Galaktische 3-D-Karte Weltraumteleskop "Gaia" schickt erstes Sternenfoto

Das Esa-Teleskop "Gaia" hat sein erstes Bild eines Sternhaufens zur Erde geschickt - und liefert in den kommenden Jahren die Daten für eine hochpräzise 3-D-Karte der Milchstraße. Doch die Astronomen mussten eine Schrecksekunde überstehen: Die Uhr an Bord schien nachzugehen.

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Es ist ein historischer Blick in die kosmische Nachbarschaft. Europas Weltraumteleskop "Gaia" hat gerade sein erstes Bild zur Erde geschickt - und gleichzeitig auch eines der letzten dieser Art. Auf der am Donnerstag von der Europäischen Raumfahrtorganisation (Esa) veröffentlichten Falschfarbenaufnahme ist der Kugelsternhaufen NGC1818 in der Großen Magellanschen Wolke zu sehen, eine Zwerggalaxie in unmittelbarer Nachbarschaft der Milchstraße.

Rund anderthalb Millionen Kilometer von der Erde entfernt zieht das Observatorium derzeit in einem Orbit um den sogenannten Lagrange-Punkt L2 seine Bahnen. Von dort aus soll es insgesamt eine Milliarde Sterne beobachten. Pro Tag wird "Gaia" dazu rund 40 Millionen Einzelmessungen vornehmen - und 50 Gigabyte an Daten zur Erde schicken. Normalerweise sind das aber keine Aufnahmen von Sternhaufen, sondern nur kleine Ausschnitte rund um Einzelsterne. Deswegen wird das aktuelle Foto eine Rarität bleiben.

Derzeit werden die Instrumente getestet und kalibriert, dabei wurde das Bild von NGC1818 geschossen. Es umfasst gerade einmal ein Prozent des Sichtfelds von "Gaia".

Doch wie jetzt bekannt geworden ist, hatte das im Dezember gestartete Observatorium zuletzt mit technischen Problemen zu kämpfen: Mit den Zeitsignalen der Uhr an Bord schien etwas faul. Doch ohne die Rubidium-Atomuhr an Bord ist "Gaia" für die Forschung weitgehend nutzlos.

Atomuhr in der Schweiz gebaut

Die technischen Systeme des Raumfahrzeugs stempeln jedes zur Erde gesandte Datenpaket mit einem Zeitsignal. Nur so lässt sich aus den einzelnen Beobachtungen von "Gaia" am Ende eine hochpräzise Himmelskarte zusammenbauen. Sie soll fundamentale Fragen zum Aussehen unserer Galaxie beantworten, über die Astronomen noch immer überraschend wenig wissen.

Binnen fünf Jahren soll jeder Stern im Schnitt 50-mal untersucht werden. Erst drei weitere Jahre später wird dann der 3-D-Katalog der Milchstraße vorliegen. Damit das überhaupt klappt, müssen alle Systeme an Bord von "Gaia" einwandfrei funktionieren. Umso mehr sorgten die verwirrenden Zeitsignale unter den Experten für Beunruhigung.

Laut der Speziellen Relativitätstheorie vergeht die Zeit auf einem sehr schnell bewegten Körper für einen Beobachter von außen etwas langsamer. Doch dieser Effekt der sogenannten Zeitdilatation spielte bei der Lösung des "Gaia"-Rätsels wohl bestenfalls eine Nebenrolle.

War also die Atomuhr an Bord schuld? Gebaut wurde diese vom Schweizer Unternehmen Spectra Time in Neuchâtel. Das hat reichlich Erfahrung mit dem Bau der akkuraten Zeitmesser. So steuert die Firma ihre Technik auch zum europäischen Navigationssystem "Galileo" bei. Dass das Präzisionsinstrument funktionieren müsste, bezweifelten Experten auch nicht. Doch wie ließ sich dann die mysteriöse Differenz zwischen der an Bord von "Gaia" gemessenen Zeit und der Zeit an den Bodenstationen auf der Erde erklären?

Verblüffend schlecht zu erkennen

"Wir konnten sicherstellen, dass es kein Problem mit der Uhr im Raumschiff gab", sagt Esa-Sprecher Markus Bauer. "Es zeigte sich aber, dass wir die große Entfernung der Bodenstationen auf der Erde noch in unsere Berechnungen miteinbeziehen mussten." Das heißt, die Zeitsignale der Tausende Kilometer voneinander entfernten Esa-Bodenstationen im australischen New Norcia und im spanischen Cebreros mussten synchronisiert werden.

