„Cosmic Vision“ der Esa: ganz hell und ganz dunkel
Das wissenschaftliche Programmkomitee der Esa wählte die Sonnenforschungssonde Solar Orbiter und das Weltraumteleskop Euclid, das die dunkle Energie untersuchen soll, als nächste Medium-Klasse-Missionen aus.
Abb.: Solar Orbiter soll der Sonne näher kommen als der innerste Planet, Merkur. (Bild: Esa)
Nachdem Solar Orbiter im Januar 2017 mit einer Atlas-Trägerrakete der Nasa ins Weltall gestartet ist, sollen seine Instrumente neue Erkenntnisse über die Sonne und ihre Auswirkungen auf die Erde liefern. Eine besondere Flugbahn bringt die Raumsonde auf etwa 40 Millionen Kilometer Nähe zur Sonne, das ist weniger als ein Drittel des Abstandes Sonne-Erde, wo sie fast die dreizehnfache Sonneneinstrahlung im Vergleich zur Erde aushalten muss. Den Strapazen zum Trotz ermöglicht die Sonde die Untersuchung der bisher wenig erforschten solaren Polarregionen und der wegen der geringen Distanz zur Sonne fast ungestörten Sonnenwind- und -partikelströme. Wissenschaftler der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) sind mit vier von fünf Sensoren für solare Teilchen am Projekt „Energetic Particle Detector“ an der Mission beteiligt.
In Deutschland sind neben der Christian-Albrechts-Universität auch das Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung in Katlenburg-Lindau und das Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP) an der Mission beteiligt. Die Forscher des AIP entwickeln und konstruieren das Röntgenteleskop Stix, das Spectrometer/Telescope for Imaging X-rays, eine 55 Zentimeter lange Teleskopröhre. Das Instrument wird unter schweizer Führung mit internationalen Partnern gebaut.
Die zweite Mission, Euclid, vorgesehen für einen Ariane-Start 2019, soll die Ursache für die beschleunigte Ausdehnung des Universums finden – gerade diese Woche mit dem Physik-Nobelpreis bedacht. Aktuelle Beobachtungen zeigen, dass die dafür verantwortliche dunkle Energie mehr als 70 Prozent der Materie- und Energiedichte unseres heutigen Universums ausmacht und dadurch seine Entwicklung antreibt.
Abb.: Euclid soll anhand der Vermessung mehrerer hundert Millionen Galaxien die Auswirkungen der dunklen Energie untersuchen. (Bild: Esa / Nasa / pro-physik.de)
Um dies genauer zu vermessen, beobachtet Euclid mehrere hundert Millionen Galaxien über einen weiten Himmelsbereich, um so die sichtbaren Spuren der dunklen Energie und der dunklen Materie aufzuspüren. Durch die Bestandsaufnehme der scheinbaren Form und Verteilung von Galaxien im Universum können die Astronomen die Eigenschaften der dunklen Energie einschränken und ausloten, ob die allgemeine Relativitätstheorie auch auf Skalen von Milliarden Lichtjahren die Gravitation richtig beschreibt. Dazu führt der Satellit eine optische Bildkamera und eine kombinierte Spektrograph-Bildkamera für den Nahinfrarotbereich mit sich, die ein europäisches Konsortium aus mehr als 110 Laboratorien und 800 Wissenschaftlern in ganz Europa entwickeln.
Das Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik (MPE) und die Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) spielen bei Euclid eine maßgebliche Rolle. Das MPE ist unter anderem für das optische Gesamtdesign des Nahinfrarot-Instruments zuständig und verarbeitet Missionsdaten. Die LMU bereitet ergänzende bodengebundene Daten vor und führt sie mit den optischen und Infrarot-Daten zusammen. Auch Forscher des MPI für Astronomie in Heidelberg und die Universität Bonn sind an Euclid beteiligt.
Die dritte Mission, der Planetenjäger Plato, ging zunächst leer aus. Der Vorschlag ist jedoch noch nicht völlig aus dem Rennen, das Weltraumteleskop, das nach einer zweiten Erde suchen soll, kann sich für einen späteren Programmplatz erneut bewerben.
Oliver Dreissigacker
