Multipixelfoto eines Exoplaneten: Sonde könnte sich erst auf Weg zusammensetzen

Mit Geld der NASA wird weiterhin daran geforscht, wie eine Sonde das erste richtige Foto eines Exoplaneten machen könnte. Der Weg dahin wäre unkonventionell.

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So gut könnte das gemachte Foto sein.

(Bild: Slava Turyshev)

Lesezeit: 3 Min.

Das erste Multipixelfoto eines Exoplaneten könnte von einer Sonde aufgenommen werden, die sich erst auf dem Weg zu ihrem Einsatzort selbst zusammenbaut. Zu diesem Ergebnis kommt ein Team von Ingenieuren und Forschern, die an dem von der NASA geförderten Konzept arbeiten. Die Sonde könnte demnach lediglich durch ein Sonnensegel auf die nötige Geschwindigkeit beschleunigt werden, um in wenigen Jahrzehnten an den Aufnahmeort zu rasen. Statt ein gigantisches Sonnensegel für das Weltraumteleskop mit einer Spiegelgröße von einem Meter zu entwickeln, sei es aber realistischer, mehrere Teilsonden mit eigenen Sonnensegeln zu beschleunigen, bevor die sich dann selbst zusammenzubauen. Dann könnte sie nach 30 Jahren beginnen, ein Foto zu machen und über Jahre hinweg die einzelnen Pixel aufnehmen.

Mit dem Vorschlag haben die Ingenieure offenbar die Lösung für ein weiteres Problem der nach Science-Fiction klingenden Mission gefunden. Vorgeschlagen hatte sie Slava Turyshev vom Jet Propulsion Laboratory der NASA. Nutzen will der dafür die Sonne als Gravitationslinse (Solar Gravitational Lens, SGL). Massereiche Objekte biegen laut Einsteins Relativitätstheorie quasi Lichtstrahlen, wie in einem Teleskop könne diese natürliche Linse trotzdem dazu genutzt werden, Aufnahmen weit entfernter Objekte wie Exoplaneten massiv zu verbessern. Die Forschung an dem Konzept wird von der NASA mit zwei Millionen US-Dollar finanziert. Ziel ist das erste Foto eines Exoplaneten, das solch einen Himmelskörper auf wenige oder wenige Dutzend Kilometer auflöst.

Wie die Gruppe um Turyshev jetzt erläutert, kann ein solches Teleskop nur per Sonnensegel auf die nötige Geschwindigkeit von 20 Astronomische Einheiten pro Jahr beschleunigt werden, um nach 30 Jahren mit der Aufnahme beginnen zu können. Da für die nötige Auflösung eine Spiegelfläche von einem Meter nötig wäre, sei das nicht realistisch, wenn die Sonde in einem Stück unterwegs ist. Deshalb schlagen sie vor, Cubesats zu entwickeln, die einzeln um die Sonne und dann mit Sonnensegeln Schwung holen können. Vor dem Marsorbit könnten sie die Sonnensegel dann abwerfen und sich automatisch koppeln. Zehnmal schneller als die Voyager-Sonden würden sie dann zu jener Region rasen, wo ein Multipixelfoto gemacht werden könnte. Das wäre ab etwa 650 AE bis 900 AE Distanz möglich, der Sonde blieben etwa zehn Jahre für die Aufnahme.

Man sei sich bewusst, dass die Architektur fundamental anders funktioniere, als bisherige Weltraumforschung, schreiben die Autoren. Gleichzeitig unterstreiche ihr Bericht einmal mehr, dass die vorgestellte Mission für die Erstellung des ersten Fotos eines Exoplaneten unter Rückgriff auf die Sonne als Gravitationslinse "technisch machbar" ist. Sie beruhe auf den Fortschritten unter anderem bei der Miniaturisierung. Natürlich sei solch eine Mission eine Herausforderung, der wissenschaftliche Wert des auf diesem Weg gemachten Fotos wäre aber auch "beispiellos" und vergleichbar zu einer wirklichen interstellaren Mission zu einem anderen Sternsystem, die mit gegenwärtiger Technik nicht durchführbar wäre. Die mögliche Entdeckung von außerirdischem Leben sollte jedenfalls ein zwingendes Argument für die Weiterverfolgung sein, meinen sie noch. Ihre Studie steht auf Arxiv.

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(mho)