Das Erbe des James Webb Space Telescope: Das Habitable World Observatory

[Musik] das James Web Space Telescope hat der Allgemeinheit und der Wissenschaftsgemeinschaft eine Fülle von Erkenntnissen über das Universum verschafft mehrfach wurden rekordgalaxien oder Sterne gefunden die anscheinend nur wenige hunderte Millionen Jahren nach dem Urknall entstanden sind trotz der über 10 Milliarden Dollar die das Projekt bis zu seiner Fertigstellung kostete können die Ingenieure und Astronomen der NASA mehr als stolz sein dieses einzigartige Teleskop zu einem fernen Punkt der Erdumlaufbahn zum lagrange. 2 des erdeemondsystems gebracht zu haben dort wird es hoffentlich noch eine lange Zeit seine Bahnen ziehen und die Welt mit den spektakulärsten Bildern und Erkennnissen erfreuen doch da fragt man sich trotz all der darin verbauten technologischen Raffinesse und seiner Symbolkraft für die Astronomie war das James webpace Teleskop schon alles wird es eine era danach geben eine Zeit neuer Teleskope die noch bessere Bilder aufnehmen können als Web nun die Wissenschaftler und Ingenieure der verschiedenen weltraumorganisationen lassen sich da sicherlich nicht lumpen und haben bereits vor einigen Jahren das Konzept eines Nachfolgers vorgestellt der sehr stark an das James Webspace telescope angelehnt ist und viele Design knniffe übernimmt die Rede ist hier vom habitable world Observatory ehemals als large ultraviolet optical infrared Surveyor oder Lev bekannt wir wollen es hier kurz ho oder habitable weltenteneleskop nennen das Observatorium soll in seiner Ausstattung Web bei weitem übertreffen und in zwei möglichen Variationen derhkommen einmal mit einem 8 m weiten Spiegel und einmal mit einem beeindruckenden 15 m umfassenden primärspiegel bekannt als hvwa da fallen einem nicht nur die Laden herunter sondern es stellen sich auch berechtigte Fragen kann ein solches Teleskop überhaupt gebaut werden und ist es realistisch ein himmelsbeobachtungsinstrument dieser Größenordnung ins All zu befördern welche Herausforderung stehen den Ingenieuren und Wissenschaftlern im Weg die sich um ein solches megaprjekt bemühen wir wollen uns heute dem HwO dem habitable weltenteleskop widmen und entdecken was dieses Teleskop leisten könnte und wie es ausgestattet werden soll wir werden uns ausführlich seiner Technologie widmen seinen primären beobachtungszielen Exoplaneten und die Tatsache aufdecken dass extrasolare Himmelskörper mit diesem Teleskop sogar direkt beobachtet werden könnten kommt heute mit mir auf eine Reise zu einem der aktuell spannendsten teleskopprojekte die in Entwicklung befindlich sind lasst uns gemeinsam das habitable weltenteleskop entdecken das offensichtlichste habt ihr schon gesehen das Design des habitable Welten Observatoriums od das habitable world Observatory richtet sich ganz deutlich nach dem James Web Space Telescope und ja das ist auch nicht verwunderlich denn Teleskope dieser Größe haben ein ganz entscheidendes Problem keine Nutzlastverkleidung dieser Welt das ist der Frachtbereich einer Rakete kann ein vollständig aus itetes ho oder auch James Web Space Telescope transportieren das wäre nämlich nicht nur eine enorme Platzverschwendung für diese teuren und äußerst prestigtrrächtigen Observatorien sondern würde auch den teleskopkörper enorm gefährden wenn die bei den Teleskopen eingebauten hexagonalen Segmente enormen Belastungen und den starken Vibrationen ausgesetzt sind die beim Start einer Rakete und ihrem Flug durch die Atmosphäre üblicherweise auftreten deshalb halten sich Ingenieure und Designer an das bewrte Design vom James Web Space Telescope Projekt das betrifft vor allem den modularen Aufbau das James web space Teleskop verwendet segmentierte Spiegel die sich als extrem flexibel und präzise erwiesen haben beim HwO wollen die Ingenieure diese Technologie weiter verfeinern und erweitern indem es entweder mit einem Spiegel von sagenhaften 15,1 m Durchmesser ehemals als das LVO a bekannt oder ein einem 8 met großen Spiegel ausgestattet wird ehemals l B oder hvwob wie beim James Space Telescope sollen diese Spiegel aus mehreren Segmenten bestehen die sorgfältig ausgerichtet werden können um gestochen scharfe und detailreiche Bilder des Kosmos zu liefern diese modulare Bauweise ermöglicht nicht nur eine präzise Justierung im Weltraum sondern auch den potentiellen Austausch und die Wartung von Segmenten was die Lebensdauer und Einsatzfähigkeit des hos erheblich verlängern kann das betrifft allerdings nicht das James web space Teleskope da dieses mit einer Entfernung von über ein Million Kilometer von unserer Heimat an einem lagrangeepunkt des Erde mondsystems nicht gewartet werden kann könnte aber das ho betreffen wenn die NASA sich dazu entscheidet es in der Nähe der Erde zu lassen z.B in einem niedrigeren oder höheren Erdorbit die Möglichkeit defekte Segmente auszutauschen oder neue hinzuzufügen ohne das gesamte System zu ersetzen stellt einen entscheidenden Fortschritt dar der die Flexibilität und Nachhaltigkeit vom HwO erheblich verbessert diese modulare Architektur wird zudem durch fortschrittliche ausrichtungs und stabilisierungstechnologien unterstützt die sicherstellen dass die Spiegel auch unter extremen Bedingungen im Weltraum ihre Form und Funktion beibehalten