Raumzeit 2020

Eine kurze Wasserstandsmeldung zum Projekt

Raumzeit ist jetzt neun Jahre alt und was einst in Zusammenarbeit mit ESA und DLR gestartet ist heute ganz anders aufgestellt. Daher gibt es in diesem kurzen Zwischenruf mal einen Überblick, was bisher geschah und wie es jetzt mit Raumzeit im nächsten Jahr weitergeht.

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RZ081 Hubble-Weltraumteleskop

Das UV-Teleskop im Weltall ist eines der erfolgreichsten Projekte der Raumfahrt und Astronomie

Weltraumteleskope tragen erheblich zu Fortschritten in der Astronomie und dem Verständnis des Universums bei. Das in einem breiten Lichtwellenbereich ins All schauende Hubble-Teleskop gehört dabei zu dem erfolgrechsten Missionen dieser Art. Mit Hubble wurden unter anderem die Hubble-Konstante neu bestimmt und das Teleskop bot auch tiefe Einblicke in das Weltall, das uns die unfassbare Weite und intergalaktische Vielfalt näherbrachte. Die Mission selbst war auch eine Herausforderung für die Raumfahrt selbst: nicht nur die Platzierung im Orbit durch das amerikanische Space Shuttle sondern vor allem die später nötigen Reparaturen stellten große Anforderungen an Raumfahrer und Wissenschaftler.

Das Hubble-Weltraumteleskop war auch ein wichtiger Begleiter für die Exoplaneten-Erforschung und als Späher für Missionen wie der Sonde "New Horizons", deren Flug zum Pluto durch Hubbles Hilfe noch ein weiteres Ziel nachgeliefert werden konnte. In der verbleibenden Restlaufzeit von ca. 15 bis maximal 20 Jahren wird Hubble für weitere Erkenntnisse sorgen. Die Situation der Weltraumteleskopie wird danach aber anders aussehen, da bislang kein entsprechendes Nachfolgeprojekt im gleichen Wellenbereich in Planung ist. Das James-Webb-Teleskop wird im Infrarotbereich weitersuchen und interessante Erkenntnisse über die Vergangenheit des Universums aufspüren, doch wird der Welt ein wichtiges Auge fehlen, wenn Hubble verglüht sein wird.

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Klaus Werner
Klaus Werner

Wir sprechen mit Klaus Werner vom Kepler-Zentrum für Astro- und Teilchenphysik am Institut für Astronomie und Astrophysik an der Eberhard Karls Universität in Tübingen. Klaus Werner ist mit seinem Institut sowohl technisch als auch wissenschaftlich am Hubble-Teleskop beteiligt und erforscht mit seinen Studierenden das Weltall vor allem über  seine Fähigkeiten im ultravioletten Spektrum.

RZ080 Europäische Raumfahrtpolitik

Die Zukunft der ISS und anderer Raumfahrtprojekte

Die europäische Raumfahrt steht vor großen Herausforderungen. Die Zukunft der Internationalen Raumstation steht in den Sternen und im Bereich der Launcher läuft man derzeit den Entwicklungen in den USA hinterher. Auch die eigene Rolle im Konzert der Kooperationen mit anderen Staaten und allen voran China will neu definiert werden. Dazu ändert sich auch das strukturelle Umfeld da klassisch von Staaten organisierte Aufgaben im zunehmenden Maße von privaten Unternehmen übernommen werden.

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Hansjörg Dittus
Hansjörg Dittus

Wir sprechen mit Hansjörg Dittus, Mitglied des Vorstands des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) und dort zuständig für den Bereich Raumfahrtforschung und -technologie über die Herausforderungen für den Raumfahrt-Standort Europa.

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RZ079 Kosmische Chemie

Die Bedeutung chemischer Prozesse bei der Entstehung von Sternensystemen und dem Leben

Die Astronomie scheint ein Spielfeld für Physiker zu sein, doch Chemie spielt im Kosmos auf allen Ebenen einen Rolle: Von der Entstehung protoplanetarer Scheiben, der Zusammenballung junger Planeten, über die Herausbildung planetarer Schalen bis zur Entstehung der Bausteine des Lebens: Kosmische Chemie ist unerlässlich, um das Universum zu verstehen.

Astrochemiker ergründen das All auf verschiedenen Wegen: Spektrale Analysen erlauben schon lange, chemische Elemente auf fernen Sternen, in Gaswolken oder auf Planeten zu bestimmen. Gesteine von Meteoriten oder vom Mond erlaubten Laborexperimente. Zunehmend reisen auch verkleinerte Massenspektrometer ins Sonnensystem. Bei kleinen Körpern wie Kometen und Asteroiden geht es dabei um die Suche nach unserem Ursprung: Woher kamen Wasser und Bausteine des Lebens auf die Erde?

