Es ist im SpaceX-Hangar angekommen – somit ist das Nancy-Roman-Weltraumteleskop bereit für seinen Start am Sonntag, den 30. August 2026 vom Kennedy Space Center in Florida. An Bord einer Falcon-Heavy-Rakete soll es dann neun Monate früher als geplant ins All gehen. Das Ziel soll der Lagrange-Punkt 2 sein. Von dort aus wollen Wissenschaftler:innen das Teleskop nutzen, um dem Weltraum weitere Geheimnisse zu entlocken. Dazu hat es maßgeschneiderte Instrumente dabei und könnte ganz nebenbei auch einen Beitrag zur Asteroiden-Abwehr liefern. Hauptsächlich aber wird das 10,5 Tonnen schwere Observatorium den ersten „aktiven“ Koronagrafen im Weltraum mitführen. Dieser kann bei der Aufnahme den Großteil des Lichts eines Sterns effektiv ausblenden. Dadurch können Astronom:innen erstmals Bilder von Planeten aufnehmen, die andere Sterne umkreisen und damit denen in unserem Sonnensystem ähneln. Dies könnte den Weg für eine zukünftige Mission ebnen, die die ersten Fotos von erdähnlichen Welten liefert.
„Ich hoffe, dass das Projekt als entscheidender Meilenstein für die Suche nach einer Erde 2.0 in Erinnerung bleibt“, sagt Brandon Creager, leitender technischer Ingenieur für das Instrument am Jet Propulsion Laboratory (JPL) der Nasa. Benannt nach Nancy Grace Roman, der ersten Chefin der Astronomieabteilung der Nasa, verfügt das neue Weltraumteleskop über eine Wide-Field-Kamera mit rund 300 Megapixel. Sie soll Bilder aufnehmen, die etwa 100 Mal größer sind als Langzeitbelichtungsaufnahmen des Vorgängers Hubble bei ähnlichen Auflösungen.
Exoplaneten mit Nancy-Grace-Roman-Weltraumteleskop entdecken
Diese Fähigkeit wird Astronom:innen dabei helfen, die Natur von dunkler Materie und dunkler Energie zu entschlüsseln, hoffen die Forschenden. Rund 100.000 neue Exoplaneten sollen entdeckt werden, also Planeten außerhalb unseres Sonnensystems. Deren Existenz lässt sich aus der Art und Weise ableiten, wie sie das Licht weiter entfernter Sterne verzerren. Javier Viaña, Wissenschaftler an der Harvard-Universität, dessen zwei Projekte für das hart umkämpfte erste Beobachtungsjahr des Teleskops ausgewählt wurden, vergleicht diesen Sprung mit dem „Befragen einer Handvoll Menschen“ hin zur „Durchführung einer weltweiten Volkszählung“.
Eine weitere Kamera wird den Koronagrafen direkt nutzen, der das Licht eines Sterns ausblendet, während jeweils ein Sternsystem beobachtet wird. Das Instrument soll Forschenden einen beispiellosen Einblick in den Bereich um einen Stern herum ermöglichen und es ihnen erlauben, kleinere, lichtschwächere, näher gelegene Exoplaneten zu erkennen. „Es gibt uns die Möglichkeit, Planeten zu sehen, die wir bisher physisch nicht wahrnehmen konnten“, sagt Creager.
Anders als Hubble und James-Webb: Sternenlicht unterdrücken anstatt ausblenden
Koronagrafen im Weltraum sind eigentlich nichts Neues. Frühere Versionen, wie sie derzeit an Bord des Hubble-Teleskops und des James-Webb-Weltraumteleskops zum Einsatz kommen, nutzen jedoch ein stationäres System, um das Licht eines Sterns auszublenden. Dieser Ansatz hilft zwar, gleicht aber ein wenig dem Versuch, mit dem Daumen die Taschenlampe abzudecken, während man in einem dunklen Raum nach einem Glühwürmchen sucht. Zwar verschwindet das Licht der Lampe, doch Streulicht kann entweichen und das Licht des Insekts überstrahlen.
In einem Teleskop kann diese Blendung von Licht stammen, das an den Rändern der Geräte austritt – oder von winzigen Unvollkommenheiten in Spiegeln und Beschichtungen, die das Sternenlicht fleckenförmig streuen können. All dies kann einen Planeten unsichtbar machen oder sogar seine Spuren vortäuschen.
Der Koronagraf am Roman-Teleskop wird jedoch etwas versuchen, was bei solchen Anlagen bis zu diesem Jahr noch völlig unbekannt war: Vor jeder Beobachtung wird er das Restlicht messen und versuchen, es zu unterdrücken – eine Technik, die als aktive Wellenfrontkontrolle bekannt ist. Das Teleskop ist dazu in der Lage, weil es zwei verformbare Spiegel enthält. Jeder verfügt über ein Schachbrettmuster aus Aktuatoren unter einer dünnen, verformbaren Glasscheibe. Durch geringe Spannungen ziehen sich die Aktuatoren zusammen und schieben ihre Spiegelabschnitte leicht nach hinten. Ein wenig so, als würden Tausende mikroskopisch kleiner Finger die Oberfläche vorsichtig formen.
Versteckte Exoplaneten werden durch absorbierte Photonen sichtbar
Der Effekt ist sehr subtil: Jeder Spiegelbereich kann sich um bis zu 0,5 Mikrometer verformen – das entspricht etwa einem Viertel der Größe eines E.-coli-Bakteriums. Die Schritte betragen dabei jeweils nur etwa 10 Pikometer. Das ist etwa ein Zehntel des Durchmessers eines Wasserstoffatoms, sagt Ilya Poberezhskiy, Systemingenieur für das Teleskop am JPL. Die Aktuatoren ermöglichen es den Spiegeln, eine „aktive Wellenfront“ zu erzeugen, bei der jede Komponente in die perfekte Position bewegt wird, um einfallende Wellen unerwünschten Lichts auszugleichen – ein bisschen wie bei einem Kopfhörer mit Geräuschunterdrückung, nur für Licht statt für Schall. Das „gelöschte“ Licht erzeugt einen „donutförmigen Bereich um den Stern herum, in dem wir das Sternenlicht unterdrücken und in dem wir hoffen, Exoplaneten zu finden“, sagt Poberezhskiy.
Im Vergleich zu aktuellen Weltraum-Koronagrafen soll das System die Empfindlichkeit gegenüber Exoplaneten um bis zum Faktor 1.000 verbessern und so Planeten sichtbar machen, die sonst nicht zum Vorschein kommen würden. Wie Hubble und JWST nutzt auch das Roman-Teleskop sogenannte Masken – strukturierte Platten, die im Lichtweg platziert werden und dazu dienen, die auftreffenden Photonen abzublocken. Ein Werkzeug im Maskenarsenal des Roman-Teleskops ist eine Art von „Siliziumgras“, ein Dickicht aus mikroskopisch kleinen Stacheln auf einigen der Masken, das in bestimmten Konfigurationen eingesetzt werden kann. Es absorbiert Photonen, damit diese nicht im Teleskop hin und her schießen und versehentlich einen Detektor erreichen.
Jupiter ähnliche Planeten mit Nancy-Grace-Roman-Weltraumteleskop aufspüren
Das in diesen Siliziumwald eintretende Licht wird immer tiefer zwischen den Stacheln hin- und hergeworfen und bleibt dort gefangen, anstatt zur Kamera reflektiert zu werden. „Sobald das Licht dort hineinkommt, kommt es nie wieder heraus“, sagt Poberezhskiy. Die Spiegel und Masken bilden eine Abfolge von Toren und „Hecken“, um so viel wie möglich von dem erhaltenen Planetenlicht zum endgültigen Detektor zu leiten. Diese aufwendige Anordnung könnte ein neues Kapitel in der direkten Abbildung von Exoplaneten ermöglichen.
Fast alle bisher fotografierten Exoplaneten sind überdimensionale Himmelskörper, die den Planeten unseres Sonnensystems in nichts ähneln: Sie haben ein Vielfaches der Masse des Jupiters, glühen noch immer von der Restwärme ihrer Entstehung und umkreisen ihren Stern zehn- oder hundertmal weiter entfernt als die Erde die Sonne. Ihre Bedeutung liegt darin, dass sie relativ leicht zu erkennen sind. Ihre Größe, ihre Wärme und ihre Entfernung vom Mutterstern lassen sie im Infrarotlicht hell leuchten, weit entfernt von der stärksten Blendung durch ihren Stern.
Das Roman-Teleskop könnte jedoch ein echtes Jupiter-Analogon direkt abbilden – einen Planeten, der in seiner Masse dem Jupiter ähnelt und einen sonnenähnlichen Stern umkreist, der einige wenige Male weiter entfernt ist als die Erde von unserer Sonne. Im Gegensatz zu den „heißen Jupitern“, die wir derzeit beobachten können, wäre dieser ein viel reiferer Gasriese wie der unsere, der nach Milliarden von Jahren der Abkühlung hauptsächlich das Licht seines Muttersterns reflektiert – anstatt selbst starkes Licht auszustrahlen. Astronomen konnten die Existenz solcher Planeten bisher aus der Gravitationsschwankung ableiten, die sie dem Stern verleihen.
Das Roman-Teleskop hingegen wird das vom Planeten selbst reflektierte Sternenlicht erfassen. „Wir betrachten nicht den Stern und auch nicht die Auswirkungen des Planeten auf den Stern“, sagt Meredith MacGregor, Professorin für Astronomie an der Johns Hopkins University, die sich ebenfalls einen Platz im Beobachtungsprogramm gesichert hat. „Wir beobachten tatsächlich den Planeten selbst, und das ist unglaublich mächtig.“
Sobald dieses Instrument zur Verfügung steht, sind die Wissenschaftler:innen an der Reihe, ihre Arbeit zu verrichten. „Ich habe ehrlich gesagt etwas Angst davor, wie wir alle damit umgehen werden, denn ich glaube, es sind einfach so viele Daten“, sagt MacGregor. „Ich denke, die Leute werden noch jahrzehntelang an den Roman-Daten arbeiten.“ Man sollte jedoch nicht erwarten, in den kommenden Monaten ein 4K-Foto eines außerirdischen Jupiters zu sehen. Roman wird nicht in der Lage sein, einen solchen Planeten als klar erkennbaren Globus abzubilden – bestenfalls wird er wahrscheinlich einer Ansammlung von Pixeln ähneln.
Dennoch wird das ausreichen, sagt MacGregor, da Roman dann mithilfe des Koronagrafen Informationen über die verschiedenen Wellenlängen des vom Planeten ausgestrahlten Lichts gewinnen kann. Die geben den Astronomen Aufschluss über dessen atmosphärische Chemie. „Man nimmt etwas, das nur ein Lichtpunkt ist, und verwandelt es in eine echte Welt“, sagt sie, „denn wenn man das über seine Atmosphäre weiß, weiß man nun auch etwas über die Oberfläche des Planeten und die Möglichkeit, dass es auf diesem Planeten Leben gibt, oder? Das ist also ein großer Schritt.“
Ergebnisse für das Habitable Worlds Observatory
Während der ersten Beobachtungen werden Wissenschaftler:innen und Ingenieur:innen prüfen, ob es ihnen gelingt, einen Stern genau im Zentrum der Masken des Koronagrafen zu halten, die Spiegel auszurichten, den dunklen „Donut“ (wie Poberezhskiy ihn beschreibt) zu „graben“ und dann alles stabil zu halten, während sich das Raumfahrzeug durch den Weltraum bewegt und sich die Temperatur aktiv ändert.
Die Ergebnisse werden in das von der Nasa vorgeschlagene „Habitable Worlds Observatory“ einfließen – den Traum vieler Exoplaneten-Astronomen –, das theoretisch in der Lage sein wird, das Licht eines erdähnlichen Planeten von dem eines sonnenähnlichen Sterns zu trennen, der über 10 Milliarden Mal heller ist. Creager, der seit 2018 an dem Instrument arbeitet, ist stolz auf diese Leistung: „Nicht viele Menschen können sagen: ‚Ich habe etwas gebaut, und es macht ein Bild von einem Planeten, der sich bei einem Stern befindet, der 50 oder 100 Lichtjahre entfernt ist.‘“ Er stellt sich den Moment vor, in dem er und sein Team das erste Bild betrachten können, sobald es eintrifft: „Ja, das haben wir geschafft.“
Bilder der Esa-Jupitermission Juice
Dieser Artikel stammt von Eshan Raul. Er ist Editorial Fellow bei der US-Ausgabe von MIT Technology Review. Sein Hauptthemengebiet ist die Weltraumtechnologie.
Dieser Artikel wurde ursprünglich am 24.07.2026 veröffentlicht, interessiert jedoch immer noch sehr viele unserer Leser:innen. Zum Start des Teleskops haben wir ihn aktualisiert und hier nochmals zur Verfügung gestellt.
