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Neues Weltraumteleskop erfolgreich gestartet
Redaktion
/ Pressemitteilung des Max-Planck-Instituts für Astronomie
astronews.com
31. August 2026
Das NASA-Weltraumteleskop Nancy Grace Roman ist
gestern erfolgreich ins All gestartet. Eine seiner Hauptaufgaben ist die
Erforschung von Dunkler Materie und Dunkler Energie. Ein zweiter Schwerpunkt
sind extrasolare Planeten. Einige will man auch direkt mit einem Koronographen
abbilden. Ein wichtiger Beitrag dazu stammt aus Deutschland.
Künstlerische Darstellung des
Weltraumteleskop Nancy Grace Roman.
Bild: NASA Goddard Space Flight Center /
Scientific Visualization Studio
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Das NASA-Weltraumteleskop Nancy Grace Roman ist gestern nach einer
Bauzeit von rund zehn Jahren vom Kennedy Space Center in Florida an
Bord einer Trägerrakete des Typs Falcon Heavy von SpaceX ins All
gestartet. Eine Hauptaufgabe des Teleskops während seines mindestens fünf Jahre
dauernden Betriebs ist die Erforschung der Geschichte des Weltalls sowie der
Beiträge Dunkler Materie und Dunkler Energie zur Expansion und zur Entstehung
der großräumigen Struktur des Kosmos. Dabei ergänzen sich die Messungen mit
denen des Weltraumteleskops Euclid der Europäischen
Weltraumorganisation ESA, das seit 2023 ähnliche Ziele verfolgt.
Zusätzlich wird Roman viele neue Exoplaneten entdecken, wobei unter
anderem das Messinstrument CGI (Coronagraph Instrument) zum Einsatz kommt, an
dessen Entwicklung und Bau das Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA) in
Heidelberg als einziger direkter deutscher Partner der NASA maßgeblich beteiligt
ist. Das Team am MPIA hat unter der Leitung von Oliver Krause aus der Abteilung
"Planetenentstehung und Exoplaneten" zentrale optomechanische Elemente für das
CGI, die Precision Alignment Mechanisms (PAM), geplant, entwickelt,
gefertigt und getestet. Die Firma von Hoerner & Sulger in Schwetzingen hat den
Bau unterstützt.
"Das CGI an Bord des Weltraumteleskops Roman ist das
anspruchsvollste optische Beobachtungsinstrument, das bislang im Weltall zur
Forschung eingesetzt wurde", sagt Krause. Weiterhin beteiligt sich das MPIA an
der Entwicklung der Auswertesoftware für die technischen und wissenschaftlichen
Daten sowie an der Vorbereitung der Beobachtungen. Die Messungen werden durch
ein NASA-Gremium, das Community Participation Program (CPP)
koordiniert, dessen Kernteam Krause als lokaler Projektleiter angehört. Von
Seiten des MPIA verantwortet Wolfgang Brandner im CPP die Beobachtungen zum
Nachweis von Gasplaneten im sichtbaren Licht und Gaël Chauvin wirkt bei den
Beobachtungsvorbereitungen mit.
Während der Inbetriebnahme des Teleskops werden die Mitglieder des CCP rund
um die Uhr an der Datenauswertung arbeiten. "Durch die weltweite Verteilung des
CPP mit Mitgliedern in den USA, Japan und Europa können unsere Datenanalysten
ihre Aufgaben jedoch während der normalen Arbeitszeit erledigen", sagt Brandner.
Im Regelbetrieb werden alle Daten dann unmittelbar nach der Verarbeitung im
Roman Science Support Center der Öffentlichkeit zur Verfügung gestellt.
Mit dem CGI wird ein innovatives Instrumentendesign getestet, das die direkte
Abbildung und die Spektroskopie von Exoplaneten auf engen Umlaufbahnen um ferne
Sterne ermöglicht. Seine optischen Elemente – Masken, verformbare Spiegel und
Sensoren – werden das störende Sternlicht ausblenden, sodass das schwache, von
den Planeten reflektierte Licht für die Forschung sichtbar wird. Ziel des CGI
ist es, Planeten und Staubscheiben um nahe Sterne im sichtbaren Licht
aufzunehmen.
