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N° 5–2006: ESA bei neuem japanischen Infrarot-Himmelsspäher mit von der Partie

22 Februar 2006

Die japanische Raumfahrtagentur JAXA startete vergangene Nacht mit Erfolg ASTRO-F, einen neuen hoch entwickelten Infrarotsatelliten, der nun unter Mitwirkung der ESA und von Wissenschaftlern aus ganz Europa auf die Durchmusterung des Weltraums vorbereitet wird. Von seiner Umlaufbahn aus kann ASTRO-F (der jetzt, da er in der Umlaufbahn ist, in Akari (Licht) umbenannt wird) einmalige Infrarotbeobachtungen des Sternenhimmels vornehmen und so weit entfernte und für unser Auge unsichtbare Vorgänge aufdecken, die uns mehr über Entstehung und Evolution unseres Universums verraten.

ESA-Wissenschaftsdirektor Prof. David Southwood erklärte: „Der erfolgreiche Start von ASTRO-F/Akari ist ein wichtiger Meilenstein. 10 Jahre ist es nun her, dass unser Infrarot-Weltraumobservatorium ISO diesem Bereich der Astronomie neue Perspektiven erschlossen hat, wobei die Japaner bereits mit von der Partie waren, weswegen ich mich besonders über die erneute Zusammenarbeit auf diesem Gebiet freue.

Dieses Gemeinschaftsvorhaben mit Japan ist Teil unseres langfristigen Engagements in der Infrarotastronomie, die uns noch zahlreiche Entdeckungen bescheren dürfte. Die Mission ASTRO-F/Akari ist nun auf gutem Wege, doch auch für den Start des Infrarotteleskops der nächsten Generation, des ESA-Satelliten Herschel, der in etwa zwei Jahren erfolgen dürfte, laufen die Arbeiten auf Hochtouren.V Das Thema hat sich hiermit aber noch längst nicht erschöpft, denn die Infrarotastronomie gehört zu den wichtigsten Perspektiven der ESA für die künftige Weltraumforschung, die im Programm ‚Kosmische Vision 2015-2025‘ umrissen sind. Gerade Fragen wie die Entstehung von Sternen und Exoplaneten oder die Evolution des frühen Universums stehen im Zentrum dieses Programms.“

Die Mission

Am 21. Februar um 22.28 Uhr MEZ (22. Februar 6.28 Uhr Ortszeit) startete eine japanische M-V-Trägerrakete vom Raumfahrtzentrum Uchinoura im Distrikt Kagoshima den neuen Infrarotsatelliten ASTRO-F auf seine Umlaufbahn.

In etwa zwei Wochen wird der Satellit eine polare Erdumlaufbahn in einer Höhe von 745 km erreichen, von wo aus er nach weiteren zwei Monaten an System- und Leistungsüberprüfungen etwa ein halbes Jahr lang den gesamten Sternenhimmel in Augenschein nehmen wird, und zwar mit wesentlich empfindlicheren Instrumenten, einer höheren räumlichen Auflösung und einem breiteren Wellenlängenspektrum als sein bisher einziger Vorgänger, der 1983 gestartete britisch-niederländisch-amerikanische Infrarotsatellit IRAS.

Auf diesen ersten den ganzen Himmel umfassenden Rundumblick folgt eine zehnmonatige Beobachtungsphase, die der eingehenden Betrachtung Tausender ausgewählter astronomischer Beobachtungsziele vorbehalten ist und so den Wissenschaftlern Gelegenheit gibt, einzelne Objekte länger und genauer den entsprechenden Spektralanalysen zu unterziehen.

Das flüssige Helium, das zur Abkühlung des Teleskops und der Instrumente auf eine nur wenige Grad über dem absoluten Nullpunkt liegende Temperatur notwendig ist, wird bis zum Ende dieser zweiten Phase völlig aufgebraucht sein. In der darauf folgenden dritten Betriebsphase wird ASTRO-F weiterhin ausgewählte Himmelskörper ins Visier nehmen, allerdings nur noch mit seiner Infrarotkamera, die auf wenigen Wellenlängen arbeitet.

Der Anteil der ESA

Seit Entstehung der weltraumgestützten Infrarotastronomie sind gerade zwei Jahrzehnte vergangen, wobei jedes Jahrzehnt mit dem Start neuartiger Infrarotsatelliten aufwarten konnte, die unser Bild vom Universum revolutioniert haben.

Infrarotsatelliten ermöglichen nämlich die Erfassung kühler Objekte, einschließlich planetarer Systeme und interstellarer Staub- und Gaspartikel, oder weit entfernter Galaxien, die alle im sichtbaren Licht kaum zu beobachten sind. Mit Hilfe der Infrarotastronomie können auch die Geburt von Sternen und Galaxien, die in dieser Entwicklungsphase ihre Energie hauptsächlich im Infrarotbereich abstrahlen, mitverfolgt werden.

Die ESA und Europa können auf solide Erfahrungen in der Infrarotastronomie zurückblicken, die nun durch die Teilnahme Großbritanniens, der Niederlande und der ESA an der Mission ASTRO-F weiter ausgebaut werden. Die ESA stellt mit ihrer Bodenstation im schwedischen Kiruna für tägliche Überflüge des Satelliten ihr Bodenstationsnetz zur Verfügung.

Ferner bringt sie Fachwissen und Unterstützung für die Verarbeitung der bei den Himmelsbeobachtungen gewonnenen Daten ein, so z. B. bei der Rekonstruktion der Blickrichtung, wenn es darum geht, das Beobachtungsobjekt im Weltraum genau zu positionieren, um dadurch die Herausgabe von Himmelskatalogen zu beschleunigen und vor allem ein Verzeichnis der Infrarotobjekte im Universum zu erstellen.

