Der Transiting Exoplanet Survey Satellite (kurz TESS) ist die bevorstehende Mission der NASA, die etwa 200.000 Sterne nach Anzeichen von Exoplaneten durchsuchen wird.

Auf eine Notiz! Exoplaneten oder extrasolare Planeten sind Planeten außerhalb des Sonnensystems. Die Untersuchung dieser Himmelsobjekte war Forschern lange Zeit unzugänglich – im Gegensatz zu den Sternen sind sie zu klein und zu dunkel.

Der Suche nach Exoplaneten mit erdähnlichen Bedingungen hat die NASA ein ganzes Programm gewidmet. Es besteht aus drei Stufen. Principal Investigator, George Reeker vom Institut für Astrophysik und Weltraumforschung. Kavli nannte das Projekt „die Mission des Jahrhunderts“.

Der Satellit wurde 2006 als Mission vorgeschlagen. Gesponsert wurde das Startup von so namhaften Unternehmen wie der Kavli Foundation, Google und auch das Massachusetts Institute of Technology unterstützte die Initiative.

2013 wurde TESS in das NASA Explorer-Programm aufgenommen. TESS ist auf 2 Jahre ausgelegt. Es wird erwartet, dass das Raumschiff im ersten Jahr die südliche Hemisphäre und im zweiten die nördliche Hemisphäre erkunden wird.

„TESS sieht die Entdeckung von Tausenden von Exoplaneten aller Größen vor, darunter Dutzende von vergleichbarer Größe wie die Erde“, sagte das Massachusetts Institute of Technology (MIT), das die Mission leitet, in einer Erklärung.

Ziele und Ziele des Teleskops

Der Satellit ist eine Erweiterung der erfolgreichen Mission des Keppler-Weltraumteleskops der NASA, die 2009 gestartet wurde.
Wie Kepler wird TESS auf der Grundlage von Änderungen in der Helligkeit der Sterne suchen. Wenn ein Exoplanet vor einem Stern vorbeizieht (Transit genannt), verdeckt er teilweise das vom Stern ausgestrahlte Licht.

Diese Helligkeitseinbrüche können darauf hindeuten, dass ein oder mehrere Planeten um den Stern kreisen.

Im Gegensatz zu Keppler wird sich die neue Mission jedoch auf Sterne konzentrieren, die 100-mal heller sind, diejenigen auswählen, die für eine detaillierte Untersuchung am besten geeignet sind, und Ziele für zukünftige Missionen identifizieren.

TESS wird den Himmel scannen, der in 26 Sektoren von 24 mal 96 Grad unterteilt ist. Leistungsstarke Kameras auf dem Raumschiff erfassen die kleinsten Veränderungen des Sternenlichts in jedem Sektor.

Projektmanager Riker merkte an, dass das Team während der Mission erwartet, mehrere tausend Planeten zu entdecken. „Diese Aufgabe ist umfassender, sie geht über den Nachweis von Exoplaneten hinaus. Bilder von TESS werden eine Reihe von Entdeckungen in der Astrophysik machen“, fügte er hinzu.

Merkmale und Eigenschaften

Das TESS-Teleskop ist fortschrittlicher als sein Vorgänger, das Keppler-Teleskop. Sie haben das gleiche Ziel, beide verwenden eine "Transit"-Suchtechnik, aber die Möglichkeiten sind unterschiedlich.

Keppler erkannte mehr als zweitausend Exoplaneten und verbrachte seine Hauptmission damit, einen schmalen Fleck am Himmel zu beobachten. TESS hat ein fast 20-mal größeres Sichtfeld, wodurch mehr Himmelsobjekte erkannt werden können.

Der nächste Stab in der Erforschung von Exoplaneten wird das James-Webb-Weltraumteleskop sein.

Webb wird von TESS identifizierte Objekte detaillierter auf Wasserdampf, Methan und andere atmosphärische Gase scannen. Es soll 2019 in die Umlaufbahn gebracht werden. Diese Mission sollte die letzte sein.

Ausrüstung

Laut NASA verfügt das solarbetriebene Raumschiff über vier optische Weitwinkelteleskope, sogenannte Refraktoren. Jedes der vier Geräte verfügt über eingebaute Halbleiterkameras mit einer Auflösung von 67,2 Megapixeln, die im Spektralbereich von 600 bis 1000 Nanometer arbeiten können.

Moderne Geräte sollten einen weiten Blick auf den gesamten Himmel ermöglichen. Zwischen 27 und 351 Tage lang werden die Teleskope einen bestimmten Standort beobachten und dann zum nächsten übergehen, wobei sie über einen Zeitraum von zwei Jahren nacheinander beide Hemisphären passieren.

Die Überwachungsdaten werden verarbeitet und drei Monate lang an Bord des Satelliten gespeichert. Das Gerät wird nur solche Daten zur Erde übertragen, die von wissenschaftlichem Interesse sein könnten.

