NuSTAR (kurz für Nuclear Spectroscopic Telescope Array) ist ein Hochenergie- Röntgen- Teleskop, das die Erde in einem zirkulären Orbit umkreisen und zwei bis fünf Jahre im Einsatz sein soll.
Ein Flugzeug (Bild 3) hob am Mittwoch um 18.30 Uhr MESZ vom Buchholz Auxiliary Airfield im Kwajalein- Atoll, das zu den Marshall- Inseln im südlichen Pazifik gehört, ab und setzte in knapp zwölf Kilometer Höhe eine Pegasus- Trägerrakete mit NuSTAR an Bord in der Luft frei (Bild 3). Die Rakete trug das etwa kühlschrankgroße und rund 360 Kilogramm schwere Teleskop dann auf seine Umlaufbahn in 600 Kilometer Höhe.
Dann übernahmen die Systeme von NuSTAR das Kommando und kontrollierten die Orientierung des Satelliten im Weltall, die Solarmodule wurden aufgeklappt. In einer Woche wird dann der zehn Meter lange Ausleger ausgefahren, mit dem das Teleskop die Röntgenstrahlung aus dem All fokussiert - 26 kritische Minuten für die gesamte Mission.
Mit Kosten von 165 Millionen US- Dollar (rund 132 Millionen Euro) ist NuSTAR im Vergleich ein eher günstiges Weltraumteleskop. Das Besondere daran: Dank einer ausgeklügelten Technik ist es als erstes Observatorium in der Lage, harte Röntgenstrahlung zu fokussieren, also scharfe Bilder zu gewinnen. Dazu ist eine besondere Optik nötig, denn die energiereiche Strahlung lässt sich nicht einfach durch Linsen schicken wie sichtbares Licht. Stattdessen wird das Röntgenlicht streifend von schalenförmigen Spezialspiegeln abgelenkt.
Auf diese Weise arbeiten auch andere Röntgenteleskope, aber NuSTAR ist das erste, dem dies für hochenergetische Röntgenstrahlung gelingt. Die beiden optischen Einheiten des Teleskops bestehen aus je 133 dünnen Glaszylindern, die zwiebelschalenartig verschachtelt und mit einer Spezial- Metalllegierung bedampft sind.
NuSTAR öffnet den Blick der Astronomen für harte, das heißt besonders energiereiche Röntgenstrahlung. Sie gleicht der Strahlung, mit der Ärzte Knochen oder Zähne durchleuchten. Damit schließt das Teleskop eine Beobachtungslücke zwischen den existierenden Röntgen- Observatorien "Chandra" der NASA und "XMM- Newton" der europäischen Raumfahrtagentur ESA sowie dem Gammastrahlen- Teleskop "Fermi" der NASA. Weil die energiereiche Strahlung von der Erdatmosphäre geschluckt wird, müssen solche Observatorien oberhalb der Atmosphäre im Erdorbit stationiert werden.
Harte Röntgenstrahlung entsteht im Kosmos etwa, wenn Gas und Staub in ein Schwarzes Lochs stürzen und sich dabei auf Millionen Grad Celsius aufheizen, oder wenn aktive Galaxienkerne Materie fast mit Lichtgeschwindigkeit Tausende von Lichtjahren weit ins All schleudern. Wie die hohen Energien erzeugt werden, ist nicht immer im Detail geklärt. Der Lösung dieser Rätsel soll NuSTAR in seiner auf zwei bis fünf Jahre angesetzten Mission näherkommen.
Astronomen erhoffen sich von der Mission neue Erkenntnisse über Schwarze Löcher oder auch Reste explodierender Sonnen - kurzum über die heißesten, kompaktesten und energiereichsten Objekte, die sich vor allem durch Röntgenstrahlen bemerkbar machen. So verspricht sich auch der für die Instrumente des Teleskops zuständige NASA- Manager William Craig eine "fantastische" wissenschaftliche Ausbeute. "Die Mission öffnet uns ein völlig neues Fenster zum Universum."
Geht alles gut, erwarten die Forscher fundamental neue Einblicke. "Es ist ähnlich wie mit Galileo, der vor 400 Jahren als erster sichtbares Licht mit seinem neuen Fernrohr fokussiert hat", erläutert Projektwissenschafter Daniel Stern. So soll der Satellit etwa die erste systematische Bestandsaufnahme Schwarzer Löcher im All liefern. Gas und Staub verdecken sie und lassen nur das energiereichste Röntgenlicht passieren. Von dem Weltraumteleskop erhoffen sich die Astronomen auch Einblicke in die Entstehung und die Physik dieser bizarren Phänomene.
Außerdem soll NuSTAR untersuchen, wie explodierende Sonnen die chemischen Elemente schmieden, aus denen Planeten, Bäume, Tiere und auch Menschen bestehen. Und es soll in die bisher unerklärlich heiße Außenschicht unserer Sonne blicken.
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