Jetzt, wo das erledigt ist, scheint "Gaias" Zeitproblem gelöst. Eine andere Merkwürdigkeit beschäftigt die für die Sonde verantwortlichen Esa-Mitarbeiter und Wissenschaftler jedoch weiter: Es geht um die Sichtbarkeit des Observatoriums von der Erde aus. Denn an ihrem Arbeitsplatz am Lagrange-Punkt L2 ist "Gaia" mit Teleskopen verblüffend schlecht zu erkennen. Das Raumfahrzeug reflektiert nach einem Bericht des Internetdienstes "Sen" zehnmal weniger Licht als vermutet. Die Esa muss nun kräftigere Teleskope einsetzen, um den Himmelsspäher im Auge zu behalten.

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insgesamt 13 Beiträge
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Seite 1
freiheitstehauf 06.02.2014
1. Lieber Autor,
so interessant das ist, ich kann nicht ganz nachvollziehen, weshalb man die Uhren synchronisiert hat, statt eine Zeitkrümmung oder dergleichen in die Karte einzutragen. Um mir ein Bild zu machen brauche ich genauere Daten, geht die Borduhr vor oder nach? Wieviel, Sekunden, Minuten oder Stunden? Kann das Funksignal, das durch den Weltraum reist, durch etwas gehemmt worden sein, das ja auch seine Zeit braucht, bis es hier ist... oder war es tatsächlich ein defekt, was das synchronisieren plausibel macht. Erhellen sie mich, bitte.
felisconcolor 06.02.2014
2. hat man
sie (die Sonde) nicht gerade auch deshalb am L2 positioniert damit sie im Schatten liegt? Würde erklären warum sie so wenig Licht reflektiert
jannu 06.02.2014
3. Natürlich spielt das keine Rolle...
Zitat von sysopESADas Esa-Teleskop "Gaia" hat sein erstes Bild zur Erde geschickt - und liefert in den kommenden Jahren die Daten für eine hochpräzise 3-D-Karte der Milchstraße. Doch die Astronomen mussten eine Schrecksekunde überstehen: Die Uhr an Bord schien nachzugehen. http://www.spiegel.de/wissenschaft/weltall/kugelsternhaufen-esa-teleskop-gaia-schickt-erstes-foto-a-951672.html
... denn wenn sich das Teleskop in L2 aufhält, bewegt es sich relativ zur Erde überhaupt nicht und derartige Betrachtungen sind obsolet... Auch das Schwerefeld der Sonne ist dort gleich dem auf der Erde, deshalb ist es ja ein Lagrange-Punkt... mannmannmann
felisconcolor 06.02.2014
4. ach ja
wenn ihr schon auf den Lagrangepunkt L2 verlinkt, dann wäre es doch schön, wenigstens auf den Wikipedia Artikel zu verlinken und nicht auf einen alten Artikel über die Gaia Sonde. Schmeisst endlich mal etwas Wissen unters Volk.
sample-d 06.02.2014
5. |||||||||||
Zitat von freiheitstehaufso interessant das ist, ich kann nicht ganz nachvollziehen, weshalb man die Uhren synchronisiert hat, statt eine Zeitkrümmung oder dergleichen in die Karte einzutragen. Um mir ein Bild zu machen brauche ich genauere Daten, geht die Borduhr vor oder nach? Wieviel, Sekunden, Minuten oder Stunden? Kann das Funksignal, das durch den Weltraum reist, durch etwas gehemmt worden sein, das ja auch seine Zeit braucht, bis es hier ist... oder war es tatsächlich ein defekt, was das synchronisieren plausibel macht. Erhellen sie mich, bitte.
Wenn Sie den Artikel lesen würden, könnten Sie sich selbst erhellen: "Es zeigte sich aber, dass wir die große Entfernung der Bodenstationen auf der Erde noch in unsere Berechnungen miteinbeziehen mussten." Das heißt, die Zeitsignale der Tausende Kilometer voneinander entfernten Esa-Bodenstationen im australischen New Norcia und im spanischen Cebreros mussten synchronisiert werden. (..) Jetzt, wo das erledigt ist, scheint "Gaias" Zeitproblem gelöst.
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