Thomas Henning, Direktor der Abteilung in der Zeit, in der die MPIA-Arbeiten
am Roman-Teleskop initiiert wurden, sagt: "Dadurch lassen sich Gasplaneten
untersuchen, die älter und kälter sind und ihren Stern auf engeren Bahnen
umkreisen als die warmen, jungen Riesenplaneten, die bisher durch direkte
Abbildung entdeckt wurden." Dafür kombiniert das CGI erstmals zwei gängige
Beobachtungstechniken für den Einsatz im All: die Koronografie und die adaptive
Optik.
Koronografen werden verwendet, um mithilfe spezieller Masken helle Objekte
auszublenden und so schwächere Himmelskörper in ihrer Nähe sichtbar zu machen.
Allerdings führen die eingesetzten Masken rund um die abgeblendeten Sterne
gewöhnlich zu starken Bildartefakten. Deswegen finden Astronominnen und
Astronomen mit dieser Methode fast ausschließlich Riesenplaneten aus Gas,
ähnlich dem Jupiter, die in relativ großer Entfernung vom Zentralstern ihre
Bahnen ziehen.
Für kleinere Planeten mit engeren Umlaufbahnen müssen die Störeffekte
verringert werden. Aus diesem Grund verfügt das CGI zusätzlich über eine
adaptive Optik, die einen höheren Helligkeitskontrast zwischen Stern und
Planeten ermöglicht. Diese Technik finden wir üblicherweise in Teleskopen am
Erdboden. Dort hilft sie, Störungen in der Abbildung durch Luftunruhen in der
Erdatmosphäre zu eliminieren. Für Weltraumkameras stellt die benötigte
Rechenleistung allerdings eine neue Herausforderung dar.
Das CGI ist so konstruiert, dass es einen Planeten nachweisen kann, dessen
naher Mutterstern eine Milliarde Mal so hell ist, was in etwa dem Unterschied
zwischen Jupiter und der Sonne entspricht. Gegenüber den heutigen Fähigkeiten
entspricht das einer bis zu tausendfachen Verbesserung. Ein eingebauter
Spektrograf ermöglicht sodann, die Zusammensetzung der Atmosphäre dieser
Planeten zu erforschen. Damit das gelingt, müssen die vom MPIA gefertigten PAMs
eine außerordentlich hohe Genauigkeit und Stabilität bei der Positionierung der
optischen Elemente wie Filter, Koronografen und Spiegel während mehrerer Stunden
gewährleisten.
Im Betrieb dürfen die PAMs über acht Stunden hinweg maximal um einen Winkel
von 40 Millibogensekunden verkippen (3,6 Millionen Millibogensekunden
entsprechen einem Winkelgrad). Das entspricht einem Winkel, den man erhält, wenn
man von Heidelberg aus die Größe eines Menschen in Los Angeles wahrnehmen
könnte. Bei einem erfolgreichen Abschluss der CGI-Mission könnte die verwendete
Technologie für zukünftige Weltraumteleskope, etwa das Habitable Worlds
Observatory, weiter optimiert werden. Die direkte Abbildung einer zweiten
Erde wäre dann in greifbarer Nähe.
Das Teleskop wird nicht die Erde umkreisen, sondern am sogenannten zweiten
Lagrange-Punkt des Systems Erde-Sonne stationiert sein. Es ist dort ungefähr 1,5
Millionen Kilometer von der Erde entfernt. Die Inbetriebnahme des Teleskops wird
ungefähr drei Monate dauern, mit den ersten Bildern rechnet man bei der NASA
Anfang des kommenden Jahres.
Das Weltraumteleskop Nancy Grace Roman (zunächst entwickelt als
Wide-Field Infrared Survey Telescope, WFIRST) wurde unter der Leitung der
NASA entwickelt. Das Teleskop ist nach der Astronomin Nancy Grace Roman
benannt, die jahrzehntelang astronomische Forschungsprogramme der NASA leitete.
Unter anderem war sie für die wissenschaftliche Planung des Weltraumteleskops
Hubble verantwortlich. Der Durchmesser des Hauptspiegels beträgt 2,4
Meter und ist ähnlich dem des Hubble-Weltraumteleskops.
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