Erstellt von Thomas Weyrauch. Quelle: NASA

Angefragt hatte die NASA für das Finanzjahr 2016 eine Summe von rund 16 Millionen US-Dollar. Bereitgestellt werden nach dem Kongressbeschluss für 2016 nun rund 90 Millionen US-Dollar. Bereits im Vorjahr lagen die zur Verfügung gestellten Mittel mit 50 Millionen US-Dollar deutlich über dem auch für 2015 beantragten Wert von rund 16 Millionen US-Dollar. Im Finanzjahr 2014 flossen rund 56 Millionen US-Dollar in das WFIRST-Programm.

Mit der Finanzspritze sollte es der NASA möglich sein, bei der Realisierung des neuen Teleskops für Infrarot-Astronomie weiter ein hohes Tempo an den Tag zu legen. Die 106 Millionen US-Dollar für die Finanzjahre 2014 und 2015 hatten wichtige Fortschritte bei der Detektor- und Koronografenentwicklung ermöglicht.

Bei einem Treffen der US-amerikanischen astronomischen Gesellschaft (American Astronomical Society, AAS) am 4. Januar 2016 berichtete der Leiter der Astrophysik-Sparte der NASA Paul Hertz, dass der offizielle Start des Programms zur tatsächlichen Verwirklichung von WFIRST schon 2016 erfolgen wird, statt erst 2017 wie zuletzt vorgesehen.

In einem Bericht von 2010 hatten Astronomen WFIRST als diejenige Mission von größerem Umfang identifiziert, der höchste Priorität zuzuordnen sei. Dennoch hatte die NASA nicht erwartet, mit der Umsetzung vor dem Finanzjahr 2017 beginnen zu können und nicht bevor die Ausgaben für NASAs James Webb Space Telescope (JWST) angesichts eines sich nähernden Starts 2018 zurückgehen würden.

Das WFIRST-Projekt entwickelte sich konstant, bis es durch die Möglichkeit, auf Hardware für nicht geflogene US-amerikanische Aufklärungssatelliten zurückgreifen zu können, einen entscheidenden Impuls bekam. Die Hardware, zwei Teleskope, stammt vermutlich aus einem Programm namens Future Imagery Architecture (FIA) und wurde der NASA vom National Reconnaissance Office (NRO), einem Militärnachrichtendienst und Satellitenbetreiber, 2012 überlassen.

Das nun als Grundlage für WFIRST vorgesehene Teleskop besitzt einen Hauptspiegel mit einem Durchmesser von 2,4 Metern wie beim seit 1990 im All befindlichen Weltraumteleskop Hubble. Die Brennweite des Teleskops für WFIRST ist geringer als die des von Hubble, weshalb sich für WFIRST ein größeres Sichtfeld ergibt – es ist also „weitwinkliger“.

WFIRST, dessen Bezeichnung vollständig Wide-Field Infrared Survey Telescope lautet, ist dazu gedacht, bei der Beantwortung einiger der grundlegenden Fragen aus zwei Bereichen zu helfen. Geplant ist die Beobachtung und Vermessung von Galaxien unter Nutzung eines mit einem Kryokühler versehenen Instruments namens Wide Field Imager (WFI) mit einem Komplex aus 18 H4RG-HgCdTe-Detektoren mit zusammen rund 288 Megapixeln und einem Spektografen mit zwei Detektoren, um beispielsweise Daten zur Beurteilung von Veränderungen der angenommenen dunklen Energie zu gewinnen.

Außerdem soll das im Vergleich zu Hubble über 100 mal größere Blickfeld von WFIRST bei der Suche von Exoplaneten für viele neue Entdeckungen sorgen. Speziell für die Exoplaneten-Suche erhält WFIRST zusätzlich einen im Bereich zwischen 430 und 970 Nanometern empfindlichen Koronografen mit der Bezeichnung CGI für Coronagraph Instrument. Hilfreich für das Auffinden von Exoplaneten wird dabei der hohe Planeten/Sternen-Kontrast von 1×10^-9 des CGI sein. Das Instrument ist so ausgelegt, dass es Exoplaneten unmittelbar abbilden können wird.

Mit dem von Kodak bzw. ITT – heute Harris – gebauten 2,4-Meter-Teleskop von WFIRST will man rund 400 Millionen Galaxien und rund 2.600 Exoplaneten beobachten. Die Primärmission von WFRIST im Weltraum ist auf sechs Jahre angelegt. Dabei soll das Weltraumteleskop dann pro Tag ein Datenvolumen im Bereich von 11 Terabyte zur Erde schicken.

Die vorgesehene Betriebstemperatur des eigentlichen Teleskops wurde wegen der Verwendung der vor langer Zeit gebauten Hardware gegenüber dem ursprünglichen Konzept für WFIRST angehoben.

