Die Darstellung eines sonnenblumenförmigen Sternschattens durch einen Künstler, mit dem Weltraumteleskope außerirdische Planeten finden und charakterisieren können.
(Bild: © NASA / JPL / Caltech)
Starshade-Exoplanetenjagd-Missionen mögen technologisch entmutigend sein, aber sie sind nicht außerhalb der Reichweite der NASA, wie jüngste Forschungsergebnisse nahe legen.
Eine solche Mission würde ein Weltraumteleskop und ein separates Fahrzeug einsetzen, das etwa 40.000 Kilometer vor ihm fliegt. Diese letztere Sonde wäre mit einem großen, flachen Schatten mit Blütenblättern ausgestattet, der das Sternenlicht blockieren soll und es dem Teleskop möglicherweise ermöglicht, die Umlaufbahn direkt abzubilden fremde Welten so klein wie die Erde, die sonst in der Blendung verloren gehen würde.
(Instrumente genannt Koronagraphen, die auf mehreren Boden- und Weltraumteleskopen installiert wurden, arbeiten nach dem gleichen Lichtblockierungsprinzip. Aber Koronagraphen sind im Teleskop selbst enthalten.)
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Es gibt noch keine Starshade-Missionen in den Büchern der NASA. Damit ein solches Projekt funktioniert, müssten die beiden Raumschiffe unglaublich genau ausgerichtet sein - auf einen Abstand von etwa 1 Meter voneinander, so die NASA-Beamten.
"Die Entfernungen, über die wir sprechen Sternschattentechnologie sind kaum vorstellbar ", sagte Michael Bottom, Ingenieur am Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena, Kalifornien, in einer Erklärung.
"Wenn der Sternschatten auf die Größe eines Untersetzers verkleinert würde, hätte das Teleskop die Größe eines Radiergummis und sie wären etwa 100 Kilometer voneinander entfernt", fügte Bottom hinzu. "Stellen Sie sich nun vor, diese beiden Objekte schweben frei im Weltraum. Beide erleben diese kleinen Zerrungen und Stöße durch die Schwerkraft und andere Kräfte, und über diese Distanz versuchen wir, beide genau auf etwa 2 Millimeter ausgerichtet zu halten."
Leichte Ausrichtungsfehler könnten theoretisch von einer Kamera im Weltraumteleskop erkannt werden. Kleine Mengen von Sternenlicht lecken immer um den Sternschatten herum und bilden ein Hell-Dunkel-Muster auf dem Zielfernrohr. Die Kamera würde Fehlausrichtungen erkennen, indem sie erkennt, wann das Hell-Dunkel-Muster außermittig ist.
Bottom entwickelte ein Computerprogramm, das testete, ob diese Technik tatsächlich funktionieren könnte - und die Ergebnisse waren ermutigend.
"Wir können eine Änderung der Position des Sternschattens bis zu einem Zoll spüren, selbst über diese riesigen Entfernungen", sagte Bottom die gleiche Aussage.
In der Zwischenzeit entwickelten JPL-Ingenieurkollege Thibault Flinois und seine Kollegen eine eigene Reihe von Algorithmen, die anhand von Informationen aus Bottoms Programm bestimmen, wann der Sternschatten seine Triebwerke autonom abfeuern sollte, um die Ausrichtung aufrechtzuerhalten.
Zusammengenommen ist diese Arbeit - die in a Bericht Anfang dieses Jahres abgeschlossen - deutet darauf hin, dass Starshade-Missionen technologisch machbar sind. In der Tat sollte es möglich sein, einen großen Sternschatten und ein Weltraumteleskop in Entfernungen von bis zu 74.000 km (46.000 Meilen) auszurichten, sagten NASA-Beamte.
"Dies ist für mich ein gutes Beispiel dafür, wie die Weltraumtechnologie immer außergewöhnlicher wird, indem sie auf ihren früheren Erfolgen aufbaut", sagte Phil Willems, Manager der NASA-Aktivitäten zur Entwicklung von Starshade-Technologien, in derselben Erklärung.
"Wir verwenden Formation, die jedes Mal im Weltraum fliegt, wenn eine Kapsel an der anlegt Internationale Raumstation", Fügte Willems hinzu." Aber Michael und Thibault sind weit darüber hinausgegangen und haben einen Weg gezeigt, die Formation über Skalen aufrechtzuerhalten, die größer sind als die Erde selbst. "
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