das James web space Teleskop könnte nicht jene sagenhaften Bilder liefern die wir aus den letzten Monaten und Jahren gesehen haben wenn nicht seine Instrumente gut gekühlt wären das Teleskop arbeitet bei extrem niedrigen Temperaturen um Infrarotstrahlung von weit entfernten Objekten wie Galaxien Exoplaneten und Sternen zu erfassen und hat dabei gezeigt wie wichtig eine stabile thermische Umgebung für die Qualität der Beobachtung ist kurz je kälter die Instrumente des Teleskops desto schärfer werden die Beobachtungen da Photonen im Infrarot essentiell Hitzestrahlung bedeuten das HwO wird ebenfalls auf eine ausgeglügelte Temperaturregelung angewiesen sein um seine empfindlichen Instrumente zu schützen und konsistente Beobachtungsergebnisse zu gewährleisten das Teleskop soll eine aktive Temperaturkontrolle erhalten die es auf mehrere - 100° Celsus halten soll dadurch werden thermische Störung minimiert und die optischen Systeme in optimaler Betriebsbereitschaft gehalten diese Fähigkeit die Temperatur so präzise zu regulieren wird sicherstellen dass das ho über Jahre hinweg hoch auflösende und präzise Daten sammeln kann was für Langzeitstudien und die kontinuierliche Überwachung von Himmelsobjekten von entscheidender Bedeutung ist die Implementierung von fortschrittlichen kühltechnologien die während der James web space Teleskop Mission perfektioniert wurden wird es den Wissenschaftlern beim HwO ermöglichen auch in den anspruchsvollsten thermischen umgeb zu operieren wodurch die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der gesammelten Daten verbessert wird die Entwicklung und Integration fortschrittlicher wissenschaftlicher Instrumente sind ebenfalls ein Bereich in dem die Erfahrung des jamesb Space telescops einen tiefgreifenden Einfluss auf die Planung und Ausrüstung des neuen Teleskops haben das HwO wird mit einer Vielzahl hochentwickelter Instrumente ausgestattet die auf den bei Web gewonnenen Erkenntnissen basieren und diese weiterentwickeln zu den Instrumenten gehören unter anderem der extreme coronagraph for living planetary Systems kurz Eclipse der High Definition Imager HDI und das HwO ultraviolet multiobject spectrograph kurz Lumos diese Instrumente sind darauf ausgelegt eine breite Palette wissenschaftlicher Untersuchung zu ermöglichen von der detaillierten Analyse der Atmosphären entfernte Exoplaneten bis hin zur Erforschung der Entstehung und Entwicklung von ganzen Galaxie die genauen Spezifikation der Instrumente sind natürlich noch unklar doch wird das ho dank seiner in beiden Konfiguration deutlich größeren lichtsammelfläche besseren Kameras besseren Lichtsensoren und eine bis dahin noch fortgeschrittenen Kühlsystem in der Lage sein alle anderen Teleskope im Weltraum alt aussehen zu lassen das HwO wird um es mal kurz so auszudrücken einen ähnlichen Quantensprung für die Beobachtung von Himmelsobjekten einlut wie ist das James web space Teleskope im Vergleich zu Hubbel Tat die Bedeutung internationaler Zusammenarbeit und die Unterstützung durch verschiedene Raumfahrtagenturen und wissenschaftliche Institutionen sind ebenfalls zentrale Lehren aus dem James web space telescop Projekt bei diesem Projekt haben nämlich die NASA die europäische Weltraumorganisation ESA und die kanadische Weltraumagentur CSA zusammengearbeitet um die technologischen und finanziellen Herausforderung gemeinsam zu meistern das HwO wird ebenfalls von einer breiten internationalen Zusammenarbeit profitieren um die technologischen und wissenschaftlichen Herausforderung zu bewältigen die Zusammenarbeit ermöglicht es auch die besten wissenschaftlichen Köpfe aus der ganzen Welt zusammenzubringen und so ein breites Spektrum an Expertise und Perspektiven in die Mission einzubringen zudem wird die internationale Zusammenarbeit sicherstellen dass die gewonnenen Daten weltweit zugänglich und nutzbar sind was die wissenschaftliche Gemeinschaft als Ganzes stärkt und die globale Forschung vorantreibt für das HwO ist geplant eine mindestbetriebsdauer von 5 Jahren zu haben mit der Möglichkeit bis zu 25 Jahre zu funktionieren diese langfristige Planung ermöglicht es umfangreiche wissenschaftliche Daten zu sammeln und langfristige Studien durchzuführen wenn man z.B ein astronomisches Objekt etwa einen bestimmten Exoplaneten über die Zeit hinweg beobacht und z.B seine umlaufbahnparameter genauer kennenlernen so ist es wichtig ihn über einen längeren Zeitraum hinweg zu beobachten hier profitiert das ho davon dass die Teile austauschbar sein werden so könnte das Teleskop durch zusätzliche servicemission wie bei Hubble im Falle einer Fehlfunktion gerettet oder bei Alterung der Bauteile neue eingesetzt werden oder man entwickelt bessere Sensoren wodurch das telesk aufgerüstet werden kann doch wie genau sieht das Teleskop aus welche technologischen Details können wir erwarten und wie soll das Teleskop in den Weltraum befördert werden diesen spannenden Fragen widmen wir uns im nächsten Kapitel die Entwicklung des formals large UV optical infrared Surveyor genannt h steht als ein monumentales Projekt in der modernen Astronomie und Raumfahrttechnik das selbst die bah reende Fertigung das James web space Teleskops in den Schatten stellen wird schon bei Web haben die Forscher nicht gegeizt und ihm weite