Schwarze Löcher sind rätselhaft und faszinierend – für Laien und
Wissenschaftler gleichermaßen. Noch haben sie viele ihrer Geheimnisse nicht
preisgegeben, doch das soll der Integral jetzt ändern: Mit bisher
unerreichter Genauigkeit kann er exotische Himmelsobjekte orten und analysieren
– unter anderem mit "Augen" aus hochempfindlichen Germanium-Detektoren. Diese
sind zum Schutz in eine vakuumdichte Kapsel aus Aluminium eingeschweißt, die
Ingenieure des Forschungszentrums Jülich mitentwickelt und -konstruiert haben.
Erste viel versprechende Bilder hat der Satellit bereits geliefert (astronews.com
berichtete)
Seit dem Start vom Weltraumbahnhof Baikonur in Kasachstan beobachtet
Integral, das International Gamma-Ray Astrophysics Laboratory, das
Gammastrahlen-Universum. Diese hochenergetischen Verwandten des
sichtbaren Lichts zeugen beispielsweise von Sternenexplosionen oder von
schwarzen Löchern. Für optische Teleskope wie dem Hubble-Teleskop sind
Gammastrahlen "unsichtbar". Deshalb kommen an Bord von "Integral"
Germanium-Detektoren zum Zug: Sie sind die empfindlichsten Gamma-Detektoren der
Welt, müssen aber durch Aluminiumkapseln geschützt werden.
Ein entsprechendes Verfahren, um solche Germanium-Detektoren zum Schutz vor
äußeren Einwirkungen ultrahochvakuumdicht einzuschweißen, entwickelten
Wissenschaftler des Instituts für Kernphysik und der Zentralabteilung
Technologie (ZAT) des Forschungszentrums Jülich, der Universität zu Köln und der
französischen Firma Canberra Eurisys vor mehr als zehn Jahren. Mittlerweile sind
die "hermetisch gekapselten Germanium-Detektoren" patentiert – und weit gereist:
Während sie an Bord von Integral nach schwarzen Löchern fahnden, messen
ihre "Artgenossen" bereits seit über einem Jahr Gammastrahlen auf dem Mars und
zwar an Bord der Sonde 2001 Mars Odyssey.
Integral ist mit vier Instrumenten ausgerüstet, die ein Objekt
gleichzeitig beobachten: Im drei Meter hohen und 1,3 Tonnen schweren
Spektrometer SPI messen die Germanium-Detektoren die Energie ausgesendeter
Gammastrahlung – beim sichtbaren Licht würde man von Farbe sprechen. "Im SPI
sind 19 sechseckige Detektoren eingebaut. Zusammengenommen sehen sie aus wie ein
Fliegenauge", erklärt Hans Kämmerling, Diplom-Ingenieur an der ZAT des
Forschungszentrums Jülich. "Die sechseckige Form haben wir gewählt, um die
eigentlichen Detektoren in den Aluminiumkapseln nahe zusammenzubringen: So geht
ihnen möglichst wenig Strahlung durch die Lappen." Marc Berst von der Firma
Canberra Eurisys fügt hinzu: "Wir stellen die Germanium-Detektoren her, in
Jülich werden sie "luftdicht" verpackt. Da wir diese Detektoren nicht beliebig
groß herstellen können, müssen wir die Einzeldetektoren zu Clustern
zusammenstellen. Die Zahl 19 ergibt sich als Kompromiss zwischen Detektor-Fläche
– je größer die Fläche, desto höher die Empfindlichkeit – und Gewicht, das
gerade bei Messinstrumenten an Bord von Satelliten ein begrenzender Faktor ist."
Integral ist für eine Missionsdauer von zwei Jahren ausgelegt, doch führt der
Satellit ausreichend Treibstoff mit, um - wenn keine Pannen auftreten - seinen
Einsatz auf insgesamt fünf Jahre zu verlängern. Integral wurde am 17. Oktober
2002 mit einer russischen Proton-Rakete vom Kosmodrom Baikonur in Kasachstan aus
gestartet (astronews.com berichete). Der Satellit wurde auf eine Bahn hoher
Neigung befördert, auf der er sich bis auf 153.000 Kilometer von der Erde
entfernte und ihr wieder bis auf 600 Kilometer nahe kam. Seine Bordtriebwerke
führten dann fünf Manöver aus, durch die er auf seine Einsatzbahn in 9000 bis
153.000 km Höhe über der Erde gelangte.
