Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: NASA.

Als Zeitpunkt des Ausfalls der WFC3 nennt die NASA 17:23 Uhr Weltzeit am 8. Januar 2019, als Grund für den Ausfall ein Hardwareproblem. Während das Problem untersucht wird, kann das vor rund dreißig Jahren gestartete Weltraumteleskop den Beobachtungsbetrieb mit seinen übrigen drei aktiven Instrumenten weiterführen.

Außerhalb des planmäßigen Solls liegende Spannungswerte hatten eine Software eines in der WFC3 installierten Rechners veranlasst, die Kamera wie für solche Fälle vorgesehen herunterzufahren, berichtete die NASA am 11. Januar 2019.

Die WFC3 besitzt zwei redundante Elektronikboxen mit den Bezeichnungen MEB 1 und MEB 2 (MEB steht für main electronics box). Sollte die Ursache für den Ausfall im Bereich einer dieser Boxen liegen, ist es gut möglich, dass sich die Kamera wieder in einen Zustand versetzten lässt, der eine sinnvolle Verwendung des Instruments zulässt.

Seit 2009 ist die WFC3 in Hubble eingebaut. Die Installation des Instruments erfolgte im Rahmen der letzten Shuttle-Mission zu Hubble, der Servicing Mission 4 (SM4). Neben anderen Komponenten und Ersatzteilen gelangte die WFC3 an Bord des Space Shuttle Atlantis (STS-125) in den Weltraum. Sie ersetzte die vorher seit 1993 am gleichen Einbauort montierte Wide Field and Planetary Camera 2 (WFPC2). Der Austausch erfolgte durch die Besatzung der Atlantis im Rahmen umfangreicher Außenbord-Einsätze.

Thomas Zurbuchen, Wissenschaftsdirektor der NASA, wies über den Kurznachrichtendienst Twitter darauf hin, dass Raumfahrtsysteme eine endliche Lebensdauer haben, und dass Schwierigkeiten mit solchen Systemen gelegentlich auftreten. Ein Betrieb von so komplexen Systemen wie Hubble werde laut Zurbuchen nur möglich durch das Zusammenwirken hervorragender Experten in engagierten Arbeitsgruppen.

Das Weltraumteleskop Hubble ist katalogisiert mit der NORAD-Nr. 20.580 und als COSPAR-Objekt 1990-037B. Es umkreist die Erde auf einer 28,5 Grad gegen den Erdäquator geneigten Bahn in einer Höhe um 545 Kilometer.

Update:
Am 15. Januar 2019 berichtete die NASA, dass es am gleichen Tag gelungen sei, die WFC3 wieder hochzufahren. Die Untersuchung der fraglichen Spannungspegel habe zu dem Schluss geführt, dass die Spannungen selbst weiterhin im zulässigen Bereich lägen, im Bereich der Erfassung und Übertragung von Telemetriedaten zu diesen Spannungen aber ein Problem mit nicht akkurat arbeitenden Schaltkreisen vorliege.

Derzeit betrachte man die Angelegenheit mehr als ein Telemetrie- als ein Spannungsversorgungsproblem. Die entsprechenden Telemetrieschaltkreise haben man zurücksetzen können, und ihr Verhalten danach beobachtet. Anschließend habe man die Kamera gestartet, wobei alle Meßwerte normal gewesen seien.

48 bis 72 Stunden will man nun für zusätzliche Tests und Kalibrierungsmaßnahmen nutzen. Dabei zu Stande kommende Meßwerte will man mit bereits gewonnen vergleichen, um der Ursache für die fehlerhaft verarbeiteten Meßdaten auf die Spur zu kommen. Sofern diese Arbeiten voranschreiten wie geplant, sollte es möglich sein, dass die WFC3 ab Ende Woche wieder Bilder für die Wissenschaft aufnehmen kann, teilte die NASA mit.

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• Hubble

Der Beitrag Hubble: Weitwinkelkamera WFC3 ausgefallen erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: NASA.