Beobachtungsmöglichkeiten im Infraroten gegeben jenem Teilbereich des elektromagnetischen Spektrums in dem vor allem temperaturinformationen gesammelt oder sehr kalte Objekte im Kosmos beobachtet werden können mit dem HwO wollen die Wissenschaftler ein Teleskop bauen das in der Lage ist das Universum neben dem infraroten auch im ultra violetten und im optischen Bereich zu observieren diese Vielseitigkeit ermöglicht eine detaillierte Untersuchung von Himmelskörpern wie Exoplaneten Sternen und fernen Galaxien die bisher nur teilweise oder gar nicht sichtbar waren durch die Kombination dieser verschiedenen beobachtungswellenlängen können Wissenschaftler nun Phänomene wie die Entstehung von Sternen und Planeten die Struktur und Zusammensetzung ferner Galaxien und die physikalischen Eigenschaften von Exoplaneten sphärisch und strukturell analysieren und das sensationelle am HwO wird sein die verschiedenen Wellenbereiche können gleichzeitig beobachtet werden bislang gab es z.B bei Hubble das übrigens in den gleichen Bereichen wie das HwO beobachten kann nur die Möglichkeit jeweils eine Wellenlänge gleichzeitig abzudecken mit dem HwO sparen die Wissenschaftler also Zeit und sind viel effizienter ein Himmelsobjekt mit einer einzigen achtung gleich in mehreren Spektren aufzunehmen ein zentraler Bestandteil des ho Projektes ist die akrebische Planung und Berechnung der technischen Ressourcen insbesondere der Massen und energiebudgets die Ingenieure und Wissenschaftler die an diesem Projekt arbeiten haben eine Vielzahl von Komponenten und Systemen entwickelt die sehr genaue Masse und energieanforderung haben diese Komponenten umfassen unter anderem die Haupt und sekundärpiegel die durch jahrzehntelange Forschung und Entwicklung in der spiegelmontagetechnologie perfektioniert wurden hier hat man schon mit dem James web space Teleskop große Erfahrungen sammeln können dieses Wissen wird für das HwO im wahrsten Sinne des Wortes Goldwert sein wenn man bedenkt dass die verschiedenen hexagonalen Segmente des James weap space Teleskops mit einer hauchdünnen Schicht aus Gold überzogen wurden hinzu kommen das thermische management system das dafür sorgt dass das Teleskop auch in den extremen Temperaturbedingungen des Weltraums optimal funktioniert und verschiedene wissenschaftliche Instrumente wie den bereits angesprochenen High Definition Imager das hochauflösende Bilder von Himmelskörpern liefert und das extreme coronraph for living planetary Systems Eclipse das speziell für die Untersuchung von Exoplaneten entwickelt wurde alle diese Komponenten müssen nicht nur leicht genug sein um in den weltraumtransport zu werden sondern auch robust genug um die extremen Bedingungen des Weltraums zu überstehen diese zusätzlichen Kapazitäten ermöglichen es den Ingenieuren Anpassungen und Optimierung während der Entwicklungs und Testphasen vorzunehmen um sicherzustellen dass das Teleskop alle Anforderungen erfüllt und eventuell auftretende technische Herausforderungen bewältigen kann aufgrund seiner Größe wurden schon beim James space Teleskop einige Scheidung gemacht die vor allem das Design betreffen um in die Ariane 5 zu passen deren Nutzlastverkleidung nicht gerade die größte ist musste man das James Swap space Teleskope Falten das war eine sehr komplexe Aufgabe da die einzelnen Segmente des Hauptspiegels fast lupenlos aufeinander passen mussten um einen möglichst unterbrechungsfreien primärspiegel zu gewährleisten bei dem man wenn man ihn betrachtet nicht annehmen würde dass er aus ein Vielzahl hexagonaler Segmente besteht diese mussten nämlich so genau platziert sein dass sie nur einige Nanometer voneinander entfernt sein dürften um die Aufnahmefähigkeit des Teleskops und sein reibungsloses Funktionieren nicht zu beeinträchtigen jetzt stellt euch diese Komplexität für ein Teleskop vor das in seiner größten Variante die mehrfache primärspiegelfläche des James web space Teleskops besitzt die Designer des ho haben sicherlich graue angesichts dieser Aufgabe bekommen können aber immerhin auf Jahrzehnte von Forschung und Wissen zurückgreifen die mit Web gewonnen werden konnten die Entfaltung des sekundärspiegels stellt eine weitere erhebliche Herausforderung dar ursprünglich wurde ein Design ähnlich dem des James space Teleskops verwendet bei dem die Stützstruktur des sekundärspiegels ausgefahren wird dieses Design wurde aufgrund seiner bewrten Stabilität zunächst bevorzugt die Verlässlichkeit des Web Designs kombiniert mit kleineren Anpassung und Optimierungen stellte sicher dass der Sekundärspiegel sicher und präzis entfaltet werden kann was für die Gesamtleistung des Teleskops von entscheidender Bedeutung ist auch die Frage der Abschirmung des primärspiegels gegen Streulicht und thermische Einflüsse war von großer Bedeutung in den frühen Phasen der Designentwicklung wurde die Möglichkeit untersucht ob eine große abschirmröhre die an den teleskopauslegern befestigt ist Vorteile bringen könnte diese abschimmung sollte den primärspiegel vor unerwünschtem Licht und Hitze schützen die die Beobachtung beeinträchtigen könnten die Analyse ergab jedoch dass eine solche abschimmung keine signifikanten Vorteile bot und die thermische Stabilität nur geringfügig verbesserte zudem hätte die zusätzliche Struktur das Gewicht