Der Weltraum ist ein unfreundlicher Ort und die Geräte, die wir dort hinauf schicken, leben leider nicht ewig. Das Weltraumteleskop CoRoT hat zum Beispiel letztes Jahr im November den Geist augegeben; sein amerikanisches Gegenstück, das Kepler-Teleskop hielt nur wenig länger bis Mai 2013 durch. Das Weltraumteleskop WISE der NASA ist schon seit 2011 in Rente. Aber vielleicht bekommen die Teleskope nun neue Aufgaben.

CoRoT hat nur noch einen Job vor sich: In der Erdatmosphäre zu verglühen. Das Teleskop ist nicht mehr zu retten. Das Gerät selbst ist zwar noch intakt, aber der Computer ist tot und kann keine Daten mehr produzieren. Aber die Mission lief sowieso schon länger als geplant und mehr kann man kaum erwarten. Kepler dagegen könnte noch eine zweite Karriere vor sich haben. Hier ist “nur” die Stabilisierung defekt; das Teleskop kann also nicht mehr so scharfe Bilder machen wie zu vor. Damit kann es zwar seine ursprüngliche Aufgabe nicht mehr erfüllen – die exakte Messung von Sternhelligkeiten und die Suche nach extrasolaren Planeten – aber immer noch den Himmel beobachten und die Daten zur Erde schicken. Die Exoplanetenforscher haben mit den schon vorhandenen Kepler-Beobachtungen noch genug zu tun – jetzt können vielleicht auch andere Wissenschaftler von Kepler profitieren.

Die NASA plant, das Teleskop wieder in Betrieb zu nehmen und hat die wissenschaftliche Gemeinschaft aufgefordert, Vorschläge für die weitere Verwendung zu machen. Es gab jede Menge davon und da sind interessante Projekte darunter. Kepler könnte zum Beispiel den Gravitationslinseneffekt ausnutzen, um doch noch ein paar Planeten zu entdecken. Andere Vorschläge beschäftigen sich mit einer Beobachtung des Planeten Neptun oder asteroseismologischen Beobachtungen mit denen man mehr über das Innere von Sternen herausfinden möchte. Was genau Kepler machen wird, wird sich erst in den nächsten Monaten entscheiden – aber es ist gut zu wissen, dass es eine neue wissenschaftliche Aufgabe für das Teleskop geben wird.

WISE bekommt einen neuen Job (Bild: NASA/JPL-Caltech)

WISE bekommt einen neuen Job (Bild: NASA/JPL-Caltech)

Auch WISE, der “Wide-field Infrared Survey Explorer” wird demnächst wieder reaktiviert werden. Die ursprüngliche Aufgabe dieses Teleskops war eine umfassende Beobachtung des Himmels im Infrarotlicht. Das lässt sich von der Erde schwer durchführen, weil hier die Erdatmosphäre viel der kosmischen Infrarotstrahlung blockiert. WISE war sehr erfolgreich und hat besonders unser Wissen über die erdnahen Asteroiden vermehrt. Dank WISE haben wir nun eine gute Vorstellung davon, wie viele von den potentiell gefährlichen Felsbrocken es wirklich gibt. Die NASA hat sich ja kürzlich entschieden, sich bei ihren zukünftigen Missionen mehr auf die Asteroiden zu konzentrieren und da passt es gut, dass WISE nun wieder reaktiviert wird und erneut auf Asteroidensuche gehen soll. Man schätzt, dass während der neuen Mission bis zu 150 bisher unbekannte Asteroiden entdeckt werden können und hat vor, die Eigenschaften von knapp 2000 bekannten Asteroiden genau zu bestimmen – unter anderem auch, weil man die zukünftigen Asteroidenmissionen der NASA damit besser planen kann.

Ganz andere Ideen für WISE hat übrigen die SETI-Astronomin Jill Tarter. Sie will damit nach Dyson-Sphären suchen und diskutiert darüber heute um 20 Uhr in einem Google Hangout mit anderen Wissenschaftlern.

Die Arbeit und Forschung im Weltall geht also weiter. Und dann werden ja bald auch wieder einige großartige und vollkommen neue Teleskope und Raumsonden ins All geschossen. Aber das ist eine andere Geschichte…

Kommentare (17)

  1. #1 Alex
    Joao Pessoa
    18. September 2013

    Tja, in den 70’ern wurde wohl noch etwas robuster gebaut, siehe Voyager 1 🙂

  2. #2 AmbiValent
    18. September 2013

    Voyager 1 hatte vor allem viele verschiedene Instrumente dabei, so dass es noch nützlich blieb, wenn davon welche ausfielen – und bis es die transneptunische Panikzone erreicht hatte, waren schon einige ausgefallen.

