Satellitten med røntgensyn

I de tidlige timer den 23. oktober, 2011, ROSAT blev opslugt af Det Indiske Oceans bølger. Dette var afslutningen på en succeshistorie, der er uden sidestykke i tysk rumforskning. satellitten, udviklet og bygget af et team ledet af Joachim Trümper fra det Garchingbaserede Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, ikke kun fundet mere end 150, 000 nye kosmiske røntgenkilder, det revolutionerede også astronomi.

Bunken af ​​affald kom fra sydvest, fløj over Den Bengalske Bugt og styrtede til sidst i havet med 450 km/t. Der var ingen vidner. Fortjente den mest berømte tyske forskningssatellit ikke en mere passende finale? Det tyske ugentlige nyhedsmagasin Der Spiegel forbarmede sig i hvert fald og forsøgte at redde, hvad der kunne reddes. I en artikel med titlen "Directly in its Path" offentliggjort den 30. januar, 2012, den rapporterede, at ROSAT faldt til Jorden "bare knap manglede den kinesiske hovedstad Beijing." Satellitten "ville sandsynligvis have revet dybe kratere ind i byen." Magasinet mener, at katastrofen endda kunne have skadet tysk-kinesiske forhold. Joachim Trümper smiler bredt, når han bliver konfronteret med dette:"Sandsynligheden for, at en enkelt person kommer til skade, var cirka én ud af ti milliarder."

Når du taler med Trümper om ROSAT, du kan helt sikkert opdage en antydning af vemod. "Det var vores baby, " siger professor emeritus ved Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics. Den 78-årige har dedikeret mere end halvdelen af ​​sit forskningsliv til røntgen-satellitten. Joachim Trümper husker opsendelsesdatoen den 1. juni. 1990 som det var i går, og var, selvfølgelig, til stede på Cape Canaveral Space Center i USA. Et par dage før afgang, han rejste igen i elevatoren til toppen af ​​Delta II affyringssystemet. "Jeg tog et sidste kig på ROSAT gennem et vindue der, " siger astronomen.

Mens Trümper var sammen med nogle af sine teammedlemmer i USA, de, der var blevet hjemme, så lanceringen på det Oberpfaffenhofen-baserede forskningscenter. Kontrolcentret ved German Aerospace Center (kendt under sit tyske akronym DLR, Deutsches Zentrum für Luftund Raumfahrt) er den bayerske ækvivalent til Amerikas Houston, og var involveret i bemandede projekter som de to rumfærge-missioner D1 og D2 i 1980'erne og 1990'erne. Eksperterne forventedes nu at "flyve" den to et halvt ton ROSAT, værd adskillige hundrede millioner tyske mark på det tidspunkt, overvåge dens funktionalitet, og konstant sende kommandoer og modtage data via DLR-antennen i Lichtenau, nær Weilheim, Tyskland.

Fredag, 1. juni, 1990. Om aftenen, mere end 500 gæster er samlet i det tyske rumoperationscenter i Oberpfaffenhofen. Livetransmissionen fra Cape Canaveral blev transmitteret på en stor skærm. Fem minutter før planlagt start, et civilt fly dukkede pludselig op over campus; nedtællingen måtte afbrydes. "Det var standardjoken, som lanceringsholdet spillede, for at øge spændingen, " husker Trümper. Ti minutter senere, alt var tilbage på sporet. I Oberpfaffenhofen, værtinder serverede champagne, og gæsterne talte ned de sidste sekunder. Da raketten lettede ind i en perfekt blå himmel 8, 000 kilometer væk, alle råbte "Gå, gå, gå!" og Gilching brass band spillede marchmusik.

Mellem folkloren i Oberbayern og styrtet i Det Indiske Ocean ligger ikke kun et spænd på 21 år og 5 måneder, men også et usædvanligt frugtbart udbytte af videnskabelige resultater. Røntgenastronomi er en meget ung disciplin, da Jordens atmosfære kun tillader en brøkdel af strålingen fra det ydre rum, herunder synligt lys og radiostråling. Imidlertid, for at oplyse universet med røntgenøjne, vi er nødt til at efterlade Jordens beskyttende atmosfære bag os. Amerikanske forskere opdagede således Solens røntgenstråling i 1948 ved hjælp af en beslaglagt V2-raket. I dag, observatorierne er stationeret på satellitter.

Synligt lys kan let fokuseres ved hjælp af linser eller spejle, men dette kan ikke lade sig gøre i tilfælde af røntgenstråling. På grund af deres høje energiniveau, fotoner har en "penetrerende" effekt svarende til kuglernes. Af denne grund, i begyndelsen af ​​1950'erne, fysiker Hans Wolter udviklede princippet om et specielt teleskop, hvor parabolske og hyperbolske spejlsegmenter fokuserer det tilfældige røntgenlys i en lav vinkel. Planen var at indsætte et Wolter-teleskop på ROSAT.

