Spitzer-Weltraumteleskop

Das Spitzer-Weltraumteleskop wird heute am 30.01.2020 abgeschaltet. Das wurde bereits Ende Mai des letzten Jahres bekannt. Was das SST geleistet hat, und wie die letzte Missionsphase im Zusammenhang mit dem James-Webb-Weltraumteleskop JWST steht, dazu jetzt. Das Spitzer-Weltraumteleskop wurde nach Astrophysiker Lyman Spitzer benannt.

Das Teleskop

Das Spitzer-Weltraumteleskop (SST) ist ein Infrarotteleskop und arbeitet auf den Wellenlängen von 3 bis 180 µm. Mit dem Spitzer-Weltraumteleskop kann man besser protoplanetare Scheiben erkennen, in Sternentstehungsgebieten vordringen oder durch interstellare Wolken besser durchschauen, außerdem kann man mit Spitzer theoretisch besser Rote Zwerge, oder Braune Zwerge, aber auch ganz andere Objekte wie Galaxienkerne, weitentfernte Galaxien mit starker Rotverschiebung entdecken. Der Vorteil von dem infraroten, langwelligeren Licht ist, dass dieses Licht nicht so einfach gestreut, geblockt oder abgelenkt werden kann, so kann Spitzer ja auch teilweise durch diese interstellaren Wolken aus Staub und Gas blicken.

Verschiedene Aufnahmen, die alle von Spitzer stammen.
Bildquelle: http://photojournal.jpl.nasa.gov/jpeg/PIA19872.jpg

Das Herzstück des Teleskops besteht aus einem 85-Zentimeter-Hauptspiegel, einem kleineren Nebenspiegel aus Beryllium. An Bord befinden sich drei verschiedene Instrumente als Detektoren:

  • IRAC: (von Infrared Array Camera), das sind vier Infrarotkameras, die simultan vier verschiedene Bereiche mit den Wellenlängen 3,6; 4,5; 5,8 und 8 µm aufnehmen können. Das Gesichtsfeld beträgt 5,12 mal 5,12 Bogenminuten.
  • IRS (von Infrared Spectrograph), ein Infrarotspektrometer, die in vier verschiedenen Wellenlängen arbeiten. (von 5,3 bis 14 µm und von 14 bis 40 µm niedrig auflösend; von 10 bis 19,5 und von 19 bis 37 µm hochauflösend)
  • MIPS (von Multiband Imaging Photometer for Spitzer) ist hauptsächlich für das Ferne Infrarot zuständig, so ist es aus drei Detektorfeldern, die bis zu 160 µm ausgelegt sind. Sen Gesichtsfeld beträgt bei kürzeren Wellenlängen 5 mal 5 Wellenlängen und bei längeren Wellen 5 mal 0,5 Bogenminuten.

Um die störenden Wärmeeinstrahlungen von der Erde zu verhindern, wurde seine so Position ausgewählt, dass Spitzer für die Kommunikation nicht allzu weit weg ist, und nicht allzu nah zur Erde. Spitzer soll sich so also um eine Bahn um die Sonne, also heliozentrisch, bewegen. Auch wurde das Teleskop und die Instrumente mit flüssigem Helium auf etwa 5,5 K runtergekühlt, was nahe dem absoluten Nullpunkt ist. Das integrierte Hitzeschild hält die Wärme von der Sonne dem Teleskop fern und auch wärmere Teile der Raumsonde auch.

Der Start

Das SST, zu Zeiten des Starts noch SIRTF (Space Infrared Telescope Facility) startete am 25. August 2003 mit einer Delta II 7920H. Eine Delta II 7920H besitzt 8 Booster und laufen mit Wasserstoff, darauf weit das „H“ hin. Es war ein Nachtstart für Spitzer und bei uns war es noch 07:35 MESZ. Der Start lief reibungslos ab. Das Ziel von Spitzer, der Zielorbit ist ein heliozentrischer Orbit und es fiel nach dem Start allmählich von der Erde zurück. So entfernt sich Spitzer der Erde und somit beschränkt sich die Kommunikationszeit. Die Kommunikationszeit beschränkt sich in den letzten Monaten auch, weil die Erde inzwischen von Spitzer aus gesehen einen nahen Winkel zur Sonne hat, so kann man Spitzer nur kurz zur Erde ausrichten und Daten austauschen, weil dabei die Sonneneinstrahlung nicht mehr auf die Solarzellen trifft und außerdem sich die Raumsonde wegen der Stellung erwärmt. Wie auch immer, der Start war supi!

