{"id":8003,"date":"2013-06-10T00:45:15","date_gmt":"2013-06-09T22:45:15","guid":{"rendered":"http:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/?p=8003"},"modified":"2013-06-09T18:46:39","modified_gmt":"2013-06-09T16:46:39","slug":"zwei-weltraumteleskope","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/2013\/06\/10\/zwei-weltraumteleskope\/","title":{"rendered":"Zwei Weltraumteleskope"},"content":{"rendered":"

Eigentlich hatte ich es ja für die Rubrik „Satire“ vorgesehen, die man wohl eher als „Satire und Fiction“ bezeichnen kann. Dort veröffentliche ich aber immer etwas was aus verschiedensten Gründen nicht möglich ist, zumeist physikalische Gründe. Doch bei dem heutigen Thema ist es so, dass es nicht unmöglich ist, sogar einfach umsetzbar.<\/p>\n

Ich habe mir wieder mal Gedanken gemacht, wie eine Nutzlast für die SLS aussehen könnte. Und da gibt es die beiden von der NRO gestifteten Teleskope. Es handelt sich um Teleskope für KH-11 Satelliten die sich in Langzeitlagerung seit etwa 10 Jahren befinden und die der NASA geschenkt wurden. Die genauen Spezifikationen wurden nicht offengelegt, aber sie sollen denselben Durchmesser wie das HST besitzen aber ein zehnmal größeres Feld abbilden. Leider ist die letzte Angabe zu ungenau. Man könnte damit die zehnfache Breite des größten Hubble Instrumentes meinen, das ist die WFPC3, die 164 Bogensekunden abbildet, das wären dann 1640 Bogensekunden oder knapp der Vollmonddurchmesser.<\/p>\n

Die zweite Deutung ist, dass die Brennweite zehnmal kleiner ist. Das HST hat eine Brennweite von 57,6 m, das ist ein F\/24. Das Instrument hätte dann F\/2.4. Ich habe mich für dieses entscheiden, da schon die Kamera von Hexagon (KH-9) eines von F\/3 hat. Die Daten der Kamera von Hexagon sind nach dem Entzug des Status „Geheim“ bar bekannt. Es ist anzunehmen, dass bei gleichen Anforderungen auch die Kameraparameter ähnlich sind.<\/p>\n

Warum der Unterscheid? Weil die WPF3 nur aus zwei kleinen Chips besteht, ist ihr Gesichtsfeld sehr klein. Heute gibt es aber Kameras aus ganzen Chipreihen. Das astronomische Observatorium Kepler hat z.b. ein CCD Array mit 94 Mpixeln. Bei Gaia, das 2013 startet. sind es schon 450 Mpixel. Bei Teleskopen im Einsatz gibt es Kameras mit Gigapxieln, sie bestehen aus hunderten von Einzelchips. Beim KH-9 betrug die Filmbreite 6,6 Zoll bei einer 20 Zoll Optik. Überträgt man dies auf eine 94 Zoll Optik, so würde man einen 31 Zoll breiten Bereich im Fokus nutzen können. Das entspricht dann einem Gesichtsfeld von 7,8 Grad. Das ist etwas viel, selbst für Weitwinkeloptiken. Nimmt man die Daten der Kameras von PAN-STARRS, einem Projekt das große Himmelsabschnitte durchmustern soll, so sollen 2,2 Grad möglich sein. (PAN-STARRS: 1,8 m Teleskopöffnung und 3 Grad Gesichtsfeld).<\/p>\n

Damit ist das Teleskop charakterisiert. Nun wozu sollen die beiden Observatorien gut sein? Nun wegen der Weitwinkelnatur wäre es am besten geeignet eine Himmelsdurchmusterung zu betreiben, also eine komplette Kartierung des Himmels. Dies sollte in Wellenlängenbereichen erfolgen, die von der Erde aus nicht sichtbar sind. Das sind zwei Wellenlängenbereiche, wo man abbildende Instrumente einsetzen kann: Ultraviolett und Infrarot. Im Ultravioletten begrenzt die Beschichtung der Spiegel die kleinste Wellenlänge auf 0,11 Mikrometer. Ab 0,4 Mikrometern beginnt dann das sichtbare Licht. Oberhalb von 0,7 Mikrometern beginnt das Infrarot. Hier setzt die Eigenwärme Grenzen. Das Teleskop und die Instrumente haben eine Temperatur und strahlen im Infraroten Wärme ab. Je kühler sie sind, desto eine höhere Wellenlänge ist möglich. Hubble kann bis 3 Mikrometern beobachten und hat keinen besonderen Strahlenschutz. Es durfte daher so etwa -10 bis -20 Grad Celsius (254 bis 263 K) warm sein. mit aktiver Kühlung noch weniger. Das James Webb Teleskop wird fern der Erde, damit deren Infrarotstrahlung nicht stört positioniert. Zusätzlich schützt ein Sonnenschirm es vor der Sonnenwärme. Es hat eine Temperatur von 50 K, die meisten Instrumente werden passiv auf 39 K gekühlt, eines aktiv auf 7 K. Die ungekühlten Instrumente erreichen 5 Mikrometer, das gekühlt 28 Mikrometer Wellenlänge.<\/p>\n

Sinnvoll wäre es daher, in beiden Teleskopen verschiedene Detektoren anzubringen. Dies ist auch nötig weil nicht jeder Detektor für alle Wellenlängen empfindlich ist. Ein Teleskop würde den Bereich UV bis nahes IR abdecken, das zweite den mittleren IR Bereich. Eine mögliche Bauweise wäre es vier Reihen von Detektoren mit je einer Empfindlichkeit anzubringen. Nach einer bestimmten Zeit rotiert das Teleskop um den Winkel, den eine Reihe abdeckt. Ein Bild würde daher 2,2 x 0,55 Grad umfassen. Pro Belichtzung erhält man vier Bilder in vier Wellenlängenbereichen.<\/p>\n

So könnte die Bestückung aussehen:<\/p>\n

Teleskop 1:<\/p>\n