Wasseroberfläche) reflektiert und gelangt über diesen Umweg zum Empfänger. Dieser reflektierte Anteil ist daher länger unterwegs. Er bildet bei der Überlagerung mit dem direkt empfangenen Signal bestimmte Muster, Interferenzen genannt. Aus ihnen lässt sich der Abstand der Antenne zum Wasserspiegel errechnen.

„Wir können das GNSS-Gerät an jeder Struktur anbringen, sei es einer Brücke, einem Gebäude oder einem Baum oder Zaun neben dem Fluss“, erläutert Karegar. „Von dort kann es berührungslos rund um die Uhr den Flusspegel messen – im Schnitt auf 1,5 Zentimeter exakt. Dabei ist es selbst im Falle eines Hochwassers nicht gefährdet.“ Die Genauigkeit des Verfahrens kommt zwar nicht an die eines radargestützten Pegelmessers heran. Für die angedachten Einsatzzwecke reicht sie aber voll und ganz aus. Zudem ist das Gerät mit knapp 150 Euro auch erheblich günstiger als sein High-Tech-Pendant.

Die GNSS-Antenne ist mit einem Minicomputer verbunden, einem sogenannten Raspberry Pi. „Das Gerät ist etwa so groß wie ein kleines Smartphone; dennoch hat es genug Leistung, um aus den Rohdaten den Wasserstand berechnen zu können“, betont Prof. Dr. Kristine Larson vom Institut für Geodäsie und Geoinformation. Der Minicomputer ist aufgrund seiner Flexibilität und seines geringen Stromverbrauchs unter Bastlern sehr beliebt, die damit verschiedenste Projekte realisieren. Er lässt sich problemlos über Solarzellen mit Strom versorgen und arbeitet dann völlig autark. Seine Messdaten übermittelt er per Mobilfunk.

Informationen zum Nachbau im Internet
„Die von uns geschriebene Software ist Open Source“, erläutert Larson. „Sie kann also von jedem ohne Gebühren genutzt werden.“ Im Internet stellen die Forschenden zudem sämtliche Informationen zu ihrem Projekt bereit. Interessentinnen und Interessenten können das Messgerät also problemlos nachbauen.

Einen Nachteil hat das Verfahren allerdings: Es ist nur für Flussläufe mit einer Breite von mindestens 40 Metern geeignet. „Das ist der kleinste Radius, aus dem die Antenne das reflektierte Satellitensignal empfängt“, sagt Karegar. „Wenn der Wasserlauf zu schmal ist, stammt ein zu großer Anteil der Reflektionen von Uferbereichen.“ Die Beteiligten planen aber, ihren Auswertungscode weiter zu optimieren. Sie hoffen so, auch bei kleineren Flüssen wie der Ahr noch zu sicheren Messergebnissen kommen zu können.

Beteiligte Institutionen und Förderung:
An der Studie war neben der Universität Bonn die Federal University of Rio Grande do Sul in Brasilien beteiligt. Das Projekt wurde durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), das National Council for Scientific and Technological Development Brasilien (CNPq) sowie die Rio Grande do Sul State Research Funding Agency (Fapergs) gefördert.

Weitere Informationen:
https://github.com/MakanAKaregar/RPR

Originalpublikation:
Makan A. Karegar et al.: Raspberry Pi Reflector (RPR): A Low-cost Water-level Monitoring System based on GNSS Interferometric Reflectometry; Water Resources Research; DOI: 10.1029/2021WR031713; https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1029/2021WR031713;

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