Umkreisen und starten

Eine der schwierigsten Aufgaben für das Team war die Berechnung einer eindeutigen Umlaufbahn für das Raumschiff.

Das Gerät wird in eine hohe elliptische Umlaufbahn um die Erde geschossen – es wird die Erde zweimal in der Zeit umrunden, bis der Mond einen Kreis schließt. Diese Art der Umlaufbahn ist die stabilste. Es gibt keinen Weltraumschrott und keine starke Strahlung, die den Satelliten lahmlegen könnte. Das Gerät tauscht problemlos Daten mit Bodendiensten aus.

Starttermine

Es gibt jedoch auch ein Minus - eine solche Flugbahn schränkt die vorübergehenden Möglichkeiten des Starts ein: Sie muss mit der Umlaufbahn des Mondes synchronisiert werden. Das Schiff hat ein kleines "Fenster" - von März bis Juni - wenn dieser Zeitraum versäumt wird, kann die Mission die geplanten Aufgaben nicht erfüllen.

1. Laut dem veröffentlichten Budget der NASA wird die Wartung des Exoplanetenteleskops im Jahr 2018 die Agentur fast 27,5 Millionen US-Dollar kosten, bei Gesamtprojektkosten von 321 Millionen US-Dollar.
2. Das Raumschiff wird in einer nie zuvor benutzten Umlaufbahn rotieren. Die elliptische Umlaufbahn, genannt P/2, ist genau die Hälfte der Umlaufzeit des Mondes. Das bedeutet, dass TESS alle 13,7 Tage eine vollständige Umdrehung um die Erde machen wird.
3. Um das Recht, einen Satelliten zu starten, hielt der Luft- und Raumfahrtkonzern von Elon Musk der ernsthaften Konkurrenz mit Boeng stand. Statistik und NASA waren auf der Seite
4. Die Entwicklung der Instrumente – von Bordteleskopen bis hin zu optischen Empfängern – wurde von Google finanziert.

TESS wird voraussichtlich Tausende von Exoplaneten-Kandidaten entdecken. Dies wird Astronomen helfen, die Struktur von Planetensystemen besser zu verstehen und Einblicke in die Entstehung unseres Sonnensystems zu geben.

Es ist unmöglich zu bekommen. Deshalb werden Teleskope ins All geschossen.

Alle diese Geräte haben unterschiedliche "Vision". Einige Arten von Teleskopen untersuchen Weltraumobjekte im Infrarot- und Ultraviolettbereich, andere im Röntgenbereich. Dies ist der Grund für die Schaffung immer fortschrittlicherer Weltraumsysteme für Deep Learning.

Hubble-Weltraumteleskop

Teleskop "Kepler" (Kepler)

Das Kepler-Teleskop wurde am 6. März 2009 von der NASA gestartet. Sein besonderer Zweck ist die Suche nach Exoplaneten. Die Aufgabe des Teleskops besteht darin, die Helligkeit von mehr als 100.000 Sternen 3,5 Jahre lang zu beobachten, in denen es die Anzahl der Planeten bestimmen muss, ähnlich denen, die sich in einer für das Leben geeigneten Entfernung von ihren Sonnen befinden. Erstellen Sie eine detaillierte Beschreibung dieser Planeten und ihrer Bahnformen, studieren Sie die Eigenschaften von Sternen mit Planetensystemen und vieles mehr. Bis heute hat Kepler fünf Sternensysteme und Hunderte neuer Planeten identifiziert, von denen 140 in ihren Eigenschaften ähnlich sind

• Übersetzung

Beispiele für Teleskope (in Betrieb seit Februar 2013), die bei Wellenlängen über das gesamte elektromagnetische Spektrum arbeiten. Observatorien befinden sich über oder unter dem Teil des Spektrums, den sie normalerweise beobachten.

Als das Hubble-Weltraumteleskop 1990 gestartet wurde, wollten wir damit eine ganze Wagenladung Messungen durchführen. Wir würden einzelne Sterne in fernen Galaxien sehen, die wir vorher noch nicht gesehen hatten; das tiefe Universum auf eine Weise zu vermessen, die vorher nicht möglich war; spähen Sie in Sternentstehungsregionen und sehen Sie Nebel in beispielloser Auflösung; Erfassen Sie Ausbrüche auf den Monden von Jupiter und Saturn detaillierter als je zuvor. Aber die größten Entdeckungen – Dunkle Energie, supermassive Schwarze Löcher, Exoplaneten, protoplanetare Scheiben – waren unvorhergesehen. Wird sich dieser Trend mit den Teleskopen von James Webb und WFIRST fortsetzen? Unser Leser fragt:

Ohne über eine radikal neue Physik zu phantasieren, welche Ergebnisse von Webb und WFIRST werden Sie am meisten überraschen?

