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Weltraumteleskop Gaia : Jeder Stern ein Euro

Gaia war auf einer russischen Sojus-Trägerrakete montiert – sie gelten als äußerst zuverlässig. Bild: AFP

Das europäische Weltraumteleskop Gaia legt in Kourou einen Bilderbuchstart hin. Es soll in den kommenden Jahren eine Milliarde Sterne kartieren.

          3 Min.

          Die Stimmung war schon gelöst, als das Weltraumteleskop „Gaia“ noch am Boden war. Es war schließlich auf einer russischen Sojus-Trägerrakete montiert. Diese starten seit 2011 auch von dem europäischen Raumhafen bei Kourou in Französisch-Guayana und gelten als äußerst zuverlässig. Das Wetter ließ auch wenig zu wünschen übrig. Hell schien der Vollmond durch die zu Ende gehende Tropennacht, als der Dschungel nordwestlich von Kourou am Donnerstag um 6.12 Uhr früh Ortszeit von den Starttriebwerken erleuchtet wurde und die Sojus samt dem zwei Tonnen schweren Instrument in seiner Spitze donnernd in den Sonnenaufgang flog.

          Ulf von Rauchhaupt

          Verantwortlich für das Ressort „Wissenschaft“ der Frankfurter Allgemeinen Sonntagszeitung.

          Sogar die Abtrennung der vier Hilfstriebwerke war mit bloßem Auge zu verfolgen. Als glitzernde Pünktchen entfernten sie sich von der Rakete, bevor diese Momente später die Atmosphäre verließ. Ein Bilderbuchstart. Trotzdem, Erleichterung stellte sich bei den Mitarbeitern der europäischen Raumfahrtagentur Esa, des Raketenunternehmens Arianespace und den Ingenieuren des Satellitenherstellers Astrium erst 43 Minuten später ein. Da war die letzte Stufe abgetrennt und die kostbare Fracht endlich auf die Reise geschickt.

          Die Dynamik der Milchstraße erforschen

          Ziel ist ein Orbit um die Sonne, 1,5 Millionen Kilometer von der Erde entfernt. Von dort, im Schatten eines zehn Meter breiten Sonnenschirmes, wird Gaia fünf Jahre lang unter besten Beobachtungsbedingungen in die Sterne schauen. Vor allem in die Sterne. Denn anders als etwa das Weltraum-Teleskop Hubble ist Gaia ist nicht dazu da, leuchtende Gaswolken oder die Spiralnebel ferner Galaxien abzulichten. Der Zweck ist vielmehr, die genaue Struktur, die Dynamik unserer eigenen Galaxie, der Milchstraße, zu erforschen. Von der wissen wir zwar, dass auch sie eine Spiralform hat. Doch schon über die Zahl der Spiralarme gehen die Meinungen der Astronomen auseinander. Mit Gaia will man nicht nur diese Frage klären, sondern letztlich herausfinden, wie es zur Entstehung unserer kosmischen Heimat kam - in dem man auf ihre Sterne blickt, um die Positionen und Geschwindigkeiten möglichst vieler möglichst genau zu bestimmen.

          Eine Milliarde Sterne werden es sein – und damit ein Stern für jeden Euro, den das Unternehmen alles in allem kostet. Das sind zwar etwas weniger als ein Prozent sämtlicher Sterne der Milchstraße, doch es reicht, um von dieser Seite des Zentrums der Milchstraße eine genaue dreidimensionale Karte anzufertigen, weil bei bis zu zehn Millionen Sternen neben der Position am Himmel auch die Entfernung gemessen wird. Ein Stern, den Gaia abgelichtet hat, erscheint dem Instrument ein halbes Jahr später unter einem etwas anderen Winkel, denn in der Zwischenzeit hat sich das Instrument ja auf seinem Weg um die Sonne einen Bahndurchmesser bewegt, etwas mehr als 300 Millionen Kilometer. Diese sogenannte Parallaxe ist allerdings selbst für nahe Sterne winzig. Erst 1838 gelang es, diese Verschiebung bei einem nur zehn Lichtjahre entfernten Stern nachzuweisen. Und selbst heute sind Ort und Entfernung, also die 3D–Position, nur bei einigen hundert nahen Sternen so genau bekannt, wie Gaia messen wird - trotz Hubble, trotz der erdgebundenen Riesenteleskope, die man heute baut, und trotz Gaias Vorgängermission Hipparcos, die zwischen 1989 und 1993 schon fast 118000 Sterne aus dem All kartiert hat.

          Eine Animation des Weltraumteleskops vor der Milchstraße. Etwa eine Milliarde Sterne werden siebzig Mal erfasst und mit höchster Präzision im Raum kartografiert. Die 3D-Karte wird nach fünf Jahren Betriebszeit etwa ein Prozent der Milchstraße umfassen. „Gaia“ steht als Kürzel für „Global Astrometric Interferometer for Astrophysics“.
          Eine Animation des Weltraumteleskops vor der Milchstraße. Etwa eine Milliarde Sterne werden siebzig Mal erfasst und mit höchster Präzision im Raum kartografiert. Die 3D-Karte wird nach fünf Jahren Betriebszeit etwa ein Prozent der Milchstraße umfassen. „Gaia“ steht als Kürzel für „Global Astrometric Interferometer for Astrophysics“. : Bild: AFP

          Gaias 3D-Sternkarte wird also Millionen Mal umfangreicher sein und sich über Zehntausende Lichtjahre erstrecken. Dafür wurde dem Instrument die größte Digitalkamera aller Zeiten eingebaut. Über einen halben Quadratmeter misst dieses Gigapixel-Instrument und dank seiner Spiegeloptik kann es Sternpositionen auf weniger als ein Hunderttausendstel eines Winkelgrades genau bestimmen – das entspricht dem Winkel, unter dem uns von der Erde aus eine Euro-Münze auf dem Mond erscheinen würde. „Damit stehen wir am Vorabend einer Revolution unseres Verständnisses der Milchstraße“, sagte Stephane Israël von Arianespace nach dem Start.

          13 Jahre Arbeit stecken in Gaia

          Diese Genauigkeit ist neben der besonderen Bahn auch der Konstruktion zu verdanken, an der Astronomen und Ingenieure 13 Jahre getüftelt haben. „Die Präzision war das Schwierigste“, sagt Wolfgang Pitz von EADS Astrium in Friedrichshafen. Das Unternehmen hat daher nicht nur die Spiegel sondern auch das Grundgerüst des Satelliten aus Siliciumcarbid gefertigt, einer keramischen Substanz, die sich bei Temperaturänderung fast nicht ausdehnt. „Das ist die größte Struktur aus diesem Material, die bisher ins All geschickt wurde“, sagt Pitz. „Und das Problem ist, dass das Zeug extrem spröde ist. Es bricht sehr leicht. Man muss es behandeln wie ein rohes Ei.“

          Nun ist das rohe Ei oben, aber die Zitterpartie ist noch nicht ganz vorbei. Einen Monat wird Gaia zu ihrem Beobachtungsposten unterwegs sein. „Wir haben da noch einige Schritte vor uns“, sagte Alvaro Gimenez, der Wissenschaftsdirektor der Esa. Denn erst, wenn das erste Sternenlicht in die Spiegel des Instruments gefallen ist und die Daten wie geplant zur Erde gefunkt sind, wird feststehen, dass es das große 3D-Bild der Milchstraße wirklich geben wird.

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