Am Mittwoch, dem 18. April, um 6:51 Uhr EDT, schoss eine SpaceX Falcon 9-Rakete vom Cape Canaveral in Florida ab. Es trug das TESS der NASA: den Transiting Exoplanet Survey Satellite. Soweit wir wissen, verlief die Mission reibungslos. Die erste Etappe kehrte auf ihrem schwimmenden Lastkahn im Atlantik zurück und die zweite Etappe schickte TESS in ihre endgültige Umlaufbahn.
Dies ist ein Wachwechsel, da wir jetzt in die letzten Tage des Kepler-Weltraumteleskops der NASA eintreten. Es hat keinen Kraftstoff mehr und ist bereits durch den Verlust seiner Reaktionsräder verkrüppelt. In nur wenigen Monaten wird die NASA es endgültig schließen.
Das ist traurig, aber keine Sorge, mit TESS auf dem Weg geht die Exoplaneten-Wissenschaftsreise weiter: Suche nach erdgroßen Welten in der Milchstraße.
Es ist kaum zu glauben, dass wir erst seit etwas mehr als 20 Jahren über Planeten Bescheid wissen, die andere Sterne umkreisen. Der erste gefundene extrasolare Planet war der heiße Jupiter 51 Pegasi B, der 1995 von einem Team Schweizer Astronomen entdeckt wurde.
Sie fanden diese Welt mit der Radialgeschwindigkeitsmethode, bei der die Schwerkraft des Planeten seinen Stern hin und her zieht und die Wellenlänge des Lichts, das wir sehen, geringfügig verändert. Diese Technik wurde verfeinert und verwendet, um viel mehr Planeten zu entdecken, die viel mehr Sterne umkreisen.
Eine andere Technik war jedoch noch erfolgreicher: die Transit-Technik. Hier wird das Licht des Sterns im Laufe der Zeit sorgfältig gemessen und auf Helligkeitseinbrüche geachtet, wenn ein Planet vor ihm vorbeizieht.
Zum Zeitpunkt, an dem ich diesen Artikel im April 2018 schreibe, gibt es 3.708 bestätigte Planeten mit mehreren tausend weiteren Kandidaten, die eine zusätzliche Bestätigung benötigen.
Planeten sind überall, in allen Formen und Größen. Von den bekannten Gasriesen, Felswelten und Eisriesen, die wir im Sonnensystem haben, bis zu den ungewöhnlich heißen Jupitern und Supererden. Astronomen haben sogar Kometen in anderen Sonnensystemen gefunden, Planeten wie Saturn, aber mit Ringsystemen, die unseren Nachbarplaneten in den Schatten stellen. Die Jagd ist sogar für Exomoons. Monde umkreisen Planeten, die andere Sterne umkreisen.
Das Kepler-Weltraumteleskop der NASA war das produktivste Planetenjagdinstrument, das jemals gebaut wurde. Von diesen 3.708 bisher entdeckten Planeten tauchte Kepler 2.342 Welten auf.
Kepler wurde bereits im März 2009 gestartet und am 12. Mai 2009 in Betrieb genommen. Mit seinem 1,4-Meter-Primärspiegel wurde eine 12-Grad-Region des Himmels beobachtet. Zum Vergleich nimmt der Mond etwa ein halbes Grad ein. Eine Region, die hundertmal so groß wie der Mond ist.
Kepler wurde mit einer Zeitspanne von 372,5 Tagen in eine Erdumlaufbahn um die Sonne gebracht. Mit einem längeren Jahr driftet das Teleskop langsam um etwa 25 Millionen km pro Jahr hinter die Erde.
Wie ich bereits erwähnt habe, wurde Kepler so konzipiert, dass er die Transit-Technik verwendet und nach Planeten sucht, die in dieser ganz bestimmten Region des Himmels vor ihren Sternen vorbeiziehen. Während frühere Exoplanetenuntersuchungen nur die massereicheren Planeten gefunden hatten, war Kepler empfindlich genug, um Welten mit der halben Masse der Erde zu sehen, die andere Sterne umkreist.
Und bis zum 14. Juli 2012 lief alles super, als eines der vier Reaktionsräder des Raumfahrzeugs ausfiel. Dies sind Gyroskope, mit denen das Raumschiff seine Ausrichtung ohne Treibmittel ändern kann. Kein Problem, Kepler wurde entwickelt, um nur drei zu benötigen. Dann fiel am 11. Mai 2013 ein zweites Rad aus und beendete damit seine Hauptmission.
Was die Kepler-Ingenieure erfanden, ist eine der genialsten Rettungsaktionen für Raumschiffe in der Geschichte der Raumfahrt. Sie erkannten, dass sie den leichten Druck der Sonne nutzen konnten, um das Teleskop perfekt zu stabilisieren und es auf eine Region des Himmels zu richten.
Dies ermöglichte es Kepler, weiter zu arbeiten und noch größere Teile des Himmels zu beobachten, aber seine Umlaufbahn um die Sonne ließ ihn nur eine Region für einen kürzeren Zeitraum beobachten. Anstatt sonnenähnliche Sterne zu scannen, konzentrierte sich Kepler auf rote Zwergsterne, die alle paar Tage von erdgroßen Welten umkreist werden können.
Dies war als K2-Ära bekannt und während dieser Zeit tauchten weitere 307 bestätigte und 480 unbestätigte Planeten auf.