Um eine solche Vorhersage treffen zu können, müssen wir wissen, zu welchen Messungen diese Teleskope in der Lage sind.



Das fertiggestellte und gestartete James-Webb-Teleskop aus der Sicht eines Künstlers. Achten Sie auf den fünfschichtigen Schutz des Teleskops vor der Hitze der Sonne

James Webb ist ein Weltraumteleskop der neuen Generation, das im Oktober 2018 gestartet werden soll Übers.]. Sobald es vollständig in Betrieb genommen und abgekühlt ist, wird es das leistungsstärkste Observatorium in der Geschichte der Menschheit sein. Sein Durchmesser wird 6,5 m betragen, die Leuchtkraft wird Hubble um das Siebenfache übertreffen und die Auflösung wird fast dreimal so hoch sein. Es wird Wellenlängen von 550 bis 30.000 nm abdecken – von sichtbarem Licht bis Infrarot. Es wird in der Lage sein, die Farben und Spektren aller beobachtbaren Objekte zu messen und den Nutzen fast jedes Photons, das in es eintritt, an seine Grenzen zu bringen. Seine Position im Weltraum ermöglicht es uns, alles innerhalb des von ihm wahrgenommenen Spektrums zu sehen, und nicht nur die Wellen, für die die Atmosphäre teilweise transparent ist.

Das Konzept des WFIRST-Satelliten, dessen Start 2024 geplant ist. Es muss uns die genauesten Messungen der Dunklen Energie und anderer unglaublicher kosmischer Entdeckungen liefern.

WFIRST ist die Flaggschiff-Mission der NASA für die 2020er Jahre und soll derzeit 2024 starten. Das Teleskop wird nicht groß sein, Infrarot, wird nichts anderes abdecken als das, was Hubble nicht kann. Er wird es einfach besser und schneller machen. Wie viel besser? Hubble, das einen bestimmten Bereich des Himmels untersucht, sammelt Licht aus dem gesamten Sichtfeld und kann Nebel, Planetensysteme, Galaxien und Galaxienhaufen fotografieren, indem es einfach viele Bilder sammelt und zusammenfügt. WFIRST wird dasselbe tun, jedoch mit einem 100-mal größeren Sichtfeld. Mit anderen Worten, alles, was Hubble kann, kann WFIRST 100-mal schneller. Wenn wir dieselben Beobachtungen nehmen, die während des Hubble eXtreme Deep Field Experiments gemacht wurden, als Hubble denselben Teil des Himmels 23 Tage lang beobachtete und dort 5500 Galaxien fand, dann würde WFIRST in dieser Zeit mehr als eine halbe Million finden.

Bild vom Hubble eXtreme Deep Field-Experiment, unserer bisher umfassendsten Beobachtung des Universums

Aber am meisten interessieren uns nicht die uns bekannten Dinge, die wir mit Hilfe dieser beiden schönen Observatorien entdecken werden, sondern die Dinge, über die wir noch nichts wissen! Um diese Entdeckungen zu erwarten, braucht es vor allem eine gute Vorstellungskraft, eine Vorstellung davon, was wir noch finden können, und ein Verständnis für die technische Empfindlichkeit dieser Teleskope. Damit das Universum unser Denken revolutionieren kann, ist es überhaupt nicht notwendig, dass sich die von uns entdeckten Informationen radikal von dem unterscheiden, was wir wissen. Und hier sind sieben Kandidaten für das, was James Webb und WFIRST entdecken können!

Größenvergleich neu entdeckter Planeten, die den schwach roten Stern TRAPPIST-1 umkreisen, mit den galiläischen Monden des Jupiter und des inneren Sonnensystems. Alle um TRAPPIST-1 herum gefundenen Planeten sind ähnlich groß wie die Erde, aber der Stern nähert sich nur der Größe von Jupiter.

1) Sauerstoffreiche Atmosphäre in einer potentiell bewohnbaren, erdgroßen Welt. Vor einem Jahr war die Suche nach erdgroßen Welten in den bewohnbaren Zonen sonnenähnlicher Sterne auf ihrem Höhepunkt. Aber die Entdeckung von Proxima b und der sieben erdgroßen Welten um TRAPPIST-1, erdgroße Welten, die kleine rote Zwerge umkreisen, hat einen Sturm erbitterter Kontroversen ausgelöst. Wenn diese Welten bewohnt sind und eine Atmosphäre haben, dann legt die vergleichsweise große Größe der Erde im Vergleich zur Größe ihrer Sterne nahe, dass wir während des Transits in der Lage sein werden, den Inhalt ihrer Atmosphäre zu messen! Die absorbierende Wirkung von Molekülen – Kohlendioxid, Methan und Sauerstoff – könnte der erste indirekte Beweis für Leben sein. James Webb wird es sehen können und die Ergebnisse könnten die Welt schockieren!