Im Gegenzug erhält die ESA 10 % der Beobachtungszeiten der zweiten und dritten Betriebsphase von ASTRO-F, die europäischen Astronomen zur Durchführung der von ihnen vorgeschlagenen Beobachtungen zur Verfügung gestellt wird.

„Die Zusammenarbeit, die Japan der ESA bei ASTRO-F angeboten hat, gibt europäischen Wissenschaftlern die Gelegenheit, ihre Forschungen auf der Grundlage der mit ISO durchgeführten Arbeiten fortsetzen zu können und sich so auf den Start von Herschel, der nächsten Infrarotmission der ESA, Anfang 2008 vorzubereiten“, erläuterte Prof. Southwood.

Mit seinen 3,5 m Durchmesser wird Herschel das bis dahin größte und leistungsstärkste Weltraumteleskop sein und aufbauend auf dem von ASTRO-F erstellten Verzeichnis der Infrarot-Objekte im Universum sowie den Datenarchiven anderer Vorgänger, wie der ESA-Mission ISO oder der NASA-Mission Spitzer, die chemische Zusammensetzung des kühlen, unsichtbaren Universums analysieren und den verborgenen Geheimnissen der Entstehung und Evolution von Galaxien und Sternen auf den Grund gehen.

Hinweis für die Redakteure

ASTRO-F ist das Ergebnis eines wahrhaft internationalen Unterfangens. Entwickelt wurde er von der Japan Aerospace Exploration Agency (ISAS/JAXA) unter Beteiligung der Universität Nagoya, der Universität Tokyo, des nationalen Instituts für Informations- und Kommunikationstechnologie sowie weiterer japanischer Universitäten und Institute. Mitgewirkt haben außerdem Südkorea, die ESA und - finanziert vom Particle Physics and Astronomy Research Council (PPARC) - ein Konsortium britischer Universitäten (Imperial College, London, Open University, University of Sussex) sowie das Netherlands Institute for Space Research und die Universität Groningen (Niederlande).

Die Bodenstationsunterstützung der ESA wird vom Europäischen Raumflugkontrollzentrum (ESOC) geleitet. Das Europäische Weltraumastronomiezentrum der ESA (ESAC) ist für die Rekonstruktion der Blickrichtung und die Nutzerunterstützung während der europäischen Beobachtungszeiten zuständig.

Der Satellit führt ein gekühltes Teleskop mit einer Apertur von ca. 70 cm mit. Hinzu kommen zwei Instrumente, das Durchmusterungsgerät für das ferne Infrarot (FIS) und die Infrarot-Kamera (IRC). Gemeinsam ermöglichen diese beiden eine Durchmusterung des gesamten Himmels in sechs Wellenlängen. Sie werden außerdem eine detaillierte photometrische und spektroskopische Beobachtung ausgewählter astronomischer Zielobjekte über 13 Bänder im Wellenlängenbereich zwischen 2 und 180 Mikrometer gestatten.

Im Verlauf dieser Durchmusterung wird ASTRO-F eine vollständige Infrarot-Karte unserer Galaxie mit ihren entstehenden Sternen erstellen, die nur im Infrarotbereich beobachtet werden können, da sie im sichtbaren Licht von dem sie umgebenden Staub verdeckt werden.

ASTRO-F soll außerdem tote Sterne in der Umgebung der Sonne sowie „Braune Zwerge“ aufspüren, die ihr schwaches Licht im Infrarotbereich aussenden, sowie nach Planetensystemen innerhalb einer Entfernung von 1 000 Lichtjahren von der Sonne suchen und somit Wissenschaftlern die Möglichkeit geben, aus den Staubscheiben und dem Gas, die diese „Protoplaneten“ umgeben, ihre Entstehung zu rekonstruieren.

Die Himmelsdurchmusterung allein dürfte zur Aufspürung von rund einer Million Galaxien führen. Darüber hinaus wird ASTRO-F in großem Maßstab die Struktur des Universums zurückverfolgen und dessen sich rasch von uns entfernenden lichtstärksten Objekte sowie die Entstehung von Sternen in nahen und entfernten Galaxien beobachten.

Während ausgewählter Beobachtungen wird der Satellit eine ganze Reihe von Strahlungsquellen umfassend und in mehreren Wellenlängenbereichen unter die Lupe nehmen, darunter Asteroiden des Sonnensystems, Braune Zwerge, Trümmeransammlungen und Sterne in unserer und in benachbarten Galaxien, und sich auch zahlreichen außergalaktischen Quellen widmen.

Die Reaktion der europäischen Astronomen auf die von der ESA herausgegebene Aufforderung zur Einreichung von Beobachtungsvorschlägen für die verfügbare Beobachtungszeit (10 %) war überwältigend: 42 Hauptexperimentatoren von 32 Instituten in 9 europäischen Ländern haben der ESA insgesamt 50 Vorschläge zukommen lassen.

Nähere Auskunft erteilen:

ESA-Kommunikationsabteilung

Unterabteilung Medienbeziehungen

Tel.: +33 (0)1 53 69 71 55

Fax: +33 (0)1 53 69 76 90

Alberto Salama

ISO- und ASTRO-F-Projektwissenschaftler der ESA E-Mail: Alberto.Salama@esa.int

Göran Pilbratt

Herschel-Projektwissenschaftler der ESA

E-Mail: gpilbratt@rssd.esa.int

Weitere Informationen:

ESA-Kommunikationsabteilung
Tel: +33(0).1.53.69.7155
Fax: +33(0)1.53.69.7690



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