Aber Kepler läuft jetzt die Zeit davon. Vor ungefähr einem Monat gab die NASA bekannt, dass Kepler fast keinen Treibstoff mehr hat. Dieser Kraftstoff ist wichtig, da ein wichtiges Manöver darin besteht, sich zurück und auf die Erde zu richten und alle gesammelten Daten hochzuladen. Die NASA-Zahlen sind nur noch wenige Monate entfernt. Wenn dies geschieht, weisen sie das Teleskop an, ein letztes Mal auf die Erde zu zeigen, die endgültigen Daten zu übertragen und dann für immer abzuschalten.
Und heute ist TESS erfolgreich gestartet und hat sich auf den Weg gemacht, um dort zu übernehmen, wo Kepler aufhört.
Es trägt den Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) der NASA, die Fortsetzung von Kepler, und bringt die Suche nach Exoplaneten auf die nächste Stufe.
Die TESS-Mission gibt es seit 2006 in irgendeiner Form, als sie ursprünglich von Google, der Kavli Foundation und dem MIT als privat finanzierte Mission konzipiert wurde.
Im Laufe der Jahre wurde es der NASA vorgeschlagen und 2013 als eine der Explorer-Missionen der NASA akzeptiert. Dies sind Missionen mit einem Budget von 200 Millionen US-Dollar oder weniger. WISE und WMAP sind weitere Beispiele für Explorer-Missionen.
Es gibt jedoch eine Reihe von Unterschieden zwischen Kepler und TESS.
Erinnerst du dich, als ich sagte, dass Kepler eine 12 x 12-Grad-Region des Himmels beobachtete? TESS wird den gesamten Himmel überblicken, eine Fläche, die 400-mal größer ist als die von Kepler beobachteten.
Es verfügt über 4 separate identische Teleskope mit CCD-Kameras, von denen jede 16,8 Megapixel hat. Sie sind so angeordnet, dass TESS einen 24-Grad-Blick auf den Himmel hat. TESS wird den Himmel in 26 verschiedene Sektoren aufteilen und die Region mindestens 27 Tage lang untersuchen, wobei alle zwei Minuten von einem hellen Stern zu einem hellen Stern gewechselt wird.
Während Kepler tief in eine bestimmte Region des Himmels eintauchte, wird TESS die 500.000 hellsten Sterne am Himmel beobachten, die 30- bis 100-mal heller sind als die Arten von Sternen, die Kepler betrachtete. Viele davon werden Sterne wie unsere eigene Sonne sein.
Es wird in der Lage sein, den gesamten Himmel über einen Zeitraum von zwei Jahren zu vermessen. Dies ist eine Fläche, die 400-mal größer ist als die von Kepler beobachtete. Und Astronomen erwarten, dass die Mission Tausende von extrasolaren Planeten auftauchen wird, von denen 500 erdgroß oder supererdgroß sein werden.
Durch diese weite Vermessung des Himmels mit hellen Sternen findet TESS die nahen extrasolaren Planeten. Wenn ein heller Stern aus unserer Sicht Planeten vor sich hat, wird TESS ihn finden. Es wird der endgültige Katalog der nahe gelegenen Planeten erstellt.
Da diese Welten am Himmel viel heller sind, ist es für die boden- und weltraumgestützten Observatorien der Welt einfacher, Nachbeobachtungen durchzuführen. Astronomen können Größe, Masse, Dichte und sogar die Atmosphäre extrasolarer Welten messen. Warten Sie einfach, bis James Webb seine Detektoren auf einigen dieser Welten bekommt.
Zusätzlich zu ihrer Hauptaufgabe, Planeten zu finden, hat die NASA Gastforscher eingeladen, das Raumschiff für andere wissenschaftliche Forschungen zu nutzen, beispielsweise zum Auffinden von Quasaren, zur Verfolgung der Sternrotation und zur Beobachtung der Variationen von Zwergsternen. Alles, was sich in der Helligkeit ändert, ist ein großartiges Ziel für TESS.
Ein interessantes Merkmal der TESS-Mission wird ihre Umlaufbahn sein, die sie auf einen Weg führt, den noch keine andere Mission jemals benutzt hat. Es wird als "P / 2-Mondresonanz" -Umlaufbahn bezeichnet und bringt das Raumschiff auf eine elliptische Flugbahn, die halb so lange dauert wie der Mond, um die Erde zu umkreisen - 13,7 Tage.
Am erdnächsten Punkt befindet er sich 35.785 km über der Oberfläche und benötigt drei Stunden, um alle Daten an Bodenstationen zu übertragen. Dann fliegt es zum höchsten Punkt auf einer Höhe von 373.300 km außerhalb der Gefahren der Van-Allen-Gürtel.
Bis zum Abschluss der TESS-Mission werden wir viel über die extrasolaren Planeten in unserer Nachbarschaft wissen. Nun, viel über die Planeten, die aus unserer Sicht perfekt zu ihren Sternen passen. Und leider sind dies nur ein paar Prozent der Sternensysteme da draußen.
Wir werden andere Techniken benötigen, um den Rest zu finden, die wir sicher in zukünftigen Artikeln behandeln werden.
Hinweis: Dies ist das Transkript eines von uns geposteten Videos. Schau es dir hier an.