Das Big Rip-Szenario wird sich abspielen, wenn wir im Laufe der Zeit eine Zunahme der Stärke der dunklen Energie feststellen

2) Beweise für die Vergänglichkeit der Dunklen Energie und den möglichen Beginn des Big Rip. Eines der wichtigsten wissenschaftlichen Ziele von WFIRST ist die Beobachtung von Sternen in sehr großen Entfernungen auf der Suche nach Typ-Ia-Supernovae. Dieselben Ereignisse ermöglichten es uns, dunkle Energie zu entdecken, aber anstelle von Dutzenden oder Hunderten wird sie Informationen über Tausende von Ereignissen sammeln, die sich in großen Entfernungen befinden. Und es wird uns ermöglichen, nicht nur die Expansionsrate des Universums zu messen, sondern auch die Veränderung dieser Rate im Laufe der Zeit mit einer zehnmal höheren Genauigkeit als heute. Wenn die dunkle Energie um mindestens 1 % von der kosmologischen Konstante abweicht, werden wir sie finden. Und wenn es nur 1% mehr Modul als der negative Druck der kosmologischen Konstante ist, wird unser Universum mit einem großen Riss enden. Das wird definitiv eine Überraschung sein, aber wir haben nur ein Universum und wir sollten uns anhören, was sie bereit ist, über sich selbst zu verkünden.

Die entfernteste bisher bekannte Galaxie, bestätigt von Hubble durch Spektroskopie, ist für uns so sichtbar, wie sie war, als das Universum nur 407 Millionen Jahre alt war

3) Sterne und Galaxien aus früheren Zeiten als unsere Theorien vorhersagen. James Webb wird mit seinen Infrarotaugen in die Vergangenheit blicken können, als das Universum 200 bis 275 Millionen Jahre alt war – nur 2 % seines heutigen Alters. Dies sollte die meisten der ersten Galaxien und die späte Entstehung der ersten Sterne abdecken, aber wir können auch Hinweise darauf finden, dass frühere Generationen von Sternen und Galaxien noch früher existierten. Wenn sich das so herausstellt, bedeutet dies, dass das Gravitationswachstum vom Zeitpunkt des Auftretens des kosmischen Mikrowellenhintergrunds (380.000 Jahre) bis zur Entstehung der ersten Sterne irgendwie schief gelaufen ist. Das wird bestimmt eine interessante Herausforderung!

Der Kern der Galaxie NGC 4261 zeigt, wie die Kerne einer großen Anzahl von Galaxien, sowohl im Infrarot- als auch im Röntgenbereich Anzeichen für die Anwesenheit eines supermassereichen Schwarzen Lochs

4) Supermassive Schwarze Löcher, die vor den ersten Galaxien erschienen. Bereits in den entlegensten Momenten der Vergangenheit, die wir messen konnten, vor der Zeit, als das Universum etwa eine Milliarde Jahre alt war, enthalten Galaxien supermassive Schwarze Löcher. Die Standardtheorie besagt, dass diese Schwarzen Löcher aus den ersten Generationen von Sternen entstanden sind, die miteinander verschmolzen und in das Zentrum von Haufen fielen, dann Materie ansammelten und sich in supermassereiche Schwarze Löcher verwandelten. Die übliche Hoffnung besteht darin, eine Bestätigung dieses Musters und Schwarze Löcher in den frühen Stadien des Wachstums zu finden, aber es wird eine Überraschung sein, wenn wir sie in diesen sehr frühen Galaxien bereits vollständig ausgebildet finden. James Webb und WFIRST werden in der Lage sein, Licht auf diese Objekte zu werfen, und es wird ein ernsthafter wissenschaftlicher Durchbruch sein, sie in irgendeiner Form zu finden!

Von Kepler entdeckte Planeten, sortiert nach Größe, Stand Mai 2016, als sie die größte Stichprobe neuer Exoplaneten veröffentlichten. Die häufigsten Welten sind etwas größer als die Erde und etwas kleiner als Neptun, aber Welten mit geringer Masse sind für Kepler möglicherweise einfach nicht sichtbar.

5) Exoplaneten mit geringer Masse, die nur 10 % der Erde ausmachen, sind möglicherweise die häufigsten. Das ist die Spezialität von WFIRST: die Suche nach Mikrolinsen über große Bereiche des Himmels. Wenn ein Stern vor einem anderen Stern vorbeizieht, erzeugt die Krümmung des Raums aus unserer Sicht einen Vergrößerungseffekt mit einer vorhersehbaren Zunahme und anschließenden Abnahme der Helligkeit. Das Vorhandensein von Planeten in dem System, das im Vordergrund war, wird das Lichtsignal verändern und es uns ermöglichen, sie mit verbesserter Genauigkeit zu erkennen, indem wir Massen erkennen, die kleiner sind als jede andere Methode. Mit WFIRST werden wir alle Planeten bis hinunter zu 10 % der Erdmasse untersuchen, ein Planet in Marsgröße. Sind marsähnliche Welten häufiger als erdähnliche? WFIRST kann uns helfen, es herauszufinden!

