Medienmitteilung
Neues Weltraumteleskop „Planck“: Schweizer Technologie hilft, das Weltall zu erforschen Kourou / Zürich, 4.Mai 2009 – Planck, das neue Weltraumteleskop der Europäischen Raumfahrtagentur ESA, wird derzeit in Kourou, Französisch Guyana startklar gemacht. Gemeinsam mit Herschel, einem zweiten ESA-Teleskop, soll eine Ariane-5Rakete Planck am 14. Mai ins All bringen. Das Schweizer Raumfahrtunternehmen Oerlikon Space war massgeblich an der Entwicklung und am Bau des Teleskops beteiligt. Aus Zürich stammt die Teleskopstruktur von Planck. Ziel der Planck-Mission ist die Erforschung der kosmischen Hintergrundstrahlung, die etwa 370.000 Jahre nach dem Urknall entstand. Zu dieser Zeit hatte sich das Universum auf etwa 3000°C abgekühlt – kalt genug, damit Protonen und Elektronen sich erstmals zu neutralen Wasserstoffatomen verbinden konnten. Dadurch wurde das Universum „durchsichtig“, Licht kann sich seit dieser Zeit ungehindert im All ausbreiten. Allerdings hat sich infolge der Ausdehnung des Universums die Wellenlänge verlängert und das Licht von damals erreicht uns heute als Mikrowellenstrahlung. In den rund 14 Milliarden Jahren, welche die Hintergrundstrahlung durch das Universum unterwegs war, hat sie sich – abgesehen von ihrer Wellenlänge – kaum verändert, und in den Schwankungen dieser Strahlung sind Informationen enthalten über das frühe Universum, über Dunkle Materie, Dunkle Energie und weitere Phänomene. Diese Schwankungen sind aber so gering, dass nur extrem empfindliche Instrumente sie aufspüren können. So dauerte es bis in die 90er Jahre, ehe die NASA-Mission COBE erstmals brauchbare Daten über den Mikrowellenhintergrund aufzeichnete. Noch bessere Ergebnisse als COBE lieferte der 2001 gestartete NASA-Satellit WMAP, Planck soll nun die Empfindlichkeit von WMAP um eine Zehnerpotenz übertreffen, ausserdem hat Planck eine deutlich bessere Winkelauflösung und erfasst einen grösseren Wellenlängenbereich. Der kälteste Ort des Universums Die Sensoren von Planck sind extrem empfindlich. Sie können in der kosmischen Hintergrundstrahlung noch Temperaturschwankungen von weniger als einem Millionstel Grad entdecken. Das ist, als würde man von der Erde aus die Körperwärme eines Kaninchens messen, das auf dem Mond sitzt. Damit die Sensoren die geforderte Empfindlichkeit bringen können, müssen sie bei extrem kalten Temperaturen arbeiten – nahe dem absoluten Nullpunkt. Deshalb muss störende Wärme so gut wie möglich vom Teleskop ferngehalten werden. Um das zu erreichen, haben die Ingenieure, die Planck entwickelten, alle Register gezogen:
Zunächst einmal haben sie das eigentliche Teleskop vom Rest des Satelliten getrennt. Planck besteht aus einem – kalten – Nutzlastmodul, auf dem das Teleskop untergebracht ist, und einem – warmen – Servicemodul, welches die Systeme zur Datenspeicherung und Kommunikation, die Stromversorgung sowie Antrieb und Steuerung des Satelliten enthält. Der Solargenerator ist an der Unterseite des Teleskops angebracht und dient gleichzeitig als Schutzschild, welches das direkte Sonnenlicht vom Teleskop fernhält. Um das Servicemodul vom Teleskop thermisch zu entkoppeln, haben die Ingenieure von Oerlikon Space spezielle Stützen aus Glasfasern entwickelt. Ausserdem befinden sich zwischen den beiden Modulen drei Schutzschilde, die ebenfalls von Oerlikon Space kommen. Die stark reflektierenden Oberflächen dieser Hitzeschilde sorgen dafür, dass die Wärme des Servicemoduls vom Teleskop ferngehalten und ins All abgestrahlt wird. Ein weiterer Schutzschild von Oerlikon Space, das so genannte Baffle, hält störendes Streulicht von den Teleskopspiegeln fern. Zusätzlich hilft es, überschüssige Wärme ins All abzustrahlen und unterstützt so die Kühlung der Instrumente. Bereits diese passiven Kühlungssysteme bringen die Temperatur des Teleskops auf etwa –223 °C (50 Kelvin) herunter. Durch eine dreistufige aktive Kühlungskette wird das gesamte Teleskop dann weiter auf –253°C gekühlt. Der Strahlungssensor, das so genannte Bolometer, des Hochfrequenz-Instruments HFI, wird sogar noch tiefer gekühlt. Seine Temperatur wird nur noch etwa ein Zehntel Grad über dem absoluten Nullpunkt liegen. Eine Temperatur, die nach derzeitigem Wissenstand in der „freien Natur“ nicht vorkommt. Der Sensor des Planck-Teleskops ist damit der kälteste Ort des Universums. Planck übernimmt den Kälterekord vorübergehend vom BumerangNebel. Der 47,5 Billiarden Kilometer von der Erde entfernte planetare Nebel im Sternbild Zentaur ist zwar mit –272°C rund 1,7 Grad kälter als die von Planck erforschte Kosmische Hintergrundstrahlung, aber eben doch ein bisschen wärmer als das Planck-Bolometer. Den absoluten Kälteweltrekord wird Planck allerdings nicht für sich verbuchen. Den haben nämlich Wissenschaftler vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) im Jahr 2003 aufgestellt. Bis auf ein halbes Milliardstel Grad (0,5 Nanokelvin) sind sie bei Laborversuchen an den absoluten Nullpunkt herangekommen. Oerlikon Space Die Oerlikon Space AG ist das führende Schweizer Raumfahrtunternehmen. Am Firmenstandort in Zürich entwickeln und fertigen rund 380 hoch qualifizierte Mitarbeiter Subsysteme und High-Tech-Komponenten für den Einsatz im Weltall. Oerlikon Space liefert die Nutzlastverkleidungen für die europäischen Trägerraketen Ariane 5 und Vega. Mit ultraleichten, hochstabilen Strukturen, Präzisions-Mechanismen und innovativen Produkten, wie beispielsweise Laserterminals für die optische Kommunikation zwischen Satelliten, ist Oerlikon Space an vielen institutionellen und kommerziellen Raumfahrtprogrammen weltweit beteiligt. Oerlikon Space ist eine Business Unit der OC Oerlikon Corporation.
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