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Kathrin Altwegg
Kathrin Altwegg

Wir sprechen mit Kathrin Altwegg, Astrophysikerin und emeritierte Direktorin des Center for Space and Habitability am Physikalischen Instutut der Universität Bern. Kathrin Altwegg entwickelte die Software für das Massenspektrometer an Bord der Sonde Giotto, die dem Halleyschen Komenten auf den Leib rückte und war als Principal Investigator des Instruments Rosina im Rahmen der Mission Rosetta zum Kometen Tschurjumow-Gerassimenko hauptverantwortlich für die chemische Untersuchung des Kometen.

Wir sprechen über die zunehmende Bedeutung der Chemie bei der Erforschung des Universums, ihrer Rolle bei der Entstehung des Sonnensystems und was wir als Leben ansehen und dieses an anderen Orten im All zu entdecken gedenken.

RZ078 Pluto und New Horizons

Der Verlauf der Mission in den Kuipergürtel und erste Erkenntnisse über den Zwergplaneten Pluto

Die "New Horizons"-Sonde der NASA war das schnellste Raumfahrzeug, das je die Erde verlassen hat. Ihr Auftrag: in Rekordzeit den Weg zum Zwergplaneten Pluto zu finden, im raschen Vorbeiflug möglichst viele Bilder und Meßdaten zu sammeln und diese im weiteren Verlauf an die Erde zu senden. Dies alles verrichtete das Gerät mit Bravour und versorgt nun zahlreiche Wissenschaftlerinnen und die Öffentlichkeit mit neuen Erkenntnissen über diese bisher nur in Ansätzen bekannte Welt. Da danach noch genug Treibstoff vorhanden war konnte die Mission sogar noch verlängert werden und so konnte später noch ein Vorbeiflug an einem kleinen Objekt namens "Ultimate Thule" realisiert werden. Jetzt strebt New Horizons in Richtung der Grenze unseres Sonnensystems und die Wissenschaft sucht fleissig nach weiteren Objekten, die vielleicht auf diesem Weg noch einmal genauer betrachtet werden können. In dieser Sendung berichten wir von Planung und Verlauf der Mission und den ersten Erkenntnissen, die wir über den ehemaligen Planeten Pluto schon gewinnen konnten.

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Martin Pätzold
Martin Pätzold

Wir sprechen mit Martin Pätzold, Leiter der Planetenforschung am Rheinischen Institut für Umweltforschung, einem unabhängigem Forschungs-Verein, der der Universität Köln angeschlossen ist.

Martin Pätzold war für einige Projekte und Instrumente auf New Horizons zuständig und hat damit unter anderem das Schwerefeld und die Atmosphäre des Pluto untersucht.

RZ077 Pflanzen im Weltraum

Biologische Systeme zur Ernährung und Klimasteuerung für Raumfahrtmissionen

Pflanzenzucht war von Anfang an ein Thema der Raumfahrt. Waren die Ergebnisse anfangs noch mager, wurde in den folgenden Jahrzehnten bei weiteren Missionen, in der Antarktis und in Biosphären-Projekten versucht, die Prozesse vollständiger Biokreisläufe weiter zu erkunden und ihre Abhängigkeit von Atmosphäre, Licht und Gravitation zu ergründen. Es entsteht ein zunehmendes Wissen über diese Vorgänge doch sind die Herausforderungen für die Zucht von Nahrungsmitteln an Bord einer Langzeitmission oder die Nutzung von Pflanzen zur Luftreinigigung noch hoch.

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Stefan Belz
Stefan Belz

Wir sprechen mit Dr. Stefan Belz, Luft- und Raumfahrttechniker als lange Zeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Raumfahrtsysteme, wo er sich intensiv mit der Erforschung von Systemen zur Pflanzenzucht im Weltraum beschäftigt hat. Auch wenn er jetzt als Oberbürgermeister der Stadt Böblingen den Weg in die Politik gegangen ist, verfolgt er die Forschung aktiv und gibt uns Auskunft zum Stand der Entwicklung.

RZ076 Der Gaia-Sternkatalog

Der auf der Mission Gaia basierende Sternenkatalog revolutioniert die Astronomie und Astrophysik

Seit 5 Jahren sammelt die Raumsonde Gaia detaillierte Daten über die Position, Bewegung und Art der Sterne und anderer Objekte in unserer Milchstraße und benachbarten Galaxien. Die Ergebnisse dieser überaus erfolgreiche Mission wurden nun in einem Sternkatalog zusammengefasst und liefern Wissenschaftlerinnen eine äußerst wertvolle Basis für ihre astronomische und astrophysikalische Arbeit.