Zu den neuen Geräten gehört eine Weitwinkelkamera, wobei „Weitwinkel“ relativ zu sehen ist. Das Sichtfeld der Wide Field Camera 3 umfasst im Infrarotbereich 123 x 137 Bogensekunden (ca. ein Dreißigstel Grad) und im Bereich des sichtbaren Lichts bzw. ultravioletter Strahlung 160 x 160 Bogensekunden (etwa ein Zweiundzwanzigstel Grad). Die neue Wide Field Camera 3 ersetzt die 1993 in Hubble eingebaute Wide Field and Planetary Camera 2 (WFPC 2). Untersuchungsobjekte sind wie bei der Vorgängerin vergleichsweise großflächige Objekte wie Galaxien, Sterne in unserer Galaxis und Objekte in unserem Sonnensystem. Die Kamera verfügt dazu über zwei erweiterte Beobachtungskanäle. Für nahes UV-Licht und den kompletten sichtbaren Bereich existiert der UVis-Kanal mit einem CCD-Sensor mit 16 Megapixeln. Dieser kann das Licht der Wellenlängen 200 bis 1.000 Nanometer etwa 35-mal empfindlicher detektieren als die Advanced Camera for Surveys (ACS), die sich ebenfalls an Bord von Hubble befindet und während der Shuttle-Mission STS 125 instand gesetzt wurde.

Der Kanal für nahes Infrarot (NIR) verfügt über einen hochempfindlichen Halbleitersensor aus Quecksilber-Cadmium-Tellurid, der gekühlt wird und damit Wellenlängen von 850 bis 1.700 nm und darüber hinaus detektieren kann. Er verfügt über 1 Megapixel und ist etwa 15-mal empfindlicher als bisherige NICMOS-Sensoren im Hubble Space Telescope (Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer).

Ebenfalls neu ist der Cosmic Origins Spektrograph COS. Er wurde anstelle der 1993 installierten und mittlerweile überflüssig gewordenen Korrekturoptik eingebaut. Alle neuen Geräte korrigieren den Spiegelfehler selbstständig.

Spektrographen zerlegen das einfallende Licht in einzelne Wellenlängen, beim sichtbaren Licht spricht man auch von Farben. Da chemische Elemente bestimmte charakteristische Farblinien aussenden bzw. absorbieren, kann man auch aus Millionen Lichtjahren Entfernung messen, welche Zusammensetzung ein selbstleuchtender Körper oder eine durchleuchtete Gaswolke hat. Außerdem kann man auch Angaben über Temperatur und Geschwindigkeit des beobachteten Objekts gewinnen.

COS dient vor allem der Grundlagenforschung. Man will damit Erkenntnisse über die Struktur des Universums im großen Maßstab gewinnen. Dazu verfügt der Spektrograph über zwei Kanäle im Bereich der Ultravioletten Strahlung. Kanal 1 (Far Ultraviolet = FUV) arbeitet im Bereich von 115 bis 177 Nanometern. Dafür steht ein 32 Megapixel-Detektor bereit. Im Unterschied zu unseren Digitalkameras gewinnt dieser aber keine Bilder sondern Daten über die Stärke der Strahlung verschiedener Wellenlängen des angegebenen Bereiches. Dazu löst das einfallende UV-Licht Elektronen aus einem Material heraus, die in einer Mikrokanalplatte (Micro Channel Plate) vervielfacht werden und einen messbaren Impuls ergeben. COS ist dabei 30-mal empfindlicher als der Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS), der seit 1997 im Hubble Space Telescope installiert ist.

Kanal 2 arbeitet im nahen Ultraviolettbereich (Near Ultraviolet = NUV) von 175 bis 300 Nanometern Wellenlänge. Sein Sensor ist ein Multi-Anode Microchannel Array (MAMA) mit 1 Million Sensorzellen und doppelt so gut wie ein entsprechender STIS-Sensor. COS besitzt gegenüber STIS nicht nur eine größere Empfindlichkeit sondern erweitert mit dem FUV-Kanal auch den Wellenlängenbereich. Das sichtbare Licht hat übrigens Wellenlängen von etwa 350 nm (violett) bis 700 nm (rot).

Mit den neuen Geräten wurde sowohl das Auflösungsvermögen bedeutend verbessert als auch der Wellenlängenbereich, in dem Untersuchungen angestellt werden können, sowohl in den lang- als auch in den kurzwelligeren Bereich erweitert. Dass die Bilder und Messwerte genauer werden, kann man auf den ersten Veröffentlichungen deutlich sehen.