  3. #3 Gürteltier
    19. September 2013

    Es wäre doch theoretisch auch möglich, ein Raumschiff zu bauen, das in der Lage ist die Energie so einer Sphäre zu speichern und als antrieb oder Energiequelle zu nutzen?

    Oder?

  4. #4 Alderamin
    19. September 2013

    @Gürteltier

    Öh, wie meinen?

    Eine Sphäre ist nichts anderes als eine Kugel. Ob man darin was speichern kann, hängt davon ab, woraus sie besteht. Die Form sagt da wenig über die Funktion aus.

    Die Möglichkeiten für Raumfahrtantriebe sind relativ begrenzt. Es gibt chemischen Treibstoff, der verbrennt, dann braucht man einen Tank für den Treibstoff und den Oxydator (oder ein Gemisch aus beidem, das bei Hitze verbrennt: Feststoffantrieb, wie bei der Feuerwerksrakete). Es gibt elektrische Antriebe, die können eine Stützmasse beschleunigen und benötigen dazu eine Spannungsquelle (das kann ein Reaktor sein oder Solarzellen). Und es gibt die theoretische Möglichkeit, Strahlung als Schubstrahl zu erzeugen, etwa aus einer Kernreaktion oder der hypothetischen Materie-Antimaterie-Zerstrahlung (die Zerstrahlung ist nicht hypothetisch, aber ein Antrieb, der diese nutzt, ist es). Im ersteren Fall muss man den Kernbrennstoff unterbringen (der leichtere Teil der Übung), im zweiten neutrale Antimaterie, was wirklich schwieirig ist (abgesehen von ihrer Erzeugung in nennenswerter Menge, da sind wir vielleicht noch Jahrhunderte von entfernt). Der Treibstoff hat eine Masse, die muss jeweils mitbeschleunigt werden, das kostet großen Aufwand.
    Andrere Möglichkeiten zur Energiespeicherung sehe ich nicht.

    Deswegen bedient man sich im Sonnensystem gerne der Swing-By-Technik und lässt Raumsonden von Planeten mitziehen, das spart eine Menge Treibstoff. Eine andere Variante, die immer mal wieder angedacht wurde, aber bisher nicht über das Prototypenstadium herausgekommen ist, ist das Weltraumsegel, das den Strahlungsdruck der Sonne als Antrieb nutzt. Ein solches ist auf der japanischen Sonde IKAROS erprobt worden. Der Schub ist mit wenger als 0,002 N allerdings recht bescheiden gewesen.

    Ein klein wenig habe ich das Thema Raumfahrtantriebe mal in einem Gastartikel hier im Blog angerissen.

  5. #5 Florian Freistetter
    19. September 2013

    @Gürteltier: Was meinst du genau? Ein Raumschiff speichert die Energie einer Dyson-Sphäre? Wüsste nicht, wie das gehen soll…

  6. #6 Alderamin
    19. September 2013

    @Florian

    Ach so, ich glaube ich war gerade im falschen Film…

  7. #7 Gürteltier
    19. September 2013

    Erstmal Danke @Alderamin für die detaillierte Beschreibung!

    @Florian

    Ich hab nicht wirklich viel Ahnung von Astronomie,aber fragen kostet ja bekanntlich nix. Aber ich dachte mir, wenn man schon eine Stadt (oder wie du beschrieben hast) eine ganze Zivilisation mit dieser Energie versorgen kann. Müsste es doch auch möglich sein, diese irgendwie zu speichern und in antriebsenergie umzuwandeln.

  8. #8 Florian Freistetter
    19. September 2013

    @Gürteltier: “Aber ich dachte mir, wenn man schon eine Stadt (oder wie du beschrieben hast) eine ganze Zivilisation mit dieser Energie versorgen kann. Müsste es doch auch möglich sein, diese irgendwie zu speichern und in antriebsenergie umzuwandeln.”

    Eine Dyson-Sphäre ist eine Kugel um einen Stern herum. Wenn man mal so weit ist, so ein Teil zu bauen, hat man sicher auch ein paar neue Ideen für Raumschiffantriebe. ABer wie das genau aussehen wird, kann ich nicht sagen.