und die Komplexität des HwO Teleskops massiv erhöht was wiederum andere Designaspekte negativ beeinflusst hätte daher wurde entschieden auf diese zusätzlichen Strukturen zu verzichten und stattdessen auf bewrte Methoden zur Kontrolle von Streulicht und Temperatur zu setzen diese Entscheidung reduzierte nicht nur die Komplexität und das Gewicht des Teleskops erheblich sondern ermöglichte auch eine schlankere und effizientere Bauweise die hinter dem Teleskop stehenden Daten und das Vorhaben sehen ja wohl sehr beeindruckend aus doch wie will die NASA das Ding Ding überhaupt ins All befördern so ein riesiges Teleskop muss ja irgendwie transportiert werden doch auch hier haben sich Wissenschaftler und inineieure bereits Gedanken gemacht hallo liebe Fans habt ihr noch mehr Lust auf ügis Kosmos und reichen euch die wöchentlichen Videos nicht aus dann werdet doch kanalmitglied unterstützt mich in einer von drei Klassen und erhaltet spannende Extras als sternenucker erhaltet ihr exklusiven Zugang zu Livestreams die alle zwei Wochen auf meinem Kanal stattfinden werdet im Video Abspann genannt und bekommt die Rolle sternenucker in meiner exklusiven discord Community nur für kanalmitglieder und patreons außerdem unterstützt ihr direkt yügis Kosmos als galaktischer Bürger wiederum könnt ihr meine Videos ohne Werbung genießen an Livestream Abstimmungen teilnehmen und erhaltet Work in Progress Updates sowie die entsprechende Rolle auf discord zusätzlich zu allen Vorteilen der sternkucker und als kosmischer Entdecker schließlich nimmt ihr einmal pro Monat an exklusiven buchverlosungen Teil bekommt deep dives von teleskopbildern und die passende Rolle auf discord sowie alle Vorteile von sternenkuckern und galaktischen Bürgern zusammengenommen werdet kanalmitglied und erfreut euch der spannenden Extras und keine Sorge alle Videos die auf diesem Kanal erscheinen werden auch weiterhin kostenlos bleiben die kanalmitgliedschaften sind nur für extra Inhalte der Countdown läuft die Spannung steigt ins unermessliche alle Augen sind auf die Startrampe gerichtet auf der eine gewaltige Rakete in den Himmel ragt bereit ihre kostbare Fracht in die Weiten des Alls zu tragen in ihrem Inneren ruht das ho Teleskop ein Meisterwerk der Ingenieurskunst und der wissenschaftlichen Ambition mit seinen gigantischen Spiegeln und hochempfindlichen Instrumenten ist es darauf ausgelegt die geheim des Universums zu entschlüsseln und uns einen Blick auf Welten zu ermöglichen die bisher jenseits unserer Vorstellungskraft lagen doch bevor das Teleskop seine epochale Reise antreten kann muss es zunächst die fesselnde Erdanziehungskraft abstreifen hierfür bedarf es einer Rakete die nicht nur die enorme Masse des Teleskops stemmmen sondern auch die empfindliche Fracht sicher durch die turbulenten Schichten der Atmosphäre manövrieren kann die wah des richtigen Trägersystems ist von entscheidender Bedeutung denn sie stimmt die Grenzen dessen was das ho Teleskop erreichen kann jedes zusätzliche Kilogramm an Nutzlast eröffnet neue Möglichkeiten jeder Zentimeter an Volumen ermöglicht die Integration zusätzlicher Instrumente die Rakete ist nicht nur ein Transportmittel sie ist sozusagen der Schlüssel zu den Sternen und zu den unendlichen Weiten des Kosmos die darauf warten von uns erkundet zu werden unter den verschiedenen Optionen die für den Start des ho Teleskops in Betracht gezogen werden sticht das Space Launch System kurz SLS der NASA hervor dieses leistungsstarke Trägersystem das speziell für die Anforderung von Missionen jenseits der Erdumlaufbahn entwickelt wurde bietet eine beispiellose Flexibilität und Anpassungsfähigkeit mit seinen verschiedenen Konfigurationen die von der kompakten Lock 1b bis zur mächtigen Block 2 reichen kann das SLS auf die spezifischen Bedürfnisse des ho Teleskops zurecht geschnitten werden für die größte Variante des Teleskops das ehrgeizige hwoa mit seinem 15 m durchmessenen Hauptspiegel ist die SLS Block 2 Cargo Konfiguration vorgesehen diese gewaltige Rakete die mit ihren strahlend weißen Triebwerken und den markanten Boostern an eine Kathedrale des raumfahrzeitalters erinnert verfügt über die Leistung und die Kapazität um das Teleskop sicher an sein Ziel zu bringen für die kompaktere Version des Teleskops das immer noch beeindruckende hwob steht die SLS Block oneb Cargo Konfiguration bereit auch wenn sie in ihren Dimensionen etwas bescheidener ausfällt bietet sie dennoch mehr als genug Schubkraft und Stauraum um das Teleskop zu seinem vorhergesehenen Beobachtungsposten zu transportieren die Ingenieure der NASA arbeiten unermüdlich daran dass SLS rechtzeitig für den stat des ho Teleskops einsatzbereit zu machen doch dürfen wir selbstverständlich nicht den Platz vergessen jenes Unternehmen das wohl die Zukunft der Raumfahrt beeinflusst hat wie kein anderer privater oder staatlicher Akteur jemals zuvor SpaceX hat mit dem Starship einen erheblichen technologischen Vorsprung im Transport von Weltraumteleskop erreicht der gleich auf mehreren Ansätzen beruht zum einen ist die Transportkapazität des Starship raketensystems beispiellos die Nutzlastverkleidung dieser Rakete kann in seiner nicht wiederverwend en Konfiguration bis zu 250 Tonnen in eine niedrige Erdumlaufbahn auch Leo genannt transportieren