Eine Illustration von CR7, der ersten bekannten Galaxie mit Sternen der Population III, den ersten Sternen im Universum. James Webb kann ein echtes Foto dieser und anderer solcher Galaxien machen

6) Die ersten Sterne könnten massereicher sein als die, die jetzt existieren. Durch das Studium der ersten Sterne wissen wir bereits, dass sie sich stark von den heutigen unterscheiden: Sie bestanden zu fast 100 % aus reinem Wasserstoff und Helium, ohne andere Elemente. Aber auch andere Elemente spielen eine wichtige Rolle bei der frühzeitigen Kühlung, Bestrahlung und Verhinderung übergroßer Sterne. Der größte heute bekannte Stern befindet sich im Tarantelnebel und hat die 260-fache Masse der Sonne. Aber im frühen Universum könnte es Sterne geben, die 300-, 500- und sogar 1000-mal schwerer sind als die Sonne! James Webb sollte uns die Gelegenheit geben, das herauszufinden, und er kann uns etwas Erstaunliches über die frühesten Sterne im Universum erzählen.

Der Gasausfluss in Zwerggalaxien erfolgt während der aktiven Sternentstehung, wodurch gewöhnliche Materie wegfliegt und dunkle Materie zurückbleibt.

7) Dunkle Materie dominiert die ersten Galaxien möglicherweise nicht so sehr wie heute. Wir werden wahrscheinlich endlich in der Lage sein, Galaxien in entfernten Teilen des Universums zu vermessen und festzustellen, ob sich das Verhältnis von gewöhnlicher Materie zu dunkler Materie ändert. Mit der intensiven Bildung neuer Sterne fließt gewöhnliche Materie aus der Galaxie, es sei denn, die Galaxie ist sehr groß – was bedeutet, dass in frühen, schwachen Galaxien mehr normale Materie im Verhältnis zu dunkler Materie vorhanden sein sollte als in schwachen Galaxien, die es nicht sind weit weg von uns. Eine solche Beobachtung würde das aktuelle Verständnis der Dunklen Materie bestätigen und die Theorien der modifizierten Gravitation treffen; die gegenteilige Beobachtung könnte die Theorie der Dunklen Materie widerlegen. James Webb wird damit umgehen können, aber die gesammelten Beobachtungsstatistiken von WFIRST werden wirklich alles klären.

Die Vorstellung eines Künstlers, wie das Universum aussehen könnte, als die ersten Sterne entstanden

All dies sind nur Möglichkeiten, und es gibt zu viele solcher Möglichkeiten, um sie hier aufzulisten. Der springende Punkt beim Beobachten, Sammeln von Daten und wissenschaftlicher Forschung ist, dass wir nicht wissen, wie das Universum funktioniert, bis wir die richtigen Fragen stellen, die uns dabei helfen, es herauszufinden. James Webb wird sich auf vier Hauptthemen konzentrieren: Erstes Licht und Reionisierung, Galaxienansammlung und -wachstum, Sternengeburt und Planetenentstehung sowie die Suche nach Planeten und den Ursprung des Lebens. WFIRST wird sich auf Dunkle Energie, Supernovae, Baryonen-Akustik-Oszillationen, Exoplaneten – sowohl Mikrolinsen- als auch Direktbeobachtung – und Beobachtungen großer Bereiche des Himmels im nahen Infrarot konzentrieren, was die Möglichkeiten früherer Observatorien wie 2MASS und WISE bei weitem übersteigen wird.

All-Sky-Infrarotkarte, aufgenommen von der Raumsonde WISE. WFIRST wird die für WISE verfügbare räumliche Auflösung und Schärfentiefe bei weitem übertreffen, sodass wir tiefer und weiter schauen können.

Wir haben ein erstaunlich gutes Verständnis des heutigen Universums, aber die Fragen, die James Webb und WFIRST beantwortet bekommen werden, werden erst heute gestellt, basierend auf dem, was wir bereits gelernt haben. Es mag sich herausstellen, dass es an all diesen Fronten keine Überraschungen geben wird, aber es ist wahrscheinlicher, dass wir nicht nur Überraschungen finden, sondern dass sich unsere Vermutungen über ihre Natur als völlig falsch erweisen. Teil des wissenschaftlichen Interesses ist, dass man nie weiß, wann oder wie das Universum einen mit etwas Neuem überraschen wird. Und wenn sie das tut, kommt die größte Chance der gesamten fortgeschrittenen Menschheit: Sie ermöglicht uns, etwas völlig Neues zu lernen, und verändert die Art und Weise, wie wir unsere physische Realität verstehen.

