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Herschel & Planck - ESA-Teleskope mit Tiefenblick ins All

Geschrieben am 14.05.2009 in Kategorie: Sonstige Missionen

Beide Teleskope sollen Daten liefern, die über die Entstehung des Universums aufklären.

Herschel und Planck gehören zu den ehrgeizigsten Weltraummissionen, die Europa je auf den Weg gebracht hat und werden die bisherigen Grenzen der Weltraumastronomie verschieben. Die beiden Weltraumteleskope starten als Tandem auf einer Trägerrakete des Typs Ariane 5 ECA in den Weltraum. Der Start wird voraussichtlich am Donnerstag, den 14. Mai 2009 um 15:12 Uhr MESZ (13:12 Uhr GMT) vom europäischen Weltraumbahnhof Kourou in Französisch-Guyana erfolgen. Die beiden Teleskope werden kurz nach dem Start von der letzten Stufe getrennt und setzen ihren Flug zum Beobachtungspunkt, dem im Sonne-Erde-System himmelsmechanisch definierten sogenannten Lagrange-Punkt L2 eigenständig fort. Die Lagrange-Punkte sind Orte, in denen zwischen zwei Himmelskörpern ein gravitativer Gleichgewichtszustand eintritt. L2 befindet sich 1,5 Millionen Kilometer von der Erde entfernt auf einer gedachten Linie Sonne-Erde-L2. Die beiden Raumsonden verharren jedoch nicht am Ziel ihrer Reise, sondern umkreisen den imaginären Punkt L2. Dabei können sie in einer thermisch stabilen Umgebung frei von den Einflüssen, die sonst durch Sonne, Erde und Mond hervorgerufen werden, ihre Beobachtungen kontinuierlich durchführen.

Herschel ist ein großes Weltraumteleskop, das im fernen Infrarotspektrum einige der kältesten Objekte im Weltraum untersuchen wird. Dieser Teil des elektromagnetischen Spektrums wurde bisher kaum erforscht. Das Weltraumteleskop Planck soll dagegen das Licht aus den Anfängen des Universums -dem sogenannten Big Bang oder Urknall- mit bisher unerreichter Empfindlichkeit und Genauigkeit aufzeichnen.

Das 7,5 m hohe und 4 m breite Herschel-Teleskop ist das größte Infrarotteleskop, das je gestartet wurde. Die extrem glatte Oberfläche des Hauptspiegels, der einen Durchmesser von 3,5 m hat und aus leichtem Silikonkarbid gefertigt ist, ist fast eineinhalbmal größer als der von Hubble und sechsmal größer als der Spiegel seines Vorgängers ISO, der von der ESA 1995 gestartet wurde.

Mit der riesigen Kapazität zum Einfangen auch schwächsten Lichtes und äußerst anspruchsvollen Detektoren, die durch mehr als 2000 l superfluidem Helium auf eine Temperatur von nahezu Null Grad Kelvin, also dem absoluten Nullpunkt, gekühlt werden, wird Herschel auch die schwächsten und entferntesten Infrarotquellen erfassen. Seine Detektoren werden damit Neuland im fernen infraroten und Submillimeterteil des elektromagnetischen Spektrums betreten.

Den Instrumenten von Herschel ist es so möglich, den lichtundurchlässigen kosmischen Staub und Gaswolken zu überwinden und so Strukturen sowie Ereignisse des fernen und alten Universums zu beobachten. Das können die Geburt und Entwicklung früher Sterne und Galaxien bis vor zehn Milliarden Jahren sein. Herschel wird aber auch extrem kalte Objekte in unserer Galaxis, der Milchstrasse, erforschen. Aus diesen Objekten -Staubwolken und interstellare Gase- bildeten und bilden sich Sterne und Planeten, genauso wie Atmosphären um Kometen, Planeten und ihre Monde in unserem Sonnensystem.

Mit seinen Instrumenten, die die Mikrowellenstrahlung erfassen, und einem Teleskop von 1,5 m Durchmesser soll Planck Temperaturschwankungen aus der ersten Zeit des Universums erfassen. Es zeichnet dabei den sogenannten kosmischen Mikrowellenhintergrund (Cosmic Microwave Background) auf, der ein Relikt des ersten Lichtes ist, das 380 000 Jahre nach dem Urknall emittiert wurde.

Zu dieser Zeit waren Dichte und Temperatur des jungen Universums so weit gesunken, das das Licht sich von der Materie trennen und nun frei im Weltraum ausbreiten konnte.

Die Instrumente von Planck arbeiten bei bisher nicht erreichten niedrigen Temperaturen und bieten so eine einmalige Empfindlichkeit und Auflösung. Die Forscher wollen so durch die Erfassung winzigster Temperatur-Fluktuationen in der Mikrowellenhintergrundstrahlung 15mal mehr Informationen über den Ursprung, die Evolution und die Zukunft des Universums erhalten, als das bei Vorläufermissionen möglich war.

Die Detektoren von Herschel werden auf 0,3 Grad über dem absoluten Nullpunkt gekühlt während Plancks Detektoren noch geringere Temperaturen bei nur 0,1 Grad über dem absoluten Nullpunkt erreichen. So wird sich während der Mission der kälteste Punkt des Universums innerhalb der Planck-Raumsonde befinden. Der Satellit soll rund 500 Milliarden Messungen vornehmen. Aus diesen Rohdaten wird auf der Erde dann eine Himmelskarte mit einer Auflösung von mehreren Millionen Pixeln erstellt. Die Karte soll den Wissenschaftlern helfen, die Struktur des Universums besser zu verstehen, als es je zuvor möglich war. Planck ist in der Lage, die Gesamtzahl der Atome im Universum zu bestimmen und daraus auf die Dichte der Dunklen Materie zu schließen. Dunkle Materie ist eine schwer zu fassende Form der Materie, die bisher nicht direkt beobachtet werden konnte aber durch Effekte, die sie in ihrer Umgebung erzeugt, gewissermaßen 'sichtbar' gemacht werden konnte. Planck soll so mehr Licht in die Natur dieser mysteriösen Energieform bringen.

Herschel und Planck bedeuten eine enorme technologische Herausforderung, welche die ESA zusammen mit mehr als 100 Partnern in der Industrie und Instituten in Europa, den Vereinigten Staaten und anderen Ländern zu bewältigen hatte.

Quelle

ESA - Europäische Raumfahrtorganisation
Die ESA (European Space Agency) ist die europäische Raumfahrtorganisation.Sie bündelt Finanzmittel und Know-How der 21 Mitgliedsstaaten, um Projekte umzusetzen, die für einzelne Staaten nicht realisierbar wären.

Webseite: http://www.esa.de

Herschel und Planck
Die Weltraumteleskope Herschel und Planck sollen Daten liefern, die über die Entstehung des Universums aufklären.
© ESA
Spiegel des Weltraumteleskops Herschel
Dies ist eines der letzten Fotos des europäischen Weltraumteleskops Herschel, bevor es am 10. Mai 2009 für die Integration in die Trägerrakete vorbereitet wurde.
© ESA / CNES / ARIANESPACE
Planck - auf der Spur der Hintergrundstrahlung
Dieses Bild wurde bei einem Thermal-Vakuum-Test in Liège (Belgien) aufgenommen. Das Weltraumteleskop Planck wird die Messungen der kosmischen Hintergrundstrahlung wesentlich verbessern und eine Karte des gesamten Himmels mit einer Winkelauflösung besser als zehn Bogenminuten erstellen.
© ESA