Fliegendes Observatorium: Teleskop beobachtet Weltraum von Jumbojet aus

Von Markus Becker

Erleichterung unter Astronomen: Das Infrarot-Teleskop "Sofia" hat seinen ersten Forschungsflug an Bord eines umgebauten Jumbo-Jets absolviert. Die Wissenschaftler in Deutschland und den USA sind begeistert von der Qualität der Daten. Dabei war das Projekt eigentlich schon tot.

"Sofia": Das fliegende Auge Fotos
NASA / C. Thomas

Und es fliegt doch: 14 Jahre nach dem Übereinkommen zwischen den USA und Deutschland hat "Sofia" abgehoben. Der Erstflug des Infrarot-Teleskops, das in einer speziellen Boeing 747 eingebaut ist, verlief nach Angaben der beteiligten Wissenschaftler äußerst erfolgreich. "Unsere Erwartungen wurden übertroffen", schwärmt Thomas Galinski, der das Projekt auf Seiten des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) leitet. "Die Qualität der Beobachtungsdaten ist hervorragend."

Der erfolgreiche Abschluss des Erstflugs, der in der Nacht zum Mittwoch stattfand, dürfte auf beiden Seiten des Atlantiks für tiefe Erleichterung sorgen. Denn eigentlich war "Sofia" (Stratosphären-Observatorium für Infrarot-Astronomie) Anfang 2006 schon so gut wie tot. Nachdem US-Präsident George W. Bush seine Vision von bemannten Flügen zu Mond und Mars bekanntgegeben hatte, kürzte die Raumfahrtbehörde Nasa in anderen Bereichen teils radikal ihre Ausgaben. Eines der Opfer von Buhs All-Plänen sollte "Sofia" werden.

Für die beteiligten Forscher war das ein Schock. Der Deutscher Steuerzahler hatte bereits 80 Millionen Euro investiert. 20 Jahre Planungs- und Projektarbeit wären dahin gewesen, ebenso wie die geplanten 20 Jahre Forschungsbetrieb des bereits fertiggestellten deutsche Teleskops. Erst im Oktober 2006, nach acht bangen Monaten, entschied sich die Nasa dann doch zur Weiterführung des Projekts.

Blick in die Kinderstuben von Sternen

"Sofia" soll mit seinem 2,70 Meter großen Spiegel neue Erkenntnisse über Geburt und Tod von Sternen und über die Entstehung von Galaxien und Planetensystemen ermöglichen. Eines der größten Hindernisse dabei sind kosmische Staubwolken: Sie stellen das Rohmaterial für Sterne und Planeten zur Verfügung, verhindern aber auch einen Blick in deren Geburtsstuben.

Das gilt zumindest für den optischen Bereich des Lichts, der für das menschliche Auge sichtbar ist. Infrarotstrahlung lässt der Staub zwar durch, doch sie wird vom Wasserdampf in der Erdatmosphäre geschluckt. "Sofia" fliegt deshalb bis zu 14 Kilometer hoch und hat damit einen klaren Blick ins All.

Was die Infrarot-Teleskopie möglich macht, beweist seit einem Jahr das europäische Weltraumteleskop "Herschel" mit faszinierenden Fotos. Derartig spektakuläre Bilder wird "Sofia" zwar nicht produzieren, sagt Thomas Galinski, DLR-Chefwissenschaftler für das Projekt. "Aber dafür bietet 'Sofia' eine ganze Reihe von Vorteilen." Das fliegende Auge füllt die Lücke zwischen den Teleskopen auf der Erde und im Weltall, und das gleich in mehrfacher Hinsicht:

  • Hohe Flexibilität: Im Unterschied zu einem Weltraumteleskop kann "Sofia" immer mit den neuesten Instrumenten bestückt werden. Ein im All stationiertes Observatorium ist dagegen meist schon bei seinem Start 10 bis 15 Jahre hinter dem aktuellen Stand der Technik zurück - und kann praktisch nicht mehr ausgebaut werden.
  • Günstige Wartung: "Sofia" kann genauso einfach repariert werden wie erdgebundene Teleskope. Im All dagegen ist die Wartung extrem aufwendig und teuer, wie die Erfahrungen mit dem "Hubble"-Teleskop gezeigt haben.
  • Überschaubare Kosten: Deutschland hat für "Sofia" bisher etwa 80 Millionen Euro, die USA haben gar 700 Millionen Euro ausgegeben. Damit spielt das Projekt in Sachen Anschaffungskosten zwar durchaus in einer Liga mit Satelliten wie "Herschel", hat dafür aber eine wesentlich längere Betriebsdauer. "Herschel" ist für nur dreieinhalb Jahren ausgelegt - dann ist das flüssige Helium, das zur Kühlung der wärmeempfindlichen Sensoren benötigt wird, verbraucht. "Sofia" soll dagegen 20 Jahre Dienst tun. Die Kosten dafür belaufen sich auf deutscher Seite auf 4 bis 4,5 Millionen Euro pro Jahr, die Amerikaner zahlen jährlich etwa 100 Millionen Euro, bekommen dafür aber auch 80 Prozent der Beobachtungszeit.