  9. #9 Alderamin
    19. September 2013

    @Gürteltier

    Ok, es ging um eine Dyson-Sphäre, die theoretisch ein Sternensystem umgibt und die gesamte Energie des Sterns (oder einen großen Teil davon) zur Nutzung auffängt. Innerhalb des Sternensystems könnte man diese Energie sicherlich irgendwie per Strahl (Licht oder Mikrowelle) auf ein Raumschiff lenken, das somit über eine Energiequelle verfügte. Wenn man nicht nur mit Strahlungsdruck segelte (würde sich anbieten, wenn man die Strahlung gut fokussieren könnte), bräuchte es dennoch eine Stützmasse, die man mitnehmen müsste.

    Außerhalb des Sternensystems könnte man dem Raumschiff einen Antriebsstrahl hinterher senden und es somit nach außen beschleunigen (jedoch nicht am Ziel anhalten, wenn von dort kein Gegenstrahl käme).

    Eine Speicherung von Energie an Bord könnte wiederum nur über Treibstoffe der oben genannten Art erfolgen. Am Ende läuft es immer darauf hinaus, dass man Rückstoß erzeugen muss, und dazu muss man etwas von Bord schmeißen, ob Stützmasse oder Strahlung.

    Das Problem bei der Raumfahrt ist weniger, dass man nicht genug Energie hätte. Das Problem ist immer deren Speicherung in möglichst geringer Masse.

  10. #10 Gürteltier
    19. September 2013

    Danke,

    damit ist meine Frage mehr als beantwortet. 🙂

  11. #11 Psyclash
    19. September 2013

    Well, definitely better than some “good news everyone”.

    @alderamin, florian, oder wer es sonst weiß
    Gibt es eigentlich Gründe die gegen Weltraumteleskope als Module einer zukünftigen Weltraumstation sprechen?
    Vorteile dürften schließlich klar sein.

    Kommt ein Mann in die Sparkasse und möchte einen Bausparvertrag für eine Dysonsphäre abschließen…
    [Vom Selbstversuch kann ich nur abraten.]

  12. #12 Alderamin
    19. September 2013

    @Psyclash

    Ja und nein, kommt auf das Teleskop an. Es gab ja bereits Weltraumteleskope auf Raumstationen, z.B. hatte Skylab ein Röntgenteleskop an Bord, das die Sonne beobachtete. Auch an Bord der ISS befinden sich “Teleskope” im weitesten Sinne des Worts (es gibt neuerdings ein Amateurteleskop, mit dem von den Astronauten die Erde abgelichtet wird, aber das meine ich gar nicht), z.B. das AMS-Experiment, das Antimateriepartikel registriert, und das SOLAR, ein Teleskop zur Messung des Energieausstoßes der Sonne.

    Aber die Anforderungen einer Raumstation und eines optischen Weltraumteleskops sind recht verschieden:

    Das Teleskop platziert man am besten weit weg von der Erde im permanenten Schatten (L2 der Erde) (Hubble sollte von der Erde aus gewartet werden, nur deswegen flog es auf einer niedrigen Umlaufbahn). Das Teleskop soll sich flexibel in jede Richtung drehen lassen und funktechnisch gut zu erreichen sein. Und es soll eine große Lichtsammelfläche haben.

    Eine Raumstation wie die ISS dient zur Erdbeobachtung, also soll sie nahe an der Erde sein und möglichst viel von ihrer Oberfläche ablichten. Eine polare Bahn wäre ideal, ist aber schwierig zu erreichen, so hat man es bei der ISS bei ca. 52° Bahnneigung gelassen: Die ISS sieht somit alles ziwschen ca. zwischen 52° nördlicher und südlicher Breite und in Schrägsicht noch ein Stückchen darüber hinaus.

    Der völlig freien Ausrichtbarkeit eines Weltraumteleskops steht die Sperrigkeit einer Raumstation (und des großen Teleskops) eher entgegen, und Erschütterungen durch andockende Kapseln oder auch Aktivitäten an Bord sind nicht hilfreich.

    Ein Vorteil eines Weltraumteleskops in der Nähe einer Raumstation wäre bestenfalls die leichtere Wartbarkeit. Zu der Station gibt es regelmäßige Flüge, da können dann Instrumente mitgenommen werden.

    Das James-Webb-Teleskop wird im L2 der Erde positioniert werden und ist nicht zur Wartung ausgelegt. Theoretisch wäre eine solche jedoch mit der Orion-Kapsel und der SLS-Rakete möglich. Dort im ewigen Schatten wird man jedoch wohl keine Raumstation platzieren, eher in einem Lagrangepunkt des Mondes, als Zwischenstation zu Mond oder Mars.