und in seiner wiederverwendbaren Konfiguration immer noch beeindruckende 100 bis 150 Tonn diese enorme Tragfähigkeit ermöglicht es selbst die größten und schwersten Teleskope mit einer einzigen Mission ins All zu befördern ohne die Notwendigkeit von aufwendigen und riskanten Montagearbeiten im Orbit im Vergleich dazu sind die Kapazitäten anderer derzeitiger Trägersysteme deutlich eingeschränkter was SpaceX einen klaren Wettbewerbsvorteil verschafft insbesondere bei der Durchführung von Missionen die den Transport umfangreicher wissenschaftliche Instrumente erfordern doch würde man ha ins weltil befördern so müssten sich Wissenschaftler einen Faltmechanismus einfallen lassen wie er auch beim James space Teleskop angewandt wurde zweitensetet die ständige Wiederverwendbarkeit des starships Systems nicht nur wirtschaftliche Vorteile sondern erhöht auch die Flexibilität und die Häufigkeit von Weltraummission erheblich durch die wiederholte Nutzung des gleichen Trägersystems können die Startkosten pro Mission drastisch reduziert werden was den finanziellen Spielraum für umfangreichere wissenschaftliche Projekte deutlich erweitert dies ist entscheidend den die Kosten für den Transport oft einen beträchtlichen Teil des Budgets Weltraummissionen ausmachen zudem erlaubt die schnelle Wiederverwendbarkeit eine engere Taktung von STS wodurch sich die Wartezeiten für den Transport von Teleskopen erheblich verkürzen dies ist besonders relevant für internationale wissenschaftliche Kooperationen und Projekte die auf präzise und zeitnahe Platzierungen im Orbit angewiesen sind beispielsweise könnte ein Projekt zur Untersuchung kurzfristiger astronomischer Ereignisse wie supernovel oder gameray bursts von der schnellen Verfügbarkeit eines wiederverwendbaren Trägersystems profitieren indem es rasch neue Instrumente oder Ersatzteile ins All bringt und jetzt stelle man sich vor dass das ho in einem weiten Erdorbit seine Bahnen zieht plötzlich merken Wissenschaftler dass der Arm auf dem der Sekundärspiegel befestigt ist eine Biegung aufweist die beim Transport des Teleskops in der Nutzlast Verkleidung der Rakete geschehen sein muss so weicht der Sekundärspiegel nur 0,75 gr von seiner idealen Position ab mit dem bloßen Auge wäre das kaum sichtbar doch für ein Instrument das für eine Nanometer genaue Arbeitsweise entworfen wurde ist das eine Katastrophe so würde man nämlich Bilder erhalten die sehr verwaschen wären und nicht nach dem Aussehen was ein multimilliarden Dollar Teleskop eigentlich leisten sollte die Ingenieure raufen sich fluchend die Haare und sehen schon ihre Jobs in Gefahr doch zum Glück wurden wieder verwendbare Raketenstufen bei SpaceX schon vor einigen Jahren derart etabliert dass sie mittlerweile sehr zuverlässig sind innerhalb von nur wenigen Wochen wird eine servicemission zum ho gesendet die nicht nur den verbogenen sekundärspiegelarm wieder gerade biegt sondern auch gleich eine komplett Überprüfung des Teleskops veranlasst bei dieser wird dann festgestellt dass zwei der hexagonalen Segmente nur haarbreite Risse erfuhren die wohl auch beim Transport des Teleskops entstanden sind kurzer Hand zückt einer der en einfach zwei ersatzsegmente aus seiner Tasche die in einer kleinen Vakuumkammer und auf einem Podest aus Polstern tronen die Reise ins All unbeschadet überstanden haben und auf ihren Einsatz warten in einem Außeneinsatz reparieren zwei Astronomen das Teleskop setzen die beiden Segmente ein und kehren in die Sicherheit ihres Raumschiffs zurück sie fliegen zurück in einen transferorbit wo bereits eine wiederverwendbare Raketenstufe nur darauf wartet sie auf die Erdoberfläche zurückzubringen so ähnlich wenn auch nicht mit wieder verwendbaren Raketenstufen wurde das auch vor einigen Jahren bei Hubble gemacht als ich nur vier Jahre alt war und sowohl von Raumfahrt als auch von tuten und blasen null Ahnung hatte wurde das Weltraumteleskop im Jahr 1990 im All ausgesetzt schon bald entdeckten Wissenschaftler aber ein riesiges Problem ausgerechnet Hauptspiegel das wichtigste Instrument des ganzen Teleskops war fehlerhaft und lieferte unscharfe Bilder doch die NASA hatte einen Plan zur Rettung dieses ehrgeizigen Projektes 1933 startete die erste von insgesamt fünf Servic missission mit dem Space Shuttle endeavor diese Mission bekannt als SDS 61 war einer der kompliziertesten reparatureinsätze in der Geschichte der Raumfahrt Astronauten installierten das corrective optic Space Telescope actual replacement kurz Costa ein System von korrekturlinsen dass die Abbildungsfehler des Hauptspiegels beheben sollte die Reparatur war ein großer Erfolg und ermöglichte es Hubble erstmals klare und beeindruckende Bilder des Universums zu liefern diese Mission markierte den Beginn einer Reihe von wartungsflügen die habubel nicht nur am Leben hielten sondern seine Fähigkeiten kontinuierlich verbesserten die folgenden servicemission Bauten auf diesen Erfolgen auf 1997 wurde die zweite servicemission durchgeführt wobei Astronauten neue Instrumente wie die near infrared camera and multiobject spectrometer kurz nickmos und das Space Telescope imaging spectrograph kurz STIs hinzufügten die dritte Servic missission musste aufgrund der Komplexität in zwei Teile aufgeteilt werden STS 103 im Jahr 1999 und STS 109 