Først, imidlertid, en eller to forhindringer skulle overvindes. Allerede i 1972 Joachim Trümper besluttede at begynde at udvikle det påkrævede instrument. Tre år senere, hans gruppe deltog i et nationalt udbud i Tyskland for større videnskabelige projekter. Ud af det store antal indsendte forslag, tre blev valgt. ROSAT var blandt dem.

I 1980, da det daværende tyske forbundsministerium for forskning og teknologi opfordrede til "væsentlig international involvering, " Trümper gik på udkig efter partnere. "For at undgå, at projektet blev bundet af bureaukrati i årevis, vi bad amerikanerne passe på opsendelsen. Og vi bad briterne om at bidrage til og drive en separat, mindre teleskop til det ekstreme ultraviolette område." Strategien slog ud, til gavn for hele projektet. I 1983, efter års studier, en række virksomheder (Dornier, MBB og Carl Zeiss) kom om bord. Ingeniørerne udviklede røntgenkameraer og byggede et 130 meter langt testanlæg kendt som Panter. Selve teleskopet havde en blænde på 83 centimeter og vejede cirka et ton. Den bestod af fire indlejrede spejle lavet af den varmebestandige glaskeramik Zerodur. Hvert af de guldbelagte spejle havde en unik overfladenøjagtighed:sammenlignet med et område på størrelse med Bodensøen, uregelmæssigheder ville svare til en bølge, der måler cirka en hundrededel af en millimeter.

Som resultat, teleskopet kom ind i Guinness Rekordbog for den glatteste overflade. Så kom den 28. januar, 1986:Challenger-rumfærgen eksploderede i en ildkugle kun 73 sekunder efter take-off. Alle syv astronauter døde, og USA's bemandede rumrejseprogram gik i pause i to et halvt år. ROSAT skulle faktisk sendes i kredsløb i 1987 - på en rumfærge. Dette var ikke længere muligt. "Vi skulle nu fuldstændig eftermontere satellitten til opsendelse med en raket, " siger Joachim Trümper.

Denne udfordring blev også mødt med succes. Og, til sidst, teknologien og designet var ikke de eneste rekordstore funktioner. Selv det første mål med missionen - at kortlægge hele røntgenhimlen med et billedteleskop - overgik alle forventninger. En af RO-SATs forgængere var Uhuru-satellitten, lanceret i december 1970. Med sine simple instrumenter – kollimerede proportionale tællere – opdagede den 300 nye himmellegemer. Et årti senere, Einstein observatoriet, med et Wolter-teleskop ombord, øget dette tal til 5, 000. Og så kom ROSAT på banen:inden for de første seks måneder alene, spejderen fandt mere end 100, 000 nye røntgenkilder.

ROSAT observerede efterfølgende udvalgte kilder:objekter i solsystemet, stjerner og gas i Mælkevejen, fjerne galakser. Denne anden fase skulle vare et år - som så blev til otte. Max Planck-forskerne kunne altid regne med et par overraskelser. Deres satellit leverede det første røntgenbillede af månen, og opdagede emissionerne fra Hyakutake-kometen. Sidstnævnte var oprindeligt et puslespil, da kometer blev anset for at være "beskidte snebolde". Men for at udsende røntgenlys, temperaturer på millioner af grader er nødvendige, eller meget højenergielektroner. Løsningen:kometer genererer ikke selv stråling, men er oplyst af deres interaktion med solvinden, en strøm af elektrisk ladede partikler.

ROSAT leverede det første komplette overblik over universet, fra de små brune dværge til de røde supergiganter, og observerede kompakte stjernerester såsom hvide dværge, neutronstjerner, sorte huller og supernova-rester. Undersøgelser af galaksegrupper og -klynger gav ny information om mørkt stofs rolle i udviklingen af ​​kosmos. Endelig, ROSAT beviste, at aktive galaktiske kerner og kvasarer på kanten af ​​rum og tid bidrager med mindst 80 procent til baggrundsstrålingen i røntgenområdet, dermed løse et 30 år gammelt puslespil.

Mens spejderen flittigt indsamlede data, dens gyros, bruges til at stabilisere satellitten i rummet, begyndte at mislykkes. Forskerne, især Günther Hasinger, som senere skulle blive Max Planck-direktør, og MBB-ingeniørerne, tilpassede hurtigt navigationssystemet og udstyrede ROSAT med en ny, endnu et ældgammelt system:det brugte kompas til at orientere sig efter Jordens magnetfelt. Satellitten fungerede nu perfekt igen. Den 25. april 1998, imidlertid, hovedstjernesensoren på røntgenteleskopet brød sammen. ROSAT var endelig blevet for gammel. På trods af de stigende forhindringer, observatoriet fortsatte indtil den 17. december, 1998. Kontakten gik tabt den 12. februar, 1999. ROSAT havde gjort mere end blot at opfylde sin mission. I alt 4, 000 videnskabsmænd fra 24 lande bruger dens data.