  13. #13 Alderamin
    19. September 2013

    @Psyclash

    Kleine Korrektur: Im L2-Punkt ist der Kernschatten der Erde schon zu Ende und die Sonne nur teilverfinstert, also kein “ewiger Schatten”. Und das JWST wird um diesen Punkt kreisen, es soll ja auch Sonnenlicht zur Energieversorgung erhalten.

    Ein weiterer Vorteil eines Orbits weit weg von der Erde ist, dass man viel länger belichten kann als im LEO, wo sich alle 40-45 Minuten die Erde ins Bild schiebt.

  14. #14 Toliman
    19. September 2013

    Bei allem Respekt vor Ideen und Gedanken die über den üblichen Horizont hinausgehen, aber eine Dyson-Sphäre als reale Erwägung löst bei mir etwas zwischen Lachkrampf und Verzweiflung aus. So ein Objekt ernsthaft finden zu wollen geht, meiner Meinung nach, über jede sachliche Forschung hinaus. Wieso sollten technisch begabte Ausserirdische ein halbes Sonnensystem als Baumaterial um ihren Stern packen, wenn es doch sicherlich soetwas wie einen viel lässigeren Energieteleportator mit Traktorstrahl ins Wohnzimmer bzw. in den Raumschifftank geben würde.

  15. #15 Psyclash
    19. September 2013

    Vielen Dank für die ausführliche Antwort.

    Tatsächlich war mit “zukünftiger Weltraumstation” auch nicht an etwas erdnahes wie die ISS, sondern mehr an die Ringstation von Brauns weiter draußen gedacht. Ein Modul im Zentrum eines solchen Rades an der Rotationsachse ist zumindest in meiner Vorstellung beinahe zur Hälfte frei ausrichtbar. Ein zusätzliches Modul auf der gegenüberliegenden Seite wäre sogar mehr als ein Ausgleich für diesen Nachteil.

    Allerdings sind die Erschütterungen (besonders die der “Aktivitäten an Bord” *zwinker*) wirklich zu erheblich für die Beobachtung weit entfernter Objekte. Das hatte ich gar nicht berücksichtigt. Damit hat sich die Idee für Teleskope vom Kaliber Hubble, Kepler und co. erledigt.

    Nochmals Danke

  16. #16 advanced space propeller
    19. September 2013

    @Toliman

    als angehörige einer nicht einmal typ-1 zivilisation sind wir noch nicht einmal in der lage unsere weltraumteleskope zu warten. Über Megascale-Astroengineering ernsthaft nachzudenken ist aber auf jeden Fall wichtig und die wissenschaftliche Suche danach auch. siehe auch da

  17. #17 Alderamin
    11. Juni 2014

    Kepler beobachtet wieder!

    http://www.skyandtelescope.com/astronomy-news/kepler-revived-working-partially/

    Kampagne 1 der K2-Mission läuft seit dem 30. Mai. Kepler misst wieder Transits, diesmal in 8 Feldern in der Ebene der Ekliptik, in einer Orientierung, wo der Sonnenwind die Ausrichtung des Teleskops nicht so stark beeinflusst und man mit 2 Drallrädern und den Triebwerken auskommen wird. Das hat (neben mehr Störrauschen) den Nachteil, dass man ein Feld nur maximal 80 Tage lang beobachten kann und so längere Umlaufperioden als 40 Tage verpassen wird (man muss drei Transits beobachten, um eine Umlaufperiode zu verifizieren), aber besser als gar keine Transits mehr zu beobachten. Deswegen wird man sich zum Beispiel auf Rote Zwerge konzentrieren, die typischerweise Planeten mit kurzen Umlaufzeiten haben und immerhin 70% aller Sterne insgesamt ausmachen.

    Außerdem kann man nun einen viel größeren Himmelsausschnitt beobachten. Ein weiteres Ziel für Kepler werden nun helle, nahe Sterne sein, wo das Teleskop Planeten aufspüren kann, die wir mit der nächsten Generation von Großteleskopen detaillierter studieren werden können. Weiterhin werden offene Sternhaufen und Sternentstehungsgebiete beobachtet werden, sowie Gravitationslinsen-Events durch frei fliegende Planeten, die mit Beobachtungen von der Erde aus (Kepler befindet sich auf seiner eigenen 372-Tage-Bahn um die Sonne nicht in Erdnähe) eine Parallaxe zu bestimmen erlauben werden, so dass die Entfernung genauer gemessen werden kann. Mehr dazu in diesem Papier:

    http://arxiv.org/pdf/1402.5163v2.pdf

    Das tollste: alle Daten werden sofort im Rohformat frei verfügbar gemacht. Bleibt zu hoffen, dass die übrigen beiden Drallräder noch ein paar Jährchen durchhalten.