Der Bau von "Sofia" gestaltete sich allerdings außerordentlich schwierig. So habe sich auf deutscher Seite die Entwicklung des Teleskops als "sehr viel ambitionierter als erwartet" herausgestellt, sagt Galinski. Noch größere Schwierigkeiten habe die Nasa beim Umbau der Boeing 747 erlebt. "Man kann nicht ohne Weiteres den Rumpf verkürzen und ein vier mal sechs Meter großes Loch hineinschneiden", sagt Galinski. "Das hat große Auswirkungen auf die Statik und Aerodynamik des Flugzeugs." Auch der Einbau des 17 Tonnen schweren Teleskops sei eine Herausforderung gewesen.

Nun aber hoffen die Wissenschaftler auf einen reibungslosen Forschungsbetrieb. Dass die Himmelsbeobachtung von Bord eines Flugzeugs nicht nur funktionieren, sondern erstaunlich erfolgreich sein kann, wissen sie bereits. Bis Mitte der neunziger Jahre hatte die Nasa das "Kuiper Airborne Observatory" (KAO) in Betrieb, mit dessen Hilfe die Entdeckung der Uranus-Ringe gelang. Das KAO stand ebenfalls in einem Flugzeug. Der Spiegel des KAO besaß nur einen Durchmesser von 91 Zentimetern. "Sofia" ist mit seinem 2,70-Meter-Spiegel wesentlich leistungsfähiger.

Entsprechend zuversichtlich klingt das DLR auf seiner Website: Das neue Flugteleskop "wird fundamentale Fragen der galaktischen und extragalaktischen Astronomie und des Ursprungs und der Entwicklung des Sonnensystems beantworten".

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Forum - Diskussion über diesen Artikel
insgesamt 15 Beiträge
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1. Frequenzen
fucus-wakame 27.05.2010
In welchem Frequenzbereich arbeitet das Teleskop? (darüber schweigt sich der fachlich fundierte Artikel leider aus)
2.
Zyklotron 27.05.2010
Zitat von fucus-wakameIn welchem Frequenzbereich arbeitet das Teleskop? (darüber schweigt sich der fachlich fundierte Artikel leider aus)
Da das Gerät umrüstbar ist, steht wohl so gesehen ein umfangreicher Teil des Infrarotbands zur Verfügung. Im Gegensatz zu einem Satelliten.
3. Frequenzbereich
derdoerk 27.05.2010
Hallo fucus, da wirst du auf der Homepage des Sofia Institutes fündig: http://www.dsi.uni-stuttgart.de/observatorium/instrumente/aufloesung.html Ich finde es auch irgendwie schade, dass die Uni Stuttgart überhaupt nicht erwähnt wird.
4. SOFIAs Instrumente
david314 28.05.2010
Zitat von fucus-wakameIn welchem Frequenzbereich arbeitet das Teleskop? (darüber schweigt sich der fachlich fundierte Artikel leider aus)
Der überdeckte Frequenzbereich ist sehr groß, vom Optischen bis in den submm-Bereich. Damit gleicht SOFIA seine etwas bescheidene Auflösung aus, da mit einem Instrument multispektrale Beobachtungen durchgeführt werden können. Genaueres unter: http://www.sofia.usra.edu/observatory/telescope/sci_tele_spectral.html. Man kann auf die Beobachtungsdaten gespannt sein :)
5. Frequenzen...
weissnix2 28.05.2010
guckst du hier: Instrumenten-Name Frequenz-/Spektralbereich Beteiligte Institute GREAT (German Receiver for Kanal 1 1,25 - 1,50 THz (240 - 200 m) MPIfR Bonn Astronomy at Terahertz Frequencies) Kanal 2 1,82 - 1,92 THz (165 - 156 μm) Universität zu Köln Hochauflösendes Heterodyn-Spektrometer Kanal 3 2,40 - 2,70 THz (125 - 111 m) DLR-PF Berlin Kanal 4 4,70 THz (63 m) MPS Katlenburg-Lindau FIFI-LS (Far-Infrared Field- Kanal 1 1,43 - 2,72 THz (210 - 110 m) MPE Garching Imaging Line Spectrometer) Kanal 2 2,72 - 7,15 THz (110 - 42 m) MPIA Heidelberg Abbildendes Linienspektrometer IRS Stuttgart Viele Grüße TW
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