Missionsverlauf

Ursprünglich war bloß eine Missionsdauer von 2,5 Jahre angesetzt. Diese wurde nun bei weitem übertroffen. Vom Startdatum bis zum heutigen Datum vergingen 6 002 Tage, oder 16 Jahre, 5 Monate und 5 Tage. Weil eine solange Betriebsdauer gar nicht vorgesehen war, war bis zum 15. Mai 2009 das flüssige Helium langsam ins All diffundiert oder aufgebraucht. Seitdem war der Betrieb von einigen wesentlichen Instrumenten, aufgrund der höheren Temperatur von 31 K nicht mehr möglich. Lediglich der Betrieb von zweien der vier IRAC-Kameras war mehr möglich. Deshalb unterscheidet man zwischen der Spitzer Cold Mission, und auch der primären Mission, und der Spitzer Warm Mission.

Gegenwärtig ist das Spitzer-Weltraumteleskop etwa 265,7 Mio. km von der Erde entfernt (30.01.2020, 19:09)

Spitzer Cold Mission

Milchstraße
Ein Bild aus der Region des Zentrum der Galaxie
Bildquelle: © Nasa/ JPL-Caltech/ Susan Stolovy (SSC/Caltech) et al.
News um das Bild: http://www.spitzer.caltech.edu/news/227-ssc2006-02-Spitzer-Captures-Our-Galaxy-s-Bustling-Center
  • Herbst 2005: Man erhielt aus einer Aufnahme im Sternbild Drache, nach der Ausfilterung störender Quellen, z.B. naheliegende Galaxien, ein Bild des frühen Universums, welches mit den gängigen Theorien übereinstimmte.
  • Frühjahr 2006: Durch Kombination (Stacking) mehrerer Tausend Einzelaufnahmen ein Bild mit hoher Qualität vom Zentrum der Milchtraße, das hätte man mit dem HST (Hubble-Weltraumteleskop) nicht machen können, da das sichtbare Licht im Bereich vom HST nicht durch die interstellaren Wolken zum Zentrum der Galaxie vordringen kann.
  • Nach Oktober 2006: Mithilfe von Aufnahmen aus Oktober 2006 konnte man eine recht gute Temperaturkarte, ähnlich einem Bild aus einer Wärmebildkamera, von HD 189733b erstellen.
  • Mai 2007: Spitzer hat eine Menge bis dato noch unbekannte Zwerggalaxien im Coma-Cluster, in etwa 320 Millionen LJ Entfernung, nachweisen können. (Im Sternbild Haar der Berenike)
  • Ab Februar 2007: Nachdem man im Februar noch kein Wasser auf HD 189733b nachweisen konnte, gelang ein Nachweis im Juli 2007, und im Dezember 2008 ein eindeutigerer Nachweis.
  • Frühjahr 2008: Bei AA Tauri wurde eine protoplanetare Scheibe entdeckt, die auch organisches Material enthielt, außerdem wurde bei HD 189733b Methangas in der Atmosphäre nachgewiesen.
  • Dezember 2008: Eine eindrucksvolle Aufnahme zeigt die Zerstörung der protoplanetaren sehr junger Sterne durch den Sonnenwind von nahen massereichen Sternen.

Spitzer Warm Mission

  • Oktober 2009: Ein sehr dünner Ring wurde erstmals um Saturn entdeckt. Er ist viel dünner und größer als die anderen Saturnringe, der Ring geht bis ins Mondsystem, z.B. an die Bahnen von Iapetus.
  • März 2010: Zwei „urtümliche“ Schwarze Löcher wurden in 12,7 Mrd. LJ entdeckt. Urtümliche Schwarze Löcher sind vermutlich nicht von Staubtori (Singular: Staubtorus, diese Donut-Form) umgeben, wie die meisten später entstandenen Quasare.
  • Juli 2010: Es wurden erstmals Fullerene, das ist eine Kohlenstoffmodifikation im Kosmos nachgewiesen, genauer: im Planetarischen Nebel Tc 1.
  • Juli 2012: Mit dem Spitzer-Weltraumteleskop wurde um Gliese 436 zwei Planeten festgestellt. Gliese 436b ist ein Planet, der nur 2/3 Größe der Erde hat. Seine geschätzte Effektive Oberflächentemperatur beträgt etwa 600 °C.

Nachtrag: Mysteriös, das Exoplanetenarchiv meldet, dass Gliese 436b scheinbar ein Neptun-ähnlicher ist.

Andere Infrarot-Weltraumteleskope

z.B.: das Hubble-Weltraumteleskop (Nahes Infrarot), IRAS (Infrared Astronomical Satellite, ISO (Infrared Space Observatory), Herschel-Weltraumteleskop, und auch das JWST (James-Webb-Weltraumteleskop).

Quellen:
https://de.wikipedia.org/wiki/Spitzer-Weltraumteleskop
https://exoplanetarchive.ipac.caltech.edu/
http://www.spitzer.caltech.edu/

Tschüss, Spitzer! ☺

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