„Das ist der Anfang eines neuen Hubble-Teleskops“, sagte Ed Weiler, NASA-Verantwortlicher für die Mission des Weltraumteleskops: „Das Teleskop hat eine umfassende Generalüberholung bekommen und ist nun deutlich leistungsstärker als vorher – damit ist es bestens gerüstet, weit bis ins nächste Jahrzehnt hinein Beobachtungen anstellen zu können.“

Siehe auch:

• NASA-Galerie der neuen Hubble-Bilder (engl.)

Ausführlicher Artikel zur Generalüberholung:

• STS-125-Missionsberichte (12.-24. Mai)

Raumcon:

• Hubble-Thread

Der Beitrag Hubbles neue Sehschärfe erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: NASA (STS-125-Presskit).

Dabei handelt es sich zum ersten um eine neue Weitwinkelkamera, wobei „Weitwinkel“ relativ zu sehen ist. Das Sichtfeld der Wide Field Camera 3 umfasst im Infrarotbereich 123 x 137 Bogensekunden (ca. ein Dreißigstel Grad) und im Bereich des sichtbaren Lichts bzw. ultravioletter Strahlung 160 x 160 Bogensekunden (etwa ein Zweiundzwanzigstel Grad).

Die neue Wide Field Camera 3 ersetzt die 1993 in Hubble eingebaute Wide Field and Planetary Camera 2 (WFPC 2). Untersuchungsobjekte sind wie bei der Vorgängerin vergleichsweise großflächige Objekte wie Galaxien, Sterne in unserer Galaxis und Objekte in unserem Sonnensystem. Die Kamera verfügt dazu über zwei Beobachtungskanäle. Für nahes UV-Licht und den kompletten sichtbaren Bereich existiert der UVis-Kanal. Hier fällt das vom 2,4-Meter-Spiegel gesammelte Licht auf einen CCD-Sensor mit 16 Megapixeln. Dieser kann das Licht der Wellenlängen 200 bis 1.000 Nanometer etwa 35-mal empfindlicher detektieren als die Advanced Camera for Surveys (ACS), die sich ebenfalls an Bord von Hubble befindet und in den nächsten Tagen repariert werden soll.

Der Kanal für nahes Infrarot (NIR) verfügt über einen hochempfindlichen Halbleitersensor aus Quecksilber-Cadmium-Tellurid, der gekühlt wird und damit Wellenlängen von 850 bis 1.700 nm und darüber hinaus detektieren kann. Er verfügt über 1 Megapixel und ist etwa 15-mal empfindlicher als bisherige NICMOS-Sensoren im Hubble Space Telescope (Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer).

Da man im Infrarotbereich auch durch Staubwolken blicken kann, erwartet man neue Erkenntnisse zur Entstehung und Entwicklung von Galaxien, Sternpopulationen sowie über Dunkle Energie und Dunkle Materie.

Ebenfalls ausgetauscht wurde das sogenannte Science Instrument Command & Data Handling Module (SI C&DH). Dieses besteht aus 14 Einzelkoponenten, die zu 6 Einheiten zusammengefasst sind. Deren Zentrale ist ein NASA Standard Spacecraft Computer 1, eine Entwicklung aus den 1980-er Jahren. Dieser steuert die wissenschaftlichen Instrumente und das NICMOS-Kühlsystem. Dazu werden ein Central Processing Module, 4 Speichermodule und eine Standard Interface Unit (STINT) genutzt. Herz der SI C&DH ist die Control Unit/Science Data Formatter. Die Control Unit leitet Befehle von der Erde zum NSSC-1 und der Science Data Formatter bereitet wissenschaftliche Daten für den Versand zur Erde vor. Ein Strang dieses Systems war im September letzten Jahres ausgefallen, weswegen die eigentlich für Oktober 2008 angesetzte Hubble Service Mission 4 verschoben wurde.

Schließlich wurde der Soft Capture Mechanism (SCM) an Hubbles Unterseite montiert. Dieser Kopplungsmechanismus mit einem Durchmesser von ca. 1,80 Metern ist kompatibel mit dem Rendezvous- und Dockingsystem, das gegenwärtig für Raumfahrzeuge der nächsten Generation in den USA entwickelt wird. Im nächsten Jahrzehnt soll am SCM ein Antriebssystem angedockt werden, welches das Hubble Space Telescope nach Erfüllung seiner Aufgabe gezielt zum Absturz bringt.

Weiteres lesen Sie bitte in unseren täglichen Missionsreports.

Raumcon:

• STS-125-Thread ab Mittag

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