Das Nancy Grace Roman Space Telescope hat erstmals Sternenlicht eingefangen. Zwar noch als unscharfe Ringe statt spektakulärer Weltraumbilder. Aber alleine, dass sie die Erde erreicht haben, bestätigen, dass zentrale Komponenten des Instruments funktionieren.
Dr. Martin LargeDr. MartinLargeCvD Online all-electronics.de / Redakteur aIT/AP
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Das Nancy Grace Roman Space Telescope hat mit seinem Wide Field Instrument erstmals Sternenlicht eingefangen – die noch unscharfen Testaufnahmen dienen dazu, Optik, Fokus und Sensorik im All einzustellen.NASA
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Das Nancy Grace Roman Space Telescope hat erstmals Sternenlicht mit seinem Wide Field Instrument eingefangen. Wer dabei Bilder wie von Hubble oder James Webb erwartet, dürfte zunächst überrascht sein: Zu sehen sind vor allem große, helle Ringe und Flecken. Doch genau so sollte die Aufnahme in dieser Phase der Mission aussehen. Die NASA bezeichnet sie ausdrücklich als ersten Performance-Test des Wide Field Instrument (WFI). Das Detektorarray befand sich dabei noch in seiner für den Start vorgesehenen Position und weit entfernt vom optimalen Fokus. Das Licht jedes Sterns verteilt sich deshalb über viele Tausend Pixel. Die Aufnahme liefert den Ingenieuren eine Ausgangsbasis, um Optik und Fokus einzustellen.
Warum sehen die Sterne wie Donuts aus?
Das erste Testbild des Wide Field Instrument zeigt Sternenlicht noch stark unscharf, weil das Detektorarray nicht in seiner endgültigen Position und das Teleskop noch nicht fokussiert ist. Die donutartigen Strukturen sind daher erwartet.NASA’s Goddard Space Flight Center, Tyler Desjardins (STScI)
Gerade die unscharfen Strukturen machen die Aufnahme technisch interessant. Durch die starke Defokussierung zeichnet jeder Stern gewissermaßen den optischen Aufbau des Teleskops nach. In den Ringen lassen sich der runde Hauptspiegel und sogar die Abschattungen der Streben erkennen, die den Sekundärspiegel halten.
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Anschaulich zeigt das auch ein Video auf Youtube. Darin werden die vielen defokussierten Sterne als eine Art Serie von „Selfies“ des Hauptspiegels beschrieben. Genau diese Darstellung erklärt, weshalb eine auf den ersten Blick misslungene Aufnahme für die Inbetriebnahme wertvoll ist.
Im nächsten Schritt aktiviert das Team unter anderem das Fine-Guidance-System, mit dem Roman Beobachtungsziele präzise erfassen und halten kann. Parallel wird der Fokus weiter optimiert. Die breiten Ringe sollen dadurch schließlich zu scharfen Sternpunkten zusammenschrumpfen.
Wie entstand die erste Testaufnahme?
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Vor dem ersten Blick ins All musste das WFI schrittweise in Betrieb genommen werden. Nach dem Start am 30. August 2026 blieb das Instrument zunächst zehn Tage bei rund minus 65 °C, damit Feuchtigkeit und andere flüchtige Verunreinigungen entweichen konnten.
Anschließend wurde die Heizung abgeschaltet. Bei etwa minus 143 °C aktivierte das Team die 18 Infrarotdetektoren. Zusammen besitzen sie eine lichtempfindliche Fläche ungefähr in der Größe eines Laptop-Bildschirms. Danach folgten das interne Kalibriersystem sowie das Elementrad mit Filtern, Prismen und weiteren optischen Komponenten. Während dieser Tests kühlten die Detektoren weiter bis auf ihre Betriebstemperatur von rund minus 183 °C ab. Damit steckt schon hinter dieser unscharfen Testaufnahme eine Messkette aus tiefgekühlter Sensorik, Optik, Mechanik, Elektronik, Kalibrierung und präziser Lageregelung.
Herzstück des WFI sind 18 H4RG-10-Sensoren mit zusammen rund 300 Millionen Pixeln sowie die zugehörige Auslese- und Steuerelektronik. Das Instrument kann sichtbares bis nahinfrarotes Licht erfassen und sowohl Bilder als auch Spektren aufnehmen. Später soll eine einzige Aufnahme einen Himmelsbereich erfassen, der größer erscheint als der Vollmond. Romans Sichtfeld ist rund 100-mal größer als das des Hubble-Teleskops, bei vergleichbarer Bildschärfe.
Roman soll große Bereiche des Himmels im Infrarotlicht mit hoher Auflösung erfassen. Damit wollen Forschende unter anderem die Entwicklung des Universums untersuchen, mehr über Dunkle Energie und Dunkle Materie erfahren und nach Exoplaneten suchen. Sein großes Sichtfeld ist dabei eine der zentralen Stärken des Teleskops.
Bis dieser wissenschaftliche Betrieb beginnen kann, steht jedoch noch einiges an Arbeit an. Roman befindet sich derzeit auf dem Weg zu seinem Orbit um den Lagrange-Punkt L2 und durchläuft eine rund dreimonatige Inbetriebnahme. In dieser Phase werden Instrumente aktiviert, Detektoren kalibriert, Optik und Fokus eingestellt und die Feinführung getestet. Die jetzt veröffentlichten Aufnahmen sind deshalb vor allem ein technischer Zwischenstand.
Die ersten wissenschaftlichen Bilder will die NASA Anfang 2027 veröffentlichen. Zu diesen sogenannten „First Look Observations“ sollen Bilder und Spektren gehören, die das große Sichtfeld und verschiedene Beobachtungsmodi des Wide Field Instrument demonstrieren und zugleich bereits wissenschaftlich interessante Ziele zeigen.
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Der Unterschied zu den jetzigen Testaufnahmen dürfte entsprechend deutlich ausfallen: Aus den breiten, donutartigen Lichtstrukturen werden scharf fokussierte Sterne und aus den ersten Funktionstests beginnt die eigentliche wissenschaftliche Mission.
Was Staaten für Raumfahrt ausgeben
Weltraumteleskope wie Roman sind Teil einer Raumfahrt, in die Staaten weltweit Milliarden investieren. Allein die USA gaben 2024 fast 80 Milliarden US-Dollar für Raumfahrtaktivitäten aus. Mit knapp 20 Milliarden US-Dollar folgte China auf Rang zwei. Deutschland kam mit gut 2,8 Milliarden US-Dollar auf Platz sechs.
Insgesamt lagen die Raumfahrtausgaben in 67 Ländern bei jeweils mehr als 10 Millionen US-Dollar. Mehr als die Hälfte aller Staaten weltweit verfügt inzwischen über mindestens einen eigenen Satelliten im Orbit. Seit der Jahrtausendwende hat sich diese Zahl mehr als verdoppelt. Mit der zunehmenden Aktivität wächst allerdings auch der Weltraumschrott: Rund 46.000 größere Trümmerteile kreisen derzeit um die Erde. Das sind laut Institut der deutschen Wirtschaft rund 44 Prozent mehr als Ende 2023.