im Jahr 2002 diese Mission beinhalteten den Austausch in die Reparatur wichtiger Komponenten wie Gyroskop und Solarzellen um die Lebensdauer des Teleskops zu verlängern schließlich im Jahr 2009 führte die NASA die fünfte und letzte servicemission sts15 zu einer umfassenden Modernisierung von Hubel dabei wurden alte Instrumente durch neue leistungsfähigere ersetzt und alle verbleibenden korrekturoptiken durch integrierte Systeme ersetzt die den spiegelfehler direkt korrigierten wenn wir uns also anschauen wie häufig Hubel repariert und erweitert wurde und wie sehr die Einsatzfähigkeit eines Teleskops von diesen servicmissionen abhängt können wir uns nur allzu gut vorstellen was ein moderneres noch stärker auf Reparaturen und Upgrades ausgelegtes Teleskop wie das HwO leisten können wird und wie viele Jahrzehnte es potenziell im Weltraum bleiben und uns mit den neuesten Erkenntnissen versorgen könnte das HwO Teleskop wird uns faszinierende Einblicke in die Tiefen des Universums gewähren natürlich können wir uns vorstellen dass wir mit ihm allerh Himmelsobjekte untersuchen werden die stellaren Geburtsstätten von Sternen ferne Galaxien riesige Sterne und die leuchtschwächsten Objekte des Kosmos werden alle mit dem Teleskop noch sichtbarer und besser zu entdecken sein als mit dem James space Teleskop doch Bergen seine Fähigkeiten das Potenzial eine der größten Fragen der Menschheit zu beantworten sind wir allein im All mit seinen in der größeren Version riesigen primärspiegel den modernsten Instrument und seine Erweiterbarkeit wird es nach Exoplaneten suchen die ähnliche Bedingungen aufweisen wie unsere Erde und möglicherweise sogar Leben beherbergen könnten stellt euch vor wir entdecken einen Planeten mit einer üppigen erdähnlichen Landschaft exotischen Lebensformen und eine Atmosphäre die der unseren ähnelt eine solche Entdeckung würde unser Verständnis vom Leben im Kosmos auf den Kopf stellen und uns vor Augen führen dass wir nicht allein sind mit dem ho haben wir die einmalige Chance Antworten auf diese existenziellen Fragen zu finden und unseren Platz im kosmischen Gefüge auf die Spur zu kommen doch wie genau wollen Astronomen mit dem Teleskop bei der Suche nach habitablen Exoplaneten Vorgehen Wissenschaftler beginnen damit bereits im Vorfeld also bevor das ho überhaupt ins All startet eine sorgfältig katierte Liste von Sternen zu erstellen die besonders vielversprechend erscheinen dabei berücksichtigen sie eine Vielzahl von Faktoren wie z.B die Entfernung des Sterns zur Erde seine Größe und Leuchtkraft sowie mögliche Anzeichen für das Vorhandensein von Planeten in seiner Umlaufbahn sobald diese Liste erstellt ist und sich das Teleskop im Weltraum befindet richten Sie es auf jeden einzelnen dieser Sterne aus und beobachten ihn über einen längeren Zeitraum hinweg mit höchster Präzision sie suchen nach winzigen Lichtpunkten die sich in unmittelbarer Nähe des Sterns befinden und ihn umkreisen ein undrückliches Zeichen dafür dass es sich um einen Planeten handeln könnte doch um sicherzugehen dass es sich nicht um eine optische Täuschung oder ein anderes Phänomen handelt verfolgen die Wissenschaftler die Bewegung dieser Lichtpunkte akribisch über mehrere beobachtungszyklen hinweg nur wenn sich der potentielle Planet im Gleichschritt mit seinem Stern bewegt und seine Position relativ zu konstant bleibt können Sie mit Gewissheit sagen dass sie tatsächlich einen neuen Himmelskörper entdeckt haben nachdem die Wissenschaftler einen Planeten entdeckt haben steht die nächste große Frage im Raum befindet er sich in der habitablen Zone seines Sterns diese Zone auch goldlöckchenzone genannt beschreibt den perfekten Abstand eines Planeten von seinem Stern der es ermöglicht dass flüssiges Wasser auf seiner Oberfläche existieren kann ist der Planet zu nah am Stern wird es zu heiß und das Wasser würde verdampfen ist er zu weit weg gefriert das Wasser zu Eis doch in der habitablen Zone herrschen genau die richtigen Temperaturen die die Grundlage für Leben wie wir es kennen bilden um herauszufinden ob ein entdeckter Planet in diesem vielversprechenden Bereich liegt analysieren die Astronomen sorgfältig die Umlaufbahn und die Eigenschaften des Planeten sowie seines Sterns sie erstellen komplexe Modelle und Simulationen die verschiedene Faktoren wie die Größe und Leuchtkraft des Sterns die Entfernung des Planeten und seine mögliche Atmosphäre berücksichtigen wenn alle Daten darauf hindeuten dass der Planet tatsächlich in der habitablen Zone liegt beginnt die Suche nach Anzeichen von Wasser in seiner Atmosphäre dafür nutzen die Wissenschaftler im HwO verbaute hochempfindliche Spektrographen die das Licht des Planeten in seine einzelnen Bestandteile zerlegen und nach charakteristischen Mustern suchen die auf das Vorhandensein von was Dampf hindeuten es können mehrere Spektren gleichzeitig untersucht werden eine der besonderen Eigenschaften dieses Teleskops wenn die Forscher fündig werden haben sie einen aussichtsreichen Kandidaten für eine sogenannte zweite Erde gefunden doch soll das ho die Planeten nicht nur einfach aufspüren nein es soll sie regelrecht jagen ihnen der Art auf die Pelle rücken dass sie alle ihre Geheimnisse preisgeben die Wissenschaftler wollen die Exoplaneten direkt aufnehmen stellt