Universum

Tags hinzufügen

Wo kann man die Sterne sehen?

Eine durchaus vernünftige Frage - warum Teleskope im Weltraum platzieren?. Alles ist sehr einfach - Sie können besser aus dem Weltraum sehen. Bis heute werden zur Erforschung des Universums Teleskope mit einer Auflösung benötigt, die auf der Erde nicht erreicht werden kann. Deshalb werden Teleskope ins All geschossen.

Verschiedene Arten des Sehens

Alle diese Geräte haben unterschiedliche "Vision". Einige Arten von Teleskopen untersuchen Weltraumobjekte im Infrarot- und Ultraviolettbereich, andere im Röntgenbereich. Dies ist der Grund für die Schaffung immer perfekterer Weltraumsysteme für ein tiefes Studium des Universums.

Hubble-Weltraumteleskop

Hubble-Weltraumteleskop (HST)
Das Hubble-Teleskop ist ein komplettes Weltraumobservatorium im erdnahen Orbit. Die NASA und die Europäische Weltraumorganisation arbeiteten an seiner Schaffung. Das Teleskop wurde 1990 in die Umlaufbahn gebracht und ist heute das größte optische Gerät, das im nahen Infrarot- und Ultraviolettbereich beobachtet.

Während seiner Arbeit im Orbit schickte Hubble mehr als 700.000 Bilder von 22.000 verschiedenen Himmelsobjekten - Planeten, Sterne, Galaxien, Nebelflecke - zur Erde. Tausende von Astronomen benutzten es, um die Vorgänge im Universum zu beobachten. Mit Hilfe von Hubble wurden also viele protoplanetare Formationen um Sterne herum entdeckt, einzigartige Bilder von Phänomenen wie Polarlichtern auf Jupiter, Saturn und anderen Planeten erhalten und viele andere unschätzbare Informationen.

Chandra-Röntgenobservatorium

Chandra-Röntgenobservatorium
Das Weltraumteleskop Chandra wurde am 23. Juli 1999 ins All geschossen. Seine Hauptaufgabe besteht darin, Röntgenstrahlen aus sehr energiereichen kosmischen Regionen zu beobachten. Solche Studien sind von großer Bedeutung für das Verständnis der Evolution des Universums sowie für das Studium der Natur der Dunklen Energie – eines der größten Mysterien der modernen Wissenschaft. Bis heute wurden Dutzende von Geräten in den Weltraum gebracht, die im Röntgenbereich forschen, aber dennoch bleibt Chandra das leistungsstärkste und effektivste in diesem Bereich.

Spitzer Das Weltraumteleskop Spitzer wurde am 25. August 2003 von der NASA gestartet. Seine Aufgabe ist es, den Kosmos im Infrarotbereich zu beobachten, in dem man abkühlende Sterne, riesige Molekülwolken sehen kann. Die Erdatmosphäre absorbiert Infrarotstrahlung, in Verbindung damit sind solche Weltraumobjekte von der Erde aus kaum zu beobachten.

Kepler Das Kepler-Teleskop wurde am 6. März 2009 von der NASA gestartet. Sein besonderer Zweck ist die Suche nach Exoplaneten. Die Aufgabe des Teleskops besteht darin, über 3,5 Jahre lang die Helligkeit von mehr als 100.000 Sternen zu überwachen und dabei die Anzahl der erdähnlichen Planeten zu bestimmen, die sich in einer für Leben geeigneten Entfernung von ihrer Sonne befinden. Erstellen Sie eine detaillierte Beschreibung dieser Planeten und ihrer Bahnformen, studieren Sie die Eigenschaften von Sternen mit Planetensystemen und vieles mehr. Bis heute hat Kepler fünf Sternensysteme und Hunderte neuer Planeten identifiziert, von denen 140 erdähnliche Eigenschaften aufweisen.

James-Webb-Weltraumteleskop

James-Webb-Weltraumteleskop (JWST)
Es wird davon ausgegangen, dass das JWST-Weltraumteleskop seinen Platz einnehmen wird, wenn Hubble seine Amtszeit abgesessen hat. Es wird mit einem riesigen Spiegel mit einem Durchmesser von 6,5 m ausgestattet sein, der dazu dient, die ersten Sterne und Galaxien zu entdecken, die durch den Urknall entstanden sind.
Und es ist sogar schwer vorstellbar, was er im Weltraum sehen und wie es unser Leben beeinflussen wird.

Wie wurden Teleskope erfunden?

Das erste Teleskop erschien Anfang des 17. Jahrhunderts: Mehrere Erfinder erfanden gleichzeitig Ferngläser. Diese Röhren basierten auf den Eigenschaften einer konvexen Linse (oder, wie es auch genannt wird, ein Hohlspiegel), fungiert als Linse im Tubus: Die Linse sammelt die Lichtstrahlen und fokussiert sie, und man erhält ein vergrößertes Bild, das durch das Okular am anderen Ende des Tubus betrachtet werden kann. Ein wichtiges Datum für Teleskope ist der 7. Januar 1610; dann richtete der Italiener Galileo Galilei zuerst ein Fernrohr in den Himmel - und so machte er daraus ein Fernrohr. Galileos Teleskop war ziemlich klein, etwas mehr als einen Meter lang, und der Linsendurchmesser betrug 53 mm. Seitdem sind Teleskope stetig gewachsen. Ab dem 20. Jahrhundert wurden wirklich große Teleskope in Observatorien gebaut. Das größte optische Teleskop ist heute das Grand Canary Telescope an einem Observatorium auf den Kanarischen Inseln mit einem Linsendurchmesser von bis zu 10 m.

Sind alle Teleskope gleich?

Nein. Der Haupttyp von Teleskopen ist optisch, sie verwenden entweder eine Linse oder einen konkaven Spiegel oder eine Reihe von Spiegeln oder einen Spiegel und eine Linse zusammen. Alle diese Teleskope arbeiten mit sichtbarem Licht – das heißt, sie betrachten Planeten, Sterne und Galaxien so, wie ein sehr scharfes menschliches Auge sie betrachten würde. Alle Objekte auf der Welt haben Strahlung, und sichtbares Licht ist nur ein kleiner Bruchteil des Spektrums dieser Strahlung. Den Weltraum nur durch ihn zu betrachten ist noch schlimmer, als die Welt um sich herum in Schwarz und Weiß zu sehen; Wir verlieren also viele Informationen. Daher gibt es Teleskope, die nach anderen Prinzipien arbeiten: zum Beispiel Radioteleskope, die Radiowellen einfangen, oder Teleskope, die Gammastrahlen einfangen – sie werden verwendet, um die heißesten Objekte im Weltraum zu beobachten. Es gibt auch Ultraviolett- und Infrarot-Teleskope, die sich gut eignen, um neue Planeten außerhalb des Sonnensystems zu entdecken: Im sichtbaren Licht heller Sterne ist es unmöglich, die winzigen Planeten zu sehen, die sie umkreisen, aber im Ultraviolett- und Infrarotlicht ist dies viel einfacher tun.

Warum brauchen wir überhaupt Teleskope?

Gute Frage! Hätte früher fragen sollen. Wir schicken Fahrzeuge in den Weltraum und sogar zu anderen Planeten, sammeln Informationen über sie, aber die Astronomie ist größtenteils eine einzigartige Wissenschaft, weil sie Objekte untersucht, zu denen sie keinen direkten Zugang hat. Das Teleskop ist das beste Werkzeug, um Informationen über den Weltraum zu erhalten. Er sieht Wellen, die dem menschlichen Auge nicht zugänglich sind, kleinste Details und zeichnet auch seine Beobachtungen auf – mit Hilfe dieser Aufzeichnungen können Sie dann Veränderungen am Himmel feststellen.

Dank moderner Teleskope haben wir ein gutes Verständnis von Sternen, Planeten und Galaxien und können sogar hypothetische Teilchen und Wellen entdecken, die der Wissenschaft bisher unbekannt waren: zum Beispiel Dunkle Materie (das sind die mysteriösen Teilchen, die 73 % des Universums ausmachen) oder Gravitationswellen (sie versuchen, mit dem LIGO-Observatorium entdeckt zu werden, das aus zwei Observatorien besteht, die sich in einer Entfernung von 3000 km voneinander befinden). Es ist am besten, mit Teleskopen für diese Zwecke zu tun, wie mit allen anderen Geräten - um sie in den Weltraum zu schicken.

Warum Teleskope ins All schicken?

Die Erdoberfläche ist nicht der beste Ort, um den Weltraum zu beobachten. Unser Planet erzeugt eine Menge Interferenzen. Erstens funktioniert die Luft in der Atmosphäre eines Planeten wie eine Linse: Sie beugt das Licht von Himmelsobjekten auf zufällige, unvorhersehbare Weise – und verzerrt die Art und Weise, wie wir sie sehen. Darüber hinaus absorbiert die Atmosphäre viele Arten von Strahlung, wie Infrarot- und Ultraviolettwellen. Um diese Störungen zu umgehen, werden Teleskope ins All geschickt. Das ist zwar sehr teuer und wird daher selten gemacht: In der gesamten Geschichte haben wir etwa 100 Teleskope unterschiedlicher Größe in den Weltraum geschickt - tatsächlich reicht dies nicht aus, selbst große optische Teleskope auf der Erde sind um ein Vielfaches größer. Das berühmteste Weltraumteleskop ist das Hubble, und das James-Webb-Teleskop, das 2018 starten soll, wird eine Art Nachfolger davon sein.

Wie teuer ist das?

