Deutsch-russische Weltraummission "eRosita" Auf der Spur der Dunklen Energie

Es ist das bisher wichtigste deutsch-russische Raumfahrtprojekt: Am Freitag wird das gemeinsam betriebene Röntgenteleskop "eRosita" ins All starten. Es soll Antworten auf fundamentale Fragen des Universums liefern.

Röntgenteleskop "eRosita" im Reinraum
Peter Friedrich / MPE / dpa

Röntgenteleskop "eRosita" im Reinraum

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Der Start einer Weltraumrakete ist ein sinnliches Erlebnis. Selbst aus mehreren Kilometern Entfernung ist der Lärm höllisch laut zu vernehmen und sogar im Magen zu spüren. Wenn eine russische "Proton" vom kasachischen Weltraumbahnhof Baikonur startet, muss man allerdings immer hoffen, dass dazu nicht noch ein weiteres Geräusch hinzukommt: der Krach eines Absturzes. Die "Proton" ist zwar ein über Jahrzehnte genutztes Arbeitstier, allerdings hatte sie gerade in der jüngeren Vergangenheit immer wieder mit spektakulären Fehlfunktionen zu kämpfen.

Abstürze gab es unter anderem in den Jahren 2013, 2014 und 2015. Andererseits haben die letzten 15 Starts der Rakete wieder ohne größere Schwierigkeiten geklappt - und Peter Predehl vom Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik in Garching hofft, dass es auch dieses Mal wieder so sein wird. Der Astrophysiker ist wissenschaftlicher Leiter der Mission "eRosita". Das ist ein Röntgenobservatorium, das am Freitag als Teil des russischen Satelliten "Spektrum-RG" vom Startplatz 81 in Baikonur ins All starten soll. An Bord einer "Proton", überwacht vom Chef der russischen Weltraumbehörde, Dmitrij Rogosin, höchstpersönlich.

Die deutsch-russische Mission ist ein über Jahre vorbereitetes Prestigeprojekt, das entscheidend vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) unterstützt wurde. "eRosita" ist zusammen mit einem weiteren russischen Teleskop auf dem Satelliten unterwegs. Es geht um ein wissenschaftliches Problem, das grundlegender kaum sein könnte: Bis heute hat die Menschheit nämlich keine Ahnung, woraus der allergrößte Teil des Kosmos eigentlich besteht. "Wir haben es nach Jahrhunderten der Forschung geschafft, von 95 Prozent des Universums keine Ahnung zu haben", sagt Predehl.

Für das Unbekannte haben Forscher die Begriffe Dunkle Materie und Dunkle Energie geprägt. (Lesen Sie hier mehr zum Thema.) "Wir wissen, dass sich das Universum immer schneller ausdehnt", sagt Predehl. "Wir wissen aber nicht, warum es das tut." Irgendwie muss die Dunkle Energie aber für die Expansion verantwortlich sein. Und "eRosita" soll ihr zumindest auf die Spur kommen.

Direkt sichtbar wird die Dunkle Energie auch durch "eRosita" nicht werden - wohl aber im Idealfall ihr Wirken. Das Observatorium soll dazu den gesamten Himmel nach sogenannten Galaxiehaufen absuchen. Das sind gigantisch große Ansammlungen von teils Tausenden einzelner Galaxien wie unserer Milchstraße, untereinander verbunden durch die Wirkung der Schwerkraft.

"Wir wollen neue 100.000 Galaxiehaufen entdecken"

Neben der Materie, die in den Galaxien versammelt ist, bestehen die Haufen auch aus großen Mengen an Gas. Dieses ist bis zu 100 Millionen Grad heiß - und sendet dadurch Röntgenstrahlung aus. Sie ist es, nach der das Teleskop Ausschau halten wird. "Wir wollen neue 100.000 Galaxiehaufen entdecken", sagt Predehl.

Und je nachdem, wo die Haufen im All liegen, erlauben sie dabei einen Blick zurück in die Geschichte des Universums. Das liegt daran, dass ihre Strahlung mehrere Milliarden Jahre gebraucht hat, um uns zu erreichen. Wer sie heute beobachtet, schaut also gewissermaßen so lange in der Zeit zurück. So lässt sich die Expansion früher mit der jetzigen vergleichen.

Eine der spannenden Fragen dabei: Ist es möglich, dass die Dunkle Energie mit der Zeit womöglich immer stärker wird? Das wäre einerseits nicht mit dem aktuell gültigen Standardmodell des Universums vereinbar - andererseits hatte es zuletzt Hinweise darauf gegeben, dass genau das trotzdem der Fall sein könnte.

Nach Röntgenemissionen aus den Tiefen des Kosmos zu fahnden, das ist nicht unbedingt etwas Neues. Allerdings sehen sich existierende Teleskope wie "XMM Newton" (Esa) oder "Chandra" (Nasa) nur einzelne kosmische Quellen an, "eRosita" soll sich dagegen vor allem um die Kartierung des kompletten Himmels kümmern - wenngleich die Forscher zum Beispiel in unserer Milchstraße auch Doppelsterne und die Überreste von Sternexplosionen, sogenannte Supernovae, in den Blick nehmen wollen.

Eine komplette Himmelskarte im Röntgenlicht, im Grundsatz hat es auch so etwas schon gegeben. Produziert wurde sie vom inzwischen abgestürzten deutschen Satelliten "Rosat". Doch das nun vor dem Start stehende Observatorium soll 20-mal genauer sein, versprechen die Verantwortlichen. Sieben Spiegelsysteme sollen die Photonen der Röntgenstrahlung einfangen und zu jeweils einer Kamera bringen. Die wiederum ist auf minus 90 Grad Celsius gekühlt, um eine besonders hohe Empfindlichkeit zu erreichen.

Für die geplanten Beobachtungen wird "eRosita" an einen speziellen Ort im All gebracht. Während "Rosat" einst um die Erde rotierte, soll das neue Observatorium weit jenseits des Mondes um die Sonne kreisen. Das Ziel am sogenannten Lagrange-Punkt L2 bietet Vorteile bei der Abschirmung vor Sonnenstrahlung. So lässt sich das Observatorium einfacher kühl halten.

Daten hinter dem "eisernen Vorhang"

Ein Jahr lang soll die erste Durchmusterung des Himmels dauern. Insgesamt sieben weitere Durchgänge sollen danach folgen. So sollen mögliche Löcher der Karte, die es nach den ersten Messungen noch geben könnte, auf jeden Fall gestopft werden.

Interessant ist dabei, dass die Messdaten streng zwischen den deutschen und den russischen Forschern aufgeteilt werden. Denn obwohl das Ganze ein Kooperationsprojekt ist, angeblich gar das größte bilaterale Vorhaben im Raumfahrtbereich, ist jede Seite darauf bedacht, nicht zu kurz zu kommen. "Es gibt einen eisernen Vorhang", sagt Predehl. "Die Russen bekommen die Daten der Osthälfte, wir die der Westhälfte." Für die Analyse wird immerhin dieselbe in Deutschland entwickelte Software genutzt. Dann werden die Ergebnisse kombiniert.

Das freilich setzt voraus, dass der Start klappt. Und wenn nicht? Predehl hat es in einem Interview mit der Pressestelle der Max-Planck-Gesellschaft kürzlich so ausgedrückt: "Dann ist das Teleskop weg. Es gibt keinen Plan B."

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