Mit ASTRO-F auf eine lange Forschungsreise in die Vergangenheit

Japanischer Infrarotsatellit auf der Suche nach der Entstehung von Galaxien sowie Sternen und Planeten in unserer Milchstraße

Die japanische Raumfahrtagentur JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency) startete am 21. Februar 2006 um 22.28 Uhr MEZ mit Erfolg den neuen hochentwickelten Infrarotsatelliten ASTRO-F an Bord einer M-V-8-Rakete vom japanischen Uchinoura Space Center

Nach gelungenem Start gaben die Japaner dem Satelliten liebevoll den Spitznamen „Akari“, was soviel wie „Licht“ bedeutet. Infrarotsatelliten ermöglichen das Erfassen kühler Objekte, einschließlich planetarer Systeme und interstellarer Staub- und Gaspartikel, oder weit entfernter Galaxien, die alle im sichtbaren Licht kaum zu beobachten sind. Mit Hilfe der Infrarotastronomie können auch die Geburt von Sternen und Galaxien, die in dieser Entwicklungsphase ihre Energie hauptsächlich im Infrarotbereich abstrahlen, mitverfolgt werden.

Am Himmelsforscher ASTRO-F waren außerdem die ESA, Großbritannien, die Niederlande und Südkorea beteiligt. ESA-Wissenschaftsdirektor Prof. David Southwood erklärte:

Der erfolgreiche Start von ASTRO-F/Akari ist ein wichtiger Meilenstein. 10 Jahre ist es nun her, dass unser Infrarot-Weltraumobservatorium ISO diesem Bereich der Astronomie neue Perspektiven erschlossen hat.

Missionsverlauf

Phase 1: In etwa zwei Wochen wird der Satellit eine polare Erdumlaufbahn in einer Höhe von 745 km erreichen, von wo aus er nach weiteren zwei Monaten voller System- und Leistungsüberprüfungen etwa ein halbes Jahr lang den gesamten Sternenhimmel in Augenschein nehmen und so weit entfernte und für unser Auge unsichtbare Vorgänge aufdecken wird, die uns mehr über Entstehung und Evolution unseres Universums verraten.

Phase 2: Auf den himmelumfassenden Rundumblick folgt eine zehnmonatige Beobachtungsphase, die der eingehenden Betrachtung Tausender ausgewählter astronomischer Beobachtungsziele vorbehalten ist und so den Wissenschaftlern Gelegenheit gibt, einzelne Objekte länger und genauer den entsprechenden Spektralanalysen zu unterziehen.

Phase 3: Das flüssige Helium, das zur Abkühlung des Teleskops und der Instrumente auf eine nur wenige Grad über dem absoluten Nullpunkt liegende Temperatur notwendig ist, wird bis zum Ende dieser zweiten Phase völlig aufgebraucht sein. In der darauf folgenden dritten Betriebsphase wird ASTRO-F weiterhin ausgewählte Himmelskörper ins Visier nehmen, allerdings nur noch mit seiner Infrarotkamera, die auf wenigen Wellenlängen arbeitet.

ASTRO-F-Auftrag

Der Satellit führt ein gekühltes Teleskop mit einer Apertur von 68,5 cm mit. Hinzu kommen zwei Instrumente, das Durchmusterungsgerät für das ferne Infrarot (FIS) für Wellenlänge 5,5 µm bis 180 µm und die Infrarot-Kamera (IRC) für die Beobachtung im nahen Infrarotbereich mit einer Wellenlänge von 1,7 µm bis 5,05 µm.

Gemeinsam ermöglichen diese beiden eine Durchmusterung des gesamten Himmels in sechs Wellenlängen. Sie werden außerdem eine detaillierte photometrische und spektroskopische Beobachtung ausgewählter astronomischer Zielobjekte über 13 Bänder im Wellenlängenbereich zwischen 2 und 180 µm gestatten. Im Verlauf dieser Durchmusterung wird ASTRO-F eine vollständige Infrarot-Karte unserer Galaxie mit ihren entstehenden Sternen erstellen, die nur im Infrarotbereich beobachtet werden können, da sie im sichtbaren Licht von dem sie umgebenden Staub verdeckt werden.

Außerdem soll der Infrarotsatellit tote Sterne in der Umgebung der Sonne sowie „Braune Zwerge“ aufspüren, die ihr schwaches Licht im Infrarotbereich aussenden, sowie nach Planetensystemen innerhalb einer Entfernung von 1.000 Lichtjahren von der Sonne suchen und somit Wissenschaftlern die Möglichkeit geben, aus den Staubscheiben und dem Gas, die diese „Protoplaneten“ umgeben, ihre Entstehung zu rekonstruieren. Die Himmelsdurchmusterung allein dürfte zur Aufspürung von rund einer Million Galaxien führen.

Darüber hinaus wird er in großem Maßstab die Struktur des Universums zurückverfolgen und dessen sich rasch von uns entfernende lichtstärkste Objekte sowie die Entstehung von Sternen in nahen und entfernten Galaxien beobachten. Während ausgewählter Beobachtungen wird der Satellit eine ganze Reihe von Strahlungsquellen umfassend und in mehreren Wellenlängenbereichen unter die Lupe nehmen, darunter Asteroiden des Sonnensystems, Braune Zwerge, Trümmeransammlungen und Sterne in unserer und in benachbarten Galaxien, und sich auch zahlreichen außergalaktischen Quellen widmen.

Europäische Kontrolle

Die ESA stellt mit ihrer Bodenstation im schwedischen Kiruna für tägliche Überflüge des Satelliten ihr Bodenstationsnetz zur Verfügung. Die Bodenstationsunterstützung der ESA wird vom Europäischen Raumflugkontrollzentrum (ESOC) geleitet. Das Europäische Weltraumastronomiezentrum der ESA (ESAC) ist für die Rekonstruktion der Blickrichtung und die Nutzerunterstützung während der europäischen Beobachtungszeiten zuständig.

Wann und wie sind Galaxien erstanden und wie haben sie sich weiterentwickelt, wie sieht es mit der Entstehung unserer Milchstraße aus? – viele Fragen, auf die uns der Hochleistungsinfrarotsatellit ASTRO-F vielleicht bald Antworten geben kann.