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Infrarotastronomie: Spitzers durchdringender Blick ins All

Quer durch kosmischen Staub, der uns im optischen Spektralbereich die Sicht verwehrt, hat das Infrarotteleskop Spitzer atemberaubende Einblicke gewonnen. Galaxienhaufen im jungen Universum untersuchte es ebenso wie die Atmosphären von Exoplaneten.
Die kosmische Wolke BHR 71
Noch kein einziger Satellit hatte von der Erdoberfläche abgehoben, als Lyman Spitzer jr. im Jahr 1946 vorschlug, ein im Weltraum stationiertes Teleskop zu entwickeln. Reichlich in der Zukunft lag auch noch die Gründung der Weltraumorganisationen NASA (1958) und ESA (1975). Doch dies hinderte den großen Astrophysiker nicht am Träumen. Jenseits der Erdatmosphäre, so seine Hoffnung, würden sich selbst von entferntesten Objekten schärfere Bilder als von erdgebundenen Teleskopen schießen lassen.

Seine Vision wurde Wirklichkeit. Vor allem auch mit ihren Great Observatories erzielte die NASA enorme Erfolge: Das Weltraumteleskop Hubble, das den optischen Bereich sowie das benachbarte Ultraviolett und Infrarot abdeckt und zu dessen treibenden Kräften Lyman Spitzer gehört hatte, startete im Jahr 1990. Der Gammasatellit Compton folgte 1991, und das Röntgenteleskop Chandra ging 1999 an den Start. Schließlich hob auch das Infrarotteleskop SIRTF (Space Infrared Telescope Facility) ab. Zu Ehren des 1997 verstorbenen Spitzer, der jahrzehntelang an der Princeton University in New Jersey tätig gewesen war, wurde SIRTF kurz nach seinem Start am 25. August 2003 auf den Namen Spitzer Space Telescope umgetauft.

Der Infrarotastronomie hat dieses Instrument großen Auftrieb verliehen. Denn von den kühlen Außenbezirken des Sonnensystems bis hin zu den staubverhüllten Kernen ferner Galaxien strahlen viele Objekte vollständig oder hauptsächlich im infraroten Spektralbereich. Irdische Teleskopstandorte sind für entsprechende Untersuchungen nur bedingt geeignet, denn einerseits sendet die Atmosphäre selbst infrarote Strahlung aus, andererseits absorbiert sie einen Großteil der einfallenden Strahlung. Den Blick des Teleskops kann sogar die von ihm selbst abgestrahlte Wärme trüben. Kein Wunder, dass einige Pioniere schon Ende der 1950er Jahre nicht nur mit bodenbasierten, sondern auch ersten Flugzeug- und Ballonexperimenten begannen, um Infrarotaufnahmen des Alls zu erhalten.

Ideal ist aber natürlich ein Weltraumteleskop. 4,5 Meter hoch ist Spitzer, es besitzt einen Durchmesser von 2 Metern, und sein Startgewicht betrug 861 Kilogramm. Seine Solarzellen sammeln kontinuierlich Licht, während es die Sonne umkreist, und schirmen das Raumfahrzeug zugleich vor der Sonnenstrahlung ab. Für ultrakalte Betriebstemperaturen sorgt zudem ein hinter den Solarmodulen gelegenes passives System aus reflektierenden und abstrahlenden Hüllen und Schilden, das die äußere Teleskophülle auf 34 Kelvin herunterkühlt. Den Rest des Jobs erfüllt flüssiges Helium: Zumindest bis vor einem Jahr sorgte es dafür, dass die Temperatur der Instrumente an Bord des Satelliten höchstens fünf Kelvin über dem absoluten Nullpunkt lag...

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