euch vor ihr steht in einem Kontrollraum umgeben von Bildschirmen und blinkenden Lichtern vor euch erstreckt sich eine riesige Leinwand die ein atemberaubendes Bild zeigt ein Bild das direkt vom HW Teleskop im Weltall übertragen wird mit seiner gewaltigen Sammelfläche die der Größe eines Tennisplatzes entspricht und seiner Fähigkeit Licht im ultravioletten sichtbaren und infraroten Bereich einzufangen ist HwO das größte und leistungsfähigste Weltraumteleskop das jemals gebaut wurde und jetzt da Ihr indirekt durch seine Linse blickt seht ihr Dinge die noch nie zuvor ein menschliches Auge erblickt hat ihr seht Planeten die hunderte von Lichtjahren entfernt sind in solch erstaunlichen Details dass es euch den Atem raubt extrasolare Gebirgszüge die in die Wolken ragen weite Ebenen die sich bis zum Horizont erstrecken vielleicht sogar das Glitzern eines fernen Ozeans all das wird sichtbar als ob ihr direkt darüber fliegen würdet ihr seid zeugen von Dingen die nur wenige zuvor gesehen haben das erste Mal in der Geschichte der Menschheit wurde die Oberfläche eines Planeten außerhalb der Sonne aufgenommen doch dürfen wir uns solche Bilder natürlich nicht so vorstellen als würde man eine Sonde direkt an einem Exoplaneten vorbeifliegen lassen selbstverständlich würden die Bilder mit dem ho ziemlich pixeligch aussehen die würden vielleicht so aussehen wie die Bilder des Hubble Space Teleskops von Pluto man könnte zwar grobe Formen und Landschaften eines Planeten ausmachen sollte aber nichts hochauflösendes erwarten nichtsdestotrotz würde die Landschaftsaufnahme ein extrasolaren Planeten eine enorme Errungenschaft für die Astronomie sein und eine regelrechte Revolution für die Himmelsbeobachtung bedeuten doch greifen wir um einige Jahrzehnte vor ein Teleskop das erst in den 2040er Jahren wenn überhaupt in den Weltraum gelangen soll observation von exoplanetarischen Landschaften das klingt alles sehr stark nach Science Fiction hinterlässt aber eine spannende Frage warum ist es so witig diese Planeten direkt zu beobachten anstatt sie indirekt durch die Schwankung in der Helligkeit ihrer Sterne zu studieren wenn sie vorüberziehen oder sie durch das gravitative ziehen zu entdecken dass sie an ihrem Stern verursachen und dessen Licht dann folglich in unterschiedlichen Frequenzen bei uns ankommt also so wie man es bislang immer gemacht hat um das zu verstehen versucht euch in einen Kunstkritiker hineinzuversetzen ihr habt die Aufgabe ein Gemälde von KCH zu bewerten ihr habt jedoch eine wichtige Beschränkung ihr dürft nur den Schatten betrachten den es wirft ihr könntet die groben Umrisse des Rahmens erkennen vielleicht die allgemeine Form aber die wahre Schönheit die leuchtenden Farben die geschwungenen Pinselstriche die feinen Nuancen der Textur all das würde euch entgehen genauso verhält es sich mit Planeten wenn wir sie nur durch die klassischen Methoden wie lichtkurvenschwankung oder dem gravitativ bedingten wobbeln ihres Sterns erkennen können wir viele wichtige Details nur erahnen wir können Größe ihre Umlaufbahn Masse und vielleicht sogar wenn Licht bei einem Transit durch ihre Atmosphäre scheint absorbiert wird und zu uns gelangt eine Spektroskopie vornehmen und herausfinden welche Elemente in der Atmosphäre existieren wir verpassen aber all die faszinierenden Details die sie einzigartig und spannend machen all die potenziellen Gebirge und Täler Flüsse Seen Meere und die sie umgebenenden Atmosphären mit dem ho soll sich das ändern indem es das von Exoplaneten reflektierte Sternlicht direkt einfängt kann dieses Teleskop ihre Atmosphären analysieren und nach Anzeichen von Wolken Wetter und vielleicht sogar nach chemischen Signaturen suchen die auf die Anwesenheit von Leben hindeuten könnten ohne dass der Planet mittels eines Transits an der Scheibe seines Sterns an uns vorbei ziehen muss das ho könnte Landschaften sehr grob abbilden und wir hätten eine Ahnung davon wie der Planet aussieht welche Farbe er besitzt ob es einen wasserozean gibt und noch vieles mehr doch halt werden nicht erdbasierte Observatorien wie das giant Magellan Teleskope oder das extremely large Teleskop gebaut zwei Teleskope der nächsten Generation die einen viel größeren Spiegeldurchmesser als ho haben werden werden das nicht die größten Optis Beobachtungsinstrumente auf der ganzen Welt sein und werden sie nicht viel mehr Licht auffangen können als ein James web space Teleskop es jemals können wird warum sollten wir uns die Mühe machen ein HwO mit mehreren Milliarden Dollar Baukosten ins All zu schicken wo wir doch bereits so viele leistungsstarke Teleskope auf der Erde haben die Antwort liegt in unserer Atmosphäre dieser dünnen turbulenten Schicht aus Gasen die unseren Planeten umhüt für uns ist sie lebenswichtig aber wenn wir mal diese recht nützliche Eigenschaft außer Augen lassen ist sie für Astronomen und erdgebundene Beobachtung ein wahres Ärgernis die sich ständig bewegenden Luftmassen verbiegen und verzerren das ankommende Licht wodurch Sterne flackern und Bilder unscharf werden bodengebundene Teleskope können einen Teil dieses Effekts durch den Einsatz sogenannter adaptiver Optiken und anderer Tricks ausgleichen aber es gibt eine Grenze für das was Sie erreichen können um wirklich scharfe detaillierte Ansichten des Kosmos zuhalten müssen wir diese störende Schicht hinter uns lassen und genau das wird ho tun hoch über der Atmosphäre in der klaren kalten Stille des Weltraums wird dieses Teleskop Bilder von unvergleichlicher Klarheit und Schärfe produzieren natürlich ist die direkte Abbildung von Exoplaneten keine einfache Aufgabe der welttraum mag leer erscheinen aber in Wirklichkeit ist er voller te die einen Planeten vorttäuschen oder aus unserem Blickfeld verbanden können da sind die Sterne strahlende Kugeln aus Plasma die den Nachthimmel erhellen und und mit ihrem Glanz alle Planeten überstrahlen und dann ist da noch der interstellare Staub die Fuß und allgegenwärtig der das Licht auf subtile aber signifikante Weise streuen und verzerren kann in diesem kosmischen Getümmel einen echten Planeten zu identifizieren ist als würde man ein im Heuhaufen suchen während der Heuhaufen in Flammen steht und man Handschuhe trägt aber HwO ist für diese Herausforderung bestens gerüstet mit seiner Fähigkeit Bilder in schneller Folge und in mehreren Wellenlängen gleichzeitig aufzunehmen kann das Teleskop die einzigartigen Bewegungs und farbsignaturen von Planeten erfassen durch den Vergleich von Bildern die zu verschiedenen Zeitpunkten aufgenommen wurden können Wissenschaftler die Bewegung eines Planeten auf seine Umlaufbahn Verfolg und ihn von stationären hintergrundobjekten unterscheiden und indem Sie die genauen Farben des vom Planeten reflektierten Lichtes analysieren können Sie ihn von Sternen oder braunen Zwergen unterscheiden die eine ähnliche Größe und Helligkeit aufweisen könnten es ist wie ein kosmisches Spiel von wo ist Walter bei dem HwO seine hochentwickelten Augen und sein algorithmisches Gehirn einsetzt um den planetaren Preis zu finden und wenn das ho einen viel sprechenden Planeten findet einen der sich in der habitablen Zone seines Sterns befindet wo die Temperaturen den flüssigen Zustand von Wasser erlauben dann beginnt die eigentliche Arbeit mit seinen hochempfindlichen Spektrometern wird das Teleskop das Licht des Planeten in seine einzelnen Bestandteile zerlegen nach den eindeutigen spektralen Fingerabdrücken bestimmter Moleküle suchen einer der wichtigsten Stoffe nach denen es suchen wird ist wenig überraschend Wasser insbesondere Wasserdampf in der Atmosphäre des Planeten Wasser ist ein entscheidender Bestandteil des Lebens wie wir es kennen aber Wasser aufzuspüren ist nicht einfach im Gegensatz zu einigen Molekülen die starke leicht erkennbare Absorptionslinien erzeigen ist der spektrale Fingerabdruck von Wasser subtil und komplex eine Reihe von schwachen Absorptionen im Infrarotbereich die leicht übersehen oder mit anderen Substanzen verwechselt werden können um es zuverlässig zu erkennen braucht man ein Instument mit der Empfindlichkeit und Präzision vom ho selbst eine winzige Menge an Wasserdampf ein paar Teile pro Million könnte ausreichen um vom ho in Entfernung von einigen Hunderten Lichtjahren nachgewiesen zu werden stellt euch vor ihr würdet die Atmosphäre eines Planeten atmen der Lichtjahre entfernt ist und nach dem vertrauten Geschmack von Feuchtigkeit suchen das ist die Art von Leistung zu der HBO fähig sein wird aber Wasser ist nur der Anfang mit seiner breiten Palette von Instrumenten wird das ho nach einer Vielzahl von Molekülen Suchen von einfachen Verbindungen wie Kohlendioxid und Methan bis hin zu komplexeren organischen Molekülen die Bausteine des Lebens sein könnten es wird nach Anzeichen von Sauerstoff und Ozon suchen die auf das Vorhandensein fotosynthetischer Organismen hindeuten könnten mit jeder Entdeckung mit jedem neuefundenen Molekül werden wir ein klareres Bild davon erhalten wie die Atmosphäre und die Oberfläche des Planeten beschaffen sind und ob der neugefundene Planet ein Ort sein könnte an dem Leben gedeihen kann und wenn wir genug dieser bewohnbaren Welten finden beginnen wir vielleicht Muster zu erkennen gemeinsame Themen und Merkmale die uns Aufschluss darüber geben wie das Leben im Universum entsteht und sich entwickelt es wäre eine Entdeckung von monumentaler Bedeutung eine die unseren Platz im Kosmos neu definieren und unser Verständnis unser eigenen Existenz verändern könnte natürlich ist die Suche nach Leben im Universum eine gewaltige Herausforderung und es gibt keine Garantie für Erfolg selbst mit einem Teleskop wie dem HwO aber mit diesem werden wir das beste Werkzeug haben D die Menschheit je geschaffen hat um diese epische Suche zu verwirklichen mit seiner Kombination aus riesiger Spiegelfläche exquisite Bildschärfe und vielseitigen instrumentellen Fähigkeiten wird es in der Lage sein Welten zu erkunden die bislang als unerreichbar galten uns einen klareren detaillierteren Blick auf die Planeten in unserer Galaxie zu ermöglichen und uns vielleicht sogar den ersten Beweis für Leben jenseits der Erde zu liefern und während wir durch die Linse von Ho schauen und staunen über die Wunder die enthüllt werden werden wir vielleicht einen neuen Sinn für unseren Platz im Universum gewinnen ein Gefühl der Verbundenheit mit dem größeren Kosmos und allen möglichen unbekannten Lebensformen die ih be Kön es wird eine Reise wie keine andere sein eine Reise der Entdeckung die die Menschheit für immer verändern könnte [Musik] moon and Mars