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Stefan Jordan
Stefan Jordan

Stefan Jordan vom Astronomischen Rechen-Institut vom Zentrum für für Astronomie erläutert ausführlich, welche Motivation und Ziele hinter der Gaia-Mission stehen, welche technischen Lösungen für die Aufgabe der Vermessung des für uns sichtbaren Universums gefunden wurde und mit welchen Strategien die gewonnenen Daten nun für die Wissenschaft nutzbar gemacht werden, sowie welche Erkenntnisse schon heute aus dem entstandenen und sich in den nächsten Jahre noch weiter verbessernden Sternkatalog gewonnen werden konnten und in der Zukunft noch gewonnen werden könnten.

Glossar

RZ075 Geologische Zeit

Die Bestimmung des Alters der Erde und des Sonnensystems

Über Jahrhunderte hat die Menschheit sich Erkenntnisse und wissenschaftliche Methoden erarbeitet, um das Alter der Erde und eine Einteilung ihrer Lebenszeit in wichtige Zeitalter vorzunehmen. Die Ergebnisse zahlreicher Raumfahrtmissionen haben diese in Korrelation mit der Entstehung des Monds und anderer Planeten in Synchronisation zu bringen. Die Geologie ist dabei Profiteur und Treiber weiterer kosmologischer Forschung. Einige Fragen bleiben offen, doch blicken wir bereits auf eine dichte Informationslage.

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Karl Urban
Karl Urban

Wir sprechen mit Karl Urban, Geologe und Raumfahrtjournalist über den Stand der Wissenschaft in bezug auf geologische Zeiträume und unser Wissen über die Entstehung des Sonnensystems und unserer Erde.

RZ074 Schwarze Löcher

Über Singularitäten und das Event Horizon Telescope Projekt, dass das erste Bild eines Schwarzen Lochs produziert hat

Schwarze Löcher sind seit langer Zeit ein mystischer Ort. An der Stelle eines kollabierten Sternes entsteht ein besonderer Ort, eine Singularität, so dicht und massereich, dass sie die Raumzeit so stark krümmt, dass selbst das Licht nicht mehr entkommen kann und uns damit die Möglichkeit nimmt, das innere zu beobachten.

Doch gab es in den letzten Jahren wichtige wissenschaftliche Fortschritte, die uns das Mysterium der Schwarzen Löcher neu zugänglich gemacht haben. So konnten erstmals Gravitationswellen gemessen werden, die ihren Ursprung in der Verschmelzung Schwarzer Löcher mit ihresgleichen und auch mit Neutronensternen haben.

Und in diesem Jahr konnte das Event Horizon Telescope Projekt erstmals auch den unmittelbaren Raum um ein Schwarzes Loch konkret abbilden: das Umfeld eines supermassiven schwarzen Lochs, das in 55 Millionen Lichtjahren Entfernung in der Galaxis M87 sein Unwesen treibt, konnte nun aus tausenden von Einzelbeobachtungen visualisiert werden und erlaubt neue Einblicke und Überprüfungen gängiger Theorien zu Entstehung und Wesen dieser Orte.

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Michael Kramer
Michael Kramer

Wir sprechen mit Michael Kramer, Direktor des Max-Planck-Institituts für Radioastronomie und einer der federführenden Wissenschaftler des Event Horizon Telescope über Theorie und Entstehung von Schwarzen Löchern, ihre noch ungeklärte Rolle in Galaxien und die Anstrengungen des EHT-Projekts, um das erste wirkliche Bild eines Schwarzes Lochs zu erzeugen und was sich nun daraus herauslesen lässt.

RZ073 IceCube Neutrino Observatory

Das Experiment am Südpol zur Messung kosmischer Neutrinostrahlung

Neben der Vermessung der Welt durch die Beobachtung von Licht- und anderer elektromagnetischer Strahlung fügte die jüngst geglückte Messung von Gravitationswellen eine neue astronomische Disziplin dem wissenschaftlichen Werkzeugkasten hinzu. Doch auch eine weiterer Ansatz könnte das zur Verfügung stehenden Instrumentarium künftig noch erweitern: schon zwei Jahre vorher gelang es dem IceCube-Experiment am Südpol erstmalig kosmische Neutrinostrahlung nachzuweisen und wie die Gravitationswellen könnte diese Methode einen ganz neuen Blick auf das Universum eröffnen, der mit klassischen Methoden nicht möglich ist bzw. diese in Kombination noch weiter verbessern.

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Marcel Usner
Marcel Usner

Ich spreche mit Marcel Usner, Doktorand und wissenschaftlicher Mitarbeiter am Deutschen  Elektronen-Synchroton in Zeuthen über das Wesen der Elementarteilchen im allgemeinen und der Neutrinos insbesondere und über seine Arbeit am IceCube-Experiment. Wir diskutieren die Vorläufer des Experiments und seinen Aufbau und auf welche Weise hier Messungen überhaupt vorgenommen werden und welche Ergebnisse bisher schon produziert werden konnten bzw. welche Erkenntnisse künftig noch gewonnen werden könnten.

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