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12.03.09 · 16:15 Uhr

Raumsonde der Woche: Kepler

Kategorie: Naturwissenschaften·Technik  ·  Kommentare: 5

Passend zum Jahr der Astronomie ist am 6.3.2009 die NASA-Sonde Kepler gestartet.

Bild: Jacques Amable 2009 Mar 07, 10:47PM-10:50PM EST, Cape Canaveral, FL
Camera: Canon D40X; Lens: 50mn; Mosaic of 4 frames: from 5s to 2s; Iso: 400; www.deepskyjam.com

Nach einigen Verzögerungen wegen Finanzierungsproblemen. Aber nun gut, das ist im Raumfahrtgeschäft nun wirklich nichts Neues.

Die Mission: Kepler ist der Suche nach extrasolaren Planeten gewidmet. Genauer gesagt suchen sie nach dem hier:

Bild: Hans Deeg.
D.h. sie suchen nach einem Transit. Der Bedeckung eines Sterns durch den Planeten, der um ihn kreist. Man könnte also Kepler als Konkurrenzprojekt zur französischen CoRoT-Sonde sehen.

Es gibt allerdings Unterschiede.
CoRoT ist z.B. geteilt. Die Hälfte der Mission ist der Suche nach extrasolaren Planeten gewidmet und die andere Hälfte der Astroseismologie. Der Untersuchung von Pulsationen von Hauptreihensternen. Denn die Schwingungen lassen uns ins Innere der Sterne blicken.

CoRoT sieht entgegen und in die galaktische Ebene hinein, um möglichst viele Sterne auf einmal zu erfassen. Dabei schiebt sich aber dummerweise auch die Sonne jedes halbe Jahr ins Sichtfeld, so dass die Sonde jedes halbe Jahr drehen muss, um nicht geblendet zu werden.

Um genau das zu vermeiden, ist Keplers Sichtfeld gegen die galaktischen Ebene geneigt. Kepler schaut in Richtung des Cygnus-Spiralarms. Einer der vier Hauptspiralarme unserer Milchstraße.

Bild: Künstlerische Darstellung. Milchstraße, Sonne, Sichtfeld von Kepler.

Hier ist noch mal das Sichtfeld von Kepler am Sternhimmel. Es liegt zwischen den Sternbildern Leier, Schwan und Drache:

Bild: Keplers Sichtfeld am Nachthimmel. Die kleinen Quadrate sind die einzelnen CCD also Fotosensoren an Bord. 21 gibt es davon.

Ein weiterer Unterschied zwischen CoRoT und Kepler ist der Orbit. CoRoT befindet sich in einem polaren Erdorbit. Kepler dagegen soll die Sonne in einem 372.5 Tage Orbit umkreisen, der fast - nicht ganz - dem der Erde entspricht. Genauer gesagt bewegt sich Kepler etwas langsamer um die Sonne und hängt daher der Erde hinterher.

Bild (NASA): Keplers Umlaufbahn für verschiedene Zeiten.

Damit will man störendes Streulicht von der Erde und dem Mond völlig ausschließen. Außerdem kann man so Kepler ohne großen Aufwand sehr genau ausrichten, denn das kombinierte Gravitationsfeld der Erde und des Mondes sorgt für Störungen der Bahn eines Satelliten in Erdumlaufbahn. Um das auszugleichen hat CoRoT eine entsprechende Software an Bord, die vom Deutschen Zentrum für Luft - und Raumfahrt entwickelt wurde, um die Sonde hochgenau auszurichten.

Und ja, die Erde wird in den 4 Jahren Missionsdauer, die Raumsonde jeweils einmal im Jahr überholen. Eine Verlängerung um 2 Jahre ist auch noch drin.

Interessanterweise soll das fliegende deutsch-amerikanische IR-Observatorium SOFIA Messungen an den gefundenen Planetensystemen durchführen. Überschuss im Infrarot würde nämlich Staub in den Systemen anzeigen.

Bild (NASA): Das Kepler-Photometer. Kepler ist im Grunde ein Teleskop mit Fotozellen dran, das alle paar Sekunden Bilder vom Sternenfeld knipst.

Kepler verspricht vollmundig mit der Transitmethode den ersten kleinen erdähnlichen Planeten mit einer Umlaufperiode von einem oder gar 2 Jahren (nach Verlängerung) zu finden. Damit hätte man extrasolare Erd- oder Marsanaloge gefunden.

Aber ich halte das nach meinen Erfahrungen mit CoRoT für ziemlich ehrgeizig. In 4 Jahren würde ein Planet mit einer Umlaufperiode von einem Jahr maximal vier Transitsignale in der Lichtkurve hinterlassen. Drei braucht man mindestens, um eine Bestätigung dafür zu haben, dass da wirklich was periodisch am Stern passiert. Und der Transit eines erdähnlichen Planeten entspricht einem Lichtabfall von etwa einer Promille oder weniger.

Jetzt ist es aber nicht so, als ob der Stern in all den Jahren gar nichts macht. Selbst das Licht unserer an sich recht "langweiligen" Sonne fluktuiert ständig im Prozentbereich. Von der Sonne wissen wir, dass Sterne Flecken entwickeln können, die locker das zehnfache der Größe des Jupiters erreichen können. Die Erde würde da hundertmal reinpassen. Diese Flecken sähen in der Lichtkurve zudem auch wie Transits aus. Eventuell hat man noch Müll in den Daten durch Kosmische Strahlung bzw. Sonnenwind.

Jetzt versteht mich nicht falsch. Kepler hat das Zeug kleine Planeten zu finden. Aber die werden - genau wie wir bei CoRoT - erst mal feststellen, dass es doch nicht so einfach ist wie gedacht und dann werden die auch erst die inneren finden. Also extraterrestrische Merkure- oder Venusse bzw. Planeten mit noch engerer Umlaufperiode. Was ja auch gut ist. Wir wissen bisher gar nicht, wie häufig Gesteinsplaneten sind, wie diese um fremde Sterne angeordnet sind, wieviele es in einem System geben kann etc. pp. Das sind wichtige Grundsatzfragen mit hohem wissenschaftlichen Wert.

Ich halte es für ein bisschen gefährlich, ständig nur was von der zweiten Erde zu erzählen. Insbesondere dann, wenn man gerade erst in die Nähe kommt, so kleine Planeten überhaupt zu entdecken. Ich sehe halt die Gefahr, dass bei ständigen Frühalarmen die Leute irgendwann übersättigt abwinken.

Zum Glück für Kepler gibt es aber sonnenähnliche Sterne, die etwas kleiner sind als die Sonne und da liegt die "habitable Zone" - also der Bereich, wo rein aufgrund der Wärmestrahlung des Sterns flüssiges Wasser möglich wäre - viel näher dran am Stern als in unserem Sonnensystem. Die könnte Kepler allerdings ganz gut finden und das wäre wieder eine spannende Nachricht für die Leute, die Planeten nur unter dem Gesichtspunkt "kleiner grüner/grauer/lilafarben-grüngepunkteter Männchen" sehen.

Bild: Habitable Zone in Abhängigkeit von Größe und Temperatur des Zentralsterns.

Autor: Ludmila Carone· 5 Kommentare· Permalink· Trackback-URL

Tags: Außerirdisches Leben· Corot· extrasolare Planeten· Kepler· Raumfahrt