Ein leistungsfähiges Weltraumteleskop ist sehr teuer. Letzte Woche jährte sich der Start von Hubble, dem berühmtesten Weltraumteleskop der Welt, zum 25. Mal. Etwa 10 Milliarden US-Dollar wurden dafür für die ganze Zeit bereitgestellt; ein Teil dieses Geldes wird für Reparaturen verwendet, da das Hubble regelmäßig repariert werden musste (Dies wurde 2009 eingestellt, aber das Teleskop ist immer noch in Betrieb). Kurz nach dem Start des Teleskops passierte eine dumme Geschichte: Die ersten Bilder, die damit aufgenommen wurden, waren von viel schlechterer Qualität als erwartet. Es stellte sich heraus, dass der Hubble-Spiegel aufgrund eines winzigen Berechnungsfehlers nicht gerade genug war und ein ganzes Team von Astronauten geschickt werden musste, um ihn zu reparieren. Es kostete etwa 8 Millionen US-Dollar Der Preis des James-Webb-Teleskops kann sich ändern und wird höchstwahrscheinlich näher am Start steigen, aber bisher liegt er bei etwa 8 Milliarden US-Dollar – und es ist jeden Cent wert.

Was ist so besonders
am James-Webb-Teleskop?

Es wird das beeindruckendste Teleskop der Menschheitsgeschichte sein. Das Projekt wurde bereits Mitte der 90er Jahre konzipiert und nähert sich nun endgültig seiner Endphase. Das Teleskop wird 1,5 Millionen km von der Erde entfernt fliegen und in eine Umlaufbahn um die Sonne eintreten, oder besser gesagt, zum zweiten Lagrange-Punkt von Sonne und Erde - dies ist ein Ort, an dem die Gravitationskräfte zweier Objekte ausgeglichen sind und daher die drittes Objekt (in diesem Fall ein Teleskop) kann bewegungslos bleiben. Das James-Webb-Teleskop ist zu groß, um in eine Rakete zu passen, also fliegt es, wenn es zusammengeklappt ist, und öffnet sich im Weltraum wie eine verwandelnde Blume; Schau dir das an Video zu verstehen, wie es passieren wird.

Danach wird er weiter blicken können als jedes Teleskop der Geschichte: 13 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt. Da sich Licht, wie Sie sich vorstellen können, mit Lichtgeschwindigkeit fortbewegt, gehören die Objekte, die wir sehen, in die Vergangenheit. Grob gesagt, wenn Sie einen Stern durch ein Teleskop betrachten, sehen Sie ihn so, wie er vor zehn, hundert, tausend und so weiter Jahren aussah. Daher wird das James-Webb-Teleskop die ersten Sterne und Galaxien so sehen, wie sie nach dem Urknall waren. Das ist sehr wichtig: Wir werden besser verstehen, wie sich Galaxien gebildet haben, wie Sterne und Planetensysteme entstanden sind, wir werden in der Lage sein, den Ursprung des Lebens besser zu verstehen. Vielleicht hilft uns das James-Webb-Teleskop sogar außerirdisches Leben. Es gibt eine Einschränkung: Während einer Mission können viele Dinge schief gehen, und da das Teleskop sehr weit von der Erde entfernt sein wird, wird es unmöglich sein, es zu schicken, um es zu reparieren, wie es bei Hubble der Fall war.

Was ist die praktische Bedeutung von all dem?

Diese Frage wird der Astronomie oft gestellt, besonders wenn man bedenkt, wie viel Geld dafür ausgegeben wird. Darauf lassen sich zwei Antworten geben: Erstens sollte nicht alles, insbesondere die Wissenschaft, eine klare praktische Bedeutung haben. Astronomie und Teleskope helfen uns, den Platz der Menschheit im Universum und die Struktur der Welt im Allgemeinen besser zu verstehen. Zweitens hat die Astronomie immer noch praktischen Nutzen. Astronomie ist direkt mit Physik verbunden: Wenn wir Astronomie verstehen, verstehen wir die Physik viel besser, weil es physikalische Phänomene gibt, die auf der Erde nicht beobachtet werden können. Nehmen wir an, wenn Astronomen die Existenz dunkler Materie beweisen, wird dies die Physik stark beeinflussen. Darüber hinaus werden viele der Technologien, die für den Weltraum und die Astronomie erfunden wurden, im Alltag verwendet: Man denke an Satelliten, die heute für alles vom Fernsehen bis zur GPS-Navigation verwendet werden. Schließlich wird die Astronomie in Zukunft sehr wichtig sein: Um zu überleben, muss die Menschheit Energie aus der Sonne und Fossilien aus Asteroiden gewinnen, sich auf anderen Planeten niederlassen und möglicherweise mit außerirdischen Zivilisationen kommunizieren – all dies wird unmöglich sein, wenn wir dies nicht tun Astronomie und Teleskope jetzt entwickeln .