Pasadena (USA) – Ein Schuhschachtel-großer sogenannter CubeSat, soll die stellare Aktivität von roten Zwergsterne erforschen. Rote Zwerge sind die häufigste Kategorie von Sternen im bekannten Universum und Forschende vermuten hier besonders viele erdartige Planeten innerhalb der potenziell lebensfreundlichen Zonen dieser Sterne.
Quelle/Copyright: NASA/JPL-Caltech/ASU
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Wie die NASA berichtet hat der Forschungssatellit „Star-Planet Activity Research CubeSat“ (SPARCS) hat seine ersten Bilder aus dem All zur Erde gesendet. Mit diesen sogenannten „First-Light“-Aufnahmen bestätigen die Ingenieure, dass Instrumente, Teleskop und Kameras des Mini-Satelliten wie geplant funktionieren. Damit kann die Mission nun in die wissenschaftliche Betriebsphase übergehen.
SPARCS wurde am 11. Januar gestartet und übermittelte seine ersten Daten am 6. Februar. Die Mission widmet sich der Untersuchung der häufigsten Sternklasse unserer Galaxie – kleinen, massearmen Sternen, die nur etwa 30 bis 70 Prozent der Masse unserer Sonne besitzen. Trotz ihrer geringen Größe spielen sog. Rote Zwerge sie eine zentrale Rolle bei der Suche nach potenziell bewohnbaren Planeten.
Kleine Sterne mit großer Bedeutung
Massearme Sterne sind im Vergleich zur Sonne kühler und lichtschwächer, kommen in der Milchstraße jedoch besonders häufig vor. Astronomen gehen davon aus, dass sie einen Großteil der rund 50 Milliarden erdähnlichen Planeten in sogenannten habitablen Zonen beherbergen – also in Regionen, in denen Temperaturen flüssiges Wasser auf der Oberfläche eines Planeten erlauben könnten.
Genau hier setzt SPARCS an. Der Satellit beobachtet die ultraviolette Strahlung solcher Sterne und untersucht insbesondere ihre Aktivität in Form von Flares und Sternflecken. Solche Eruptionen treten bei kleinen Sternen deutlich häufiger auf als bei unserer Sonne. Die energiereichen Ausbrüche können die Atmosphären umlaufender Planeten stark verändern oder sogar zerstören.
Die Mission wird während ihres rund einjährigen Einsatzes etwa 20 ausgewählte Sterne beobachten. Dabei richtet SPARCS sein Teleskop jeweils zwischen fünf und 45 Tage lang auf ein Ziel. Ziel ist es, die Aktivität dieser Sterne kontinuierlich zu überwachen und so besser zu verstehen, wie sich ihre Strahlung auf mögliche Lebensbedingungen auf umlaufenden Planeten auswirkt.
Ultraviolette Beobachtung als Schlüssel
SPARCS ist die erste Raumsonde, die speziell dafür konzipiert wurde, die fern- und nahultraviolette Strahlung massearmer Sterne gleichzeitig und über längere Zeiträume zu messen. Diese Wellenlängenbereiche sind besonders wichtig, weil sie einen direkten Einfluss auf die chemischen Prozesse in Planetatmosphären haben.
Laut Projektleiterin ist die Astrophysikerin Evgenya Shkolnik von der Arizona State University bestätigen die ersten Daten nun, dass alle Systeme im Orbit so arbeiten wie zuvor in Tests am Boden.
Ein zentrales Instrument an Bord ist die Kamera SPARCam, deren Entwicklung von Shouleh Nikzad am NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL) geleitet wurde. Die Kamera nutzt besonders empfindliche UV-Detektoren, die mit einer speziellen Technik – dem sogenannten „Delta-Doping“ – modifiziert wurden. Dadurch wird ihre Empfindlichkeit im ultravioletten Spektralbereich deutlich erhöht.
Neue Technologie für zukünftige Missionen
Eine weitere Besonderheit liegt in den integrierten Filtern des Kamerasystems. Statt separate Filter vor den Detektor zu setzen, wurden sie direkt auf die lichtempfindlichen Sensoren aufgebracht. Diese Konstruktion reduziert Verluste im optischen System und ermöglicht eine der empfindlichsten UV-Kameras, die bislang in einem Satelliten eingesetzt wurde. Die Detektoren basieren im Kern auf Siliziumtechnologie – ähnlich jener, die auch in Smartphone-Kameras verwendet wird. Durch spezielle Modifikationen konnten die Entwickler daraus jedoch ein hochsensibles wissenschaftliches Instrument machen, das ultraviolette Strahlung präzise erfassen kann.
SPARCS dient damit nicht nur der Sternforschung, sondern auch als Technologie-Demonstrator für künftige Weltraummissionen. Die eingesetzten Detektoren könnten beispielsweise bei zukünftigen NASA-Projekten zum Einsatz kommen, darunter dem geplanten Observatorium „Habitable Worlds Observatory“ oder der kommenden Mission „UltraViolet Explorer“ (UVEX).
Zusätzlich verfügt der Satellit über einen Bordcomputer, der Beobachtungsdaten direkt im All auswerten kann. Dadurch ist es möglich, Messparameter automatisch anzupassen, wenn während der Beobachtung Sternausbrüche auftreten.
Mit diesen Fähigkeiten soll SPARCS helfen, ein genaueres Bild der Strahlungsumgebungen jener Sterne zu gewinnen, um die sich die meisten Planeten der Milchstraße befinden – und damit eine entscheidende Grundlage liefern für die Bewertung ihrer möglichen Bewohnbarkeit.
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Recherchequelle: NASA
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