Das Infrarot-Observatorium Herschel der europäischen Weltraumagentur (ESA) hat seinen Vorrat an flüssigem Helium erschöpft. Wie die Kommunikation mit der Bodenstation vom Montag ergab, sind die Temperaturen aller Instrumente deutlich angestiegen. Für die Weltraumforscher ist das ein sicheres Zeichen dafür, dass kein Kühlmittel mehr vorhanden ist. Der wissenschaftliche Teil der Mission ist damit beendet. In den mehr als dreieinhalb Jahren seit dem Start hat Herschel seinen einzigartigen Blick nicht nur auf ferne Galaxien und Sterne gerichtet. Die Mission hat auch neue und überraschende Erkenntnisse über unser Sonnensystem ermöglicht. So konnten Forscher des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung (MPS), die die Sonnensystembeobachtungen der Mission leiten, etwa mit Hartley 2 erstmals einen Kometen identifizieren, dessen Wasser dem der Erde stark ähnelt.
„Um Moleküle wie etwa Wasser, Sauerstoff und Kohlenstoffoxid in den Atmosphären von Planeten und Monden sowie in der Umgebung von Kometen aufzuspüren, muss man die ferne Infrarotstrahlung dieser Objekte untersuchen“, erklärt Dr. Paul Hartogh vom MPS, Leiter des Herschel-Beobachtungsprogramms „Wasser und verwandte Chemie im Sonnensystem“.
In diesem Teil des elektromagnetischen Spektrums hinterlassen solche Verbindungen ihre charakteristischen Fingerabdrücke. Das Infrarot-Observatorium Herschel, das erstmals den gesamten Wellenlängenbereich vom fernen Infrarot bis zum Submillimeter-Bereich abdeckt, ist somit auch für Sonnen-systemforscher von unschätzbarem Wert. Das MPS hat deshalb zum Spektrometer HIFI (Heterodyne Instrument for the Far-Infrared) maßgebliche Hardware-Komponenten beigesteuert.
So ist es den Forschern etwa gelungen, die thermisch-physikalischen Eigenschaften mehrerer kleiner Körper zu bestimmen, die jenseits der Umlaufbahn des Neptuns um die Sonne kreisen. Diese Brocken sind primitive Überbleibsel aus einer sehr frühen Entwicklungsphase des Sonnensystems. Zudem konnten die Wissenschaftler mit Hilfe von Herschel-Daten erstmals HNC, ein Zwitterion der Blau-säure (chemische Formel: HCN), in der Atmosphäre des Saturnmondes Titan nachweisen und entdeckten, dass Fontänen des Saturnmondes Enceladus einen riesigen Wasserdampfring um den Saturn speisen.
Spannende Entdeckungen
Auch Herschels Blick auf den Kometen Hartley 2, der sich 2010 der Erde auf nur 18 Millionen Kilometer näherte, lieferte überraschende Ergebnisse. Das Verhältnis von schwerem Wasser, bei dem ein Wasserstoff-Atom durch das schwere Isotop Deuterium ersetzt ist, zu normalem Wasser entspricht fast genau dem entsprechenden Verhältnis auf der Erde. Anders als zuvor gedacht, kommen Kometen somit doch als wichtige Wasserlieferanten für die frühe Erde in Frage. „Isotopische Untersuchungen von Planeten- und Kometenatmosphären liefern entscheidende Hinweise auf die Entstehung und Entwicklung des Sonnensystems“, sagt Hartogh.
Für all diese Beobachtungen ist das flüssige Helium an Bord des Weltraumobservatoriums entscheidend. Nur so lassen sich die Detektoren der Instrumente auf die erforderlichen -271 Grad Celsius abkühlen. „Doch das Helium verdunstet nach und nach“, erklärt Dr. Miriam Rengel, Mitglied des Herschel-Teams am MPS. „Geht der Vorrat zu Neige, überhitzen die Instrumente und werden unbrauchbar“, ergänzt sie.
Um technische Tests durchzuführen, werden die Bodenstationen in den nächsten Wochen noch weiter mit dem Satelliten kommunizieren. Im Mai dieses Jahres wird Herschel dann in eine stabile Umlaufbahn um die Sonne überführt und dort langfristig „geparkt“.
Für die Wissenschaftsgemeinde ist die Mission dennoch noch nicht beendet. „Die Daten auszuwerten, die wir in den vergangenen Jahren gesammelt haben, wird uns noch lange beschäftigen“, so Rengel. Schließlich hat Herschel in den vergangenen Jahren mehr als 25000 Stunden wissenschaftlicher Beobachtungen durchgeführt und etwa 2000 Stunden lang Kalibrationsdaten aufgenommen.
Das Weltraumobservatorium Herschel der ESA startete am 14. Mai 2009 ins All. Mit einem Spiegeldurchmesser von 3,5 Metern trägt der Satellit das größte Infrarot-Teleskop, das jemals im Weltraum betrieben wurde. Zudem ist Herschel das erste Observatorium, das mit seinen drei wissenschaftlichen Instrumenten den kompletten Wellenlängenbereich vom fernen Infrarot bis zum Submillimeter-Bereich abdeckt.
