Eine blütenförmige Sternenblende zur Entdeckung erdähnlicher Planeten

Astronomen glauben, dass jeder Stern in der Galaxis einen Planeten hat und dass ein Fünftel davon Leben beherbergen könnte. Nur haben wir -- noch -- keinen von ihnen gesehen. Jeremy Kasdin und sein Team wollen das durch die Gestaltung und Entwicklung eines außergewöhnlichen Stücks Ausrüstung ändern: einer "Sternenblende" in Form einer vielblättrigen Blüte, die es einem 50 000 Kilometer entfernten Teleskop ermöglicht, Planeten zu fotografieren. Es ist, wie er selbst sagt, die "coolste Wissenschaft".

Im All wimmelt es von Planeten.

Ich will, dass wir in nur einem Jahrzehnt

ein Weltraumteleskop bauen,

das das Bild einer Erde im Orbit
eines anderen Sterns erfassen

und herausfinden kann, ob
es dort Leben geben könnte.

Meine Kollegen im NASA
Jet Propulsion Laboratory

in Princeton und ich arbeiten
an einer Technologie,

die in einigen Jahren
genau dazu in der Lage sein wird.

Astronomen glauben heute,

dass jeder Stern in der Galaxis
einen Planeten hat.

Sie schätzen, dass bis
zu ein Fünftel davon

einen erdähnlichen Planeten hat,
auf dem Leben möglich wäre.

Gesehen aber haben wir noch keinen;
wir haben sie nur indirekt erfasst.

Dies ist das berühmte NASA-Foto
vom blass-blauen Punkt.

Aufgenommen wurde es 1990
von der Raumsonde Voyager,

als man sie beim Verlassen
des Sonnensystems drehte,

um aus einer Entfernung von 6 Mrd. km
eine Foto von der Erde zu machen.

So ein Bild möchte ich von
einem erdähnlichen Planeten

eines anderen Sterns machen.

Warum gibt es das noch nicht?
Warum ist das schwer?

Stellen Sie sich vor, wir nähmen
das Hubble Weltraumteleskop,

drehten es um und setzten es in
eine Umlaufbahn um den Mars.

Wir würden vermutlich
ein leicht unscharfes Bild der Erde sehen,

weil wir ein recht kleines Teleskop

in der Umlaufbahn des Mars sind.

Nun gehen wir auf die 10-fache Distanz.

Hier sind wir in der
Umlaufbahn des Uranus.

Das Bild ist kleiner,
weniger detailliert, gröber.

Man sieht den kleinen Mond noch.

Gehen wir wieder 10-mal so weit weg!

Hier sind wir am Rand
des Sonnensystems, im Kuipergürtel.

Es gibt gar keine Auflösung mehr.

Die Erde ist nun Carl Sagans
blass-blauer Punkt.

Wir entfernen uns
wieder um das 10-Fache.

Nun sind wir in der Oort'schen Wolke
außerhalb des Sonnensystems,

und wir sehen, wie die Sonne
langsam in unser Sichtfeld rückt,

wo sich der Planet befindet.

Und wieder 10-mal weiter weg.

Nun sind wir bei Alpha Centauri,
unserem nächsten Nachbarstern,

und der Planet ist weg.

Alles, was wir sehen, ist das
große strahlende Bild des Sterns,

der 10-Mrd.-mal heller
leuchtet als der Planet,

der in dem kleinen roten
Kreis sein sollte.

Das wollen wir sehen.
Deshalb ist es so schwer!

Das Licht vom Stern wird gebeugt,
im Inneren des Teleskops gestreut,

und erzeugt das sehr helle Bild,
das den Planeten verblassen lässt.

Um den Planeten sichtbar zu machen,
müssen wir etwas gegen all das Licht tun.

Wir müssen es loswerden.

Viele meiner Kollegen arbeiten an
tollen Technologien zu dem Zweck,

aber ich möchte Ihnen heute
die vorstellen, die ich am coolsten finde

und die uns am ehesten innerhalb des
nächsten Jahrzehnts eine Erde liefert.

Vorgestellt wurde die Idee 1962 vom Vater
des Weltraumteleskops, Lyman Spitzer.

Dazu angeregt hatte ihn eine Eklipse.

Sie kennen das alle:
eine Sonnenfinsternis.

Der Mond hat sich vor die Sonne geschoben.

Er deckt den Großteils des Lichts ab und
wir sehen um ihn herum eine matte Korona.

Es ist wie wenn ich den
Daumen hochhalte und

den Strahler abblocke, der mich blendet:

Ich kann Sie in der hinteren Reihe sehen.

Also, was passiert hier?

Nun, der Mond

wirft einen Schatten auf die Erde.

Wir platzieren ein Teleskop oder
eine Kamera in diesen Schatten,

blicken zurück auf die Sonne,

der Großteil des Lