Biegsamer Spiegel blickt tief ins All
Mit einem CubeSat wird Technik getestet, die ganz neue Teleskope ermöglichen könnte.
(Bild: Blue Canyon Technologies)
- Erin Winick
In den gigantischen Außmaßen des Weltraums zählt für Astronomen jedes Detail. Ein demnächst startendes Projekt des Massachusetts Institute of Technology (MIT) demonstriert das hervorragend. Die Deformable Mirror Demonstration Mission, kurz DeMi, schickt einen Minisatelliten, einen CubeSat, ins All, der mit einem neuartigen Teleskopspiegel versehen ist. Die DeMi wird noch in diesem Jahr starten und könnte dabei unterstützen, künftige Satelliten mit Werkzeugen auszurüsten, die helfen könnten, jene Exoplaneten zu finden, auf denen Leben am wahrscheinlichsten ist.
Die Besonderheit des Spiegels lässt sich nur aus nächster Nähe feststellen. Hinter einer reflektierenden Oberfläche sitzen 140 winzige Stellantriebe, die es dem Spiegel erlauben, sich zu verbiegen und anzupassen. Das soll dabei helfen, klarere Lichtleseleistungen zu erzielen, bei denen die Photonen von außerhalb unseres Sonnensystems kommen.
Diese Technik ist notwendig, weil die Bedingungen im Orbit für das Material sehr hart sind. Ein Teil des Satelliten kann brennend heiß im Sonnenlicht stehen, während ein anderer im Schatten eiskalt ist. Mit den Temperaturveränderungen ändern die Bauteile ihre Größe und sie bewegen sich. Rotations- und Steuerbewegungen können zudem Vibrationen einführen. "All diese Störungen sorgen für diese winzigen kleinen Flecken, die man in den Bildern dann sieht", sagt Kerri Cahoy, Juniorprofessorin für Aero- und Astronautik am MIT.
Bildfehler ausgleichen
Um das Problem zu lösen, könne der Spiegel Bildfehler erkennen und sich verbiegen, um sie zu korrigieren. Dazu wird das eintreffende Licht analysiert. Platinen schicken das Signale zu Stäben weiter, die die Form des Spiegels entsprechend anpassen. Dazu ist keine große Bewegung notwendig – es reichen 10 bis 20 Nanometer.
Doch diese winzigen Veränderungen können jegliche Lichtverzerrung, die das Teleskop aufnimmt, bekämpfen. "Eine der netten Dinge im Zusammenhang mit dieser Technik ist der hochwertige Kontrast", meint Paula do Vale Pereira, eine MIT-Doktorandin, die für den mechanischen Teil verantwortlich zeichnete.
Forscher könnten auch noch eine größere Variante des wandelbaren Spiegels verwenden, um noch bessere Sternenbilder zu erzeugen, Licht anderer Sterne zu blockieren und nahe Exoplaneten aufzunehmen. Der Spiegel wird auch dabei helfen, das Licht klarer aufzunehmen, um ein Spektrum der Gase eines Planeten festzustellen. Dies erlaubt dann eine Analyse der Zusammensetzung der Atmosphäre, wie Cahoy sagt. Das wiederum würde uns ein insgesamt klareres Bild geben, was es außerhalb unseres Sonnensystems zu sehen gibt.
Ab ins All
Noch ist DeMi nur ein Test, um sicherzustellen, dass der Spiegel auch im All arbeitet. Spätere Missionen mit größeren Varianten werden nach Gasen wie Kohlenstoff oder Wasserspuren Ausschau halten, um potenzielles Leben zu entdecken.
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Die Technik mag neu im Weltraum sein, auf der Erde kennt man sie schon länger. Dort werden anpassbare Spiegel benutzt, um Abbildungsfehler aufgrund unserer eigenen Atmosphäre zu vermeiden. Auf dem Erdboden angebrachte Observatorien nutzen Spiegel, die sich pro Sekunde vielmals anpassen, um darauf zu reagieren, wie Wind und Atmossphärengase das Licht beeinflussen.
Schließlich werden die Daten dieses kleinen Experiments wohl künftige neue Weltraumteleskope bauen helfen. Das nächste wird wohl in der Lage sein, Planeten auf Leben zu untersuchen, indem das Spektrum eingefangen wird.
(bsc)