Der Transport des ohne geöffneten Teleskopdeckel rund 8,2 Meter langen Raumfahrzeugs mit einer Startmasse zwischen 4,1 und 5,1 Tonnen ins All ist derzeit für die Mitte der 2020er geplant. Als Trägerrakete ist aktuell ein leistungsfähiges Modell vorgesehen, was es erlaubte, aus dem Konzept für WFIRST das große Zweistoff-Triebwerkssystem und rund drei Tonnen Treibstoff dafür zu streichen und durch ein Einstoffsystem mit deutlich geringerer Treibstoffzuladung zu ersetzen.

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• NRO schenkt NASA zwei Teleskope im Format von Hubble

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Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: ESO.

Bei dem Atacama Pathfinder Experiment (kurz „APEX“) handelt es sich um ein in der nordchilenischen Atacamawüste befindliches Radioteleskop mit einem Reflektordurchmesser von 12 Metern. Aufgrund seines Standortes in einer Höhe von 5.100 Metern auf dem Chajnantor-Hochplateau eignet sich dieses Radioteleskop besonders gut für Beobachtungen bei Wellenlängen im Millimeter- und Submillimeterbereich und stellt somit für die Astronomen ein überaus wichtiges Instrument dar, um das Universum zwischen dem infraroten Licht und Radiowellen im elektromagnetischen Spektrum zu erforschen.

Jetzt wurde das APEX-Teleskop mit einem zusätzlichen Instrument ausgestattet. ArTeMiS – so der Name des neuen Instruments – steht für „Architectures de bolomètres pour des Télescopes à grand champ de vue dans le domaine sub-Millimétrique au Sol“ (auf deutsch: Bolometeranordnung für erdgebundene Weitfeldteleskope im Submillimeterbereich).

Bei ArTeMiS handelt es sich um eine leistungsstarke Weitfeldkamera für den Submillimeterbereich, welche eine wichtige Ergänzung zu dem bestehenden Instrumentarium des APEX-Teleskops darstellt und bei den Beobachtungen die Tiefe und den Deteilreichtum der abzubildenden Objekte zusätzlich erhöht. Die bei ArTeMiS verwendete Detektoranordnung der neuen Generation ähnelt in ihrer Arbeitsweise mehr einer CCD-Kamera als bei der vorhergehende Detektorgeneration. Dies ermöglicht den mit APEX arbeitenden Astronomen eine schnellere Aufnahme von Weitfeldkarten des Himmels, welche dabei zudem über eine größere Anzahl von Pixeln verfügen.

Das für die Inbetriebnahme der ArTeMiS-Kamera zuständige Team musste bei seiner Arbeit gegen extreme Wetterbedingungen ankämpfen, denn starker Schneefall auf dem Chajnantor-Plateau hatte das APEX-Kontrollgebäude fast vollständig begraben. Erst mit Hilfe von Mitarbeitern des ebenfalls auf dem Chajnantor-Plateau befindlichen Radioteleskops ALMA konnte das Team schließlich die Transportkisten, in denen sich ArTeMiS befand, auf einem provisorischen Pfad unter Umgehung von Schneewehen zum Teleskop transportieren, das Instrument anschließen, den Kryostat positionieren und alles in seine endgültige Lage bringen.

Um die Weitfeldkamera zu testen, musste das Team allerdings zunächst auf besonders trockenes Wetter warten, da die Submillimeterwellenlängen des Lichts, bei denen ArTeMiS beobachtet, stark vom Wasserdampf in der Erdatmosphäre absorbiert werden. Als die Zeit jedoch gekommen war, konnten erste erfolgreiche Beobachtungen durchgeführt werden. Seit den ersten Tests konnte die ArTeMiS-Kamera mittlerweile auch bereits für mehrere wissenschaftliche Projekte genutzt werden. Eines dieser Beobachtungsziele war die Sternentstehungsregion NGC 6334 – auch bekannt als der Katzenpfotennebel im Sternbild Skorpion.

Diese mit ArTeMiS angefertigte Aufnahme ist deutlich besser als frühere Aufnahmen derselben Region, welche mit dem APEX-Teleskop gewonnen wurden. Das gesamte Team ist jetzt schon von den Ergebnissen der ersten Beobachtungen begeistert. Mittlerweile ist die Testphase von ArTeMiS abgeschlossen und die Kamera wird nun zurück nach Saclay in Frankreich gebracht, wo zusätzliche Detektoren in das Instrument eingebaut werden sollen.

APEX ist ein Gemeinschaftsprojekt des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie (MPIfR), des Weltraumobservatoriums Onsala (Onsala Space Observatory, OSO) und der Europäischen Südsternwarte (ESO), welche auch für den Betrieb des APEX-Teleskopes verantwortlich zeichnet.

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• ESO-Projekt ALMA

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