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Astronomische Frage der Woche

Warum müssen manche Weltraumteleskope gekühlt werden?

Woche 18

 Das Weltraumteleskop Herschel
zum Bild Das Weltraumteleskop Herschel

Im Weltraum ist es kalt, gefühlsmäßig unvorstellbar kalt. Die dort vorherrschende Temperatur beziehungsweise die Temperatur der kosmischen Hintergrundstrahlung (siehe die astronomische Frage aus Woche 10: Wo ist es im Universum am kältesten?) liegt bei etwa minus 270 Grad Celsius und damit nur knapp über dem absoluten Nullpunkt bei minus 273 Grad Celsius, der tiefsten möglichen Temperatur. Trotzdem müssen manche Weltraumteleskope gekühlt werden – aber andere nicht. Warum?

Weltraumteleskope, die im Bereich des sichtbaren Lichts beobachten (wie zum Beispiel das Hubble Space Telescope), benötigen keine besondere Kühlung. Im Gegenteil, sie müssen – wie jeder andere Satellit – in einem bestimmten Temperaturbereich gehalten werden. Dieser ist für die verschiedenen Instrumente an Bord unterschiedlich und liegt ganz grob zwischen minus 20 und plus 50 Grad Celsius. Um die optimale Temperatur für jedes Instrument und Bauteil zu regeln, werden Thermalkontrollsysteme eingesetzt.

Für bestimme Messungen kann es nicht kalt genug sein

Weltraumteleskope, die im Infrarot-Bereich - also die Wärmestrahlung - beobachten, müssen allerdings entsprechend gekühlt werden. Denn das Teleskop selbst hat eine gewisse Temperatur und strahlt dauernd Wärme ab, welche die Messungen des Wärme-Sensors stören würde. Um diese Eigenstrahlung gering zu halten, muss das Teleskop möglichst weit unter die Temperaturen gekühlt werden, die man im Weltraum beobachten will.

Das Weltraumteleskop Herschel (voraussichtlicher Start am 14. Mai 2009) wird Wärmestrahlung mit sehr niedriger Temperatur messen. Diese dringt auch durch interstellare Staubwolken, ermöglicht den Blick in fernste kosmische Regionen und lässt Rückschlüsse auf die Entstehung von Galaxien und Sternen zu.

Teile des Teleskops müssen auf circa minus 270 Grad Celsius gekühlt werden, damit die Messungen der Sensoren nicht durch die Eigenstrahlung verfälscht werden: Eine große, isolierte Abschirmung schützt vor der aufheizenden Strahlung, die Sonne und Erde aussenden. Aktiv gekühlt wird das Teleskop durch die langsame Verdampfung von mehr als 2300 Litern flüssigen Heliums (ähnlich dem Verdunstungskälte-Mechanismus eines Kühlschranks). Überschüssige Wärme wird dann mit Radiatoren in den Weltraum abgestrahlt. Auf diese Weise können die Sensoren bis auf beinahe minus 271 Grad Celsius gekühlt werden und das Teleskop erreicht höchste Messempfindlichkeit.


Kontakt
Dr.-Ing. Christian Gritzner
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Raumfahrt-Management
, Extraterrestrik
Tel.: +49 228 447-530

Fax: +49 228 447-706


Zuletzt geändert am: 30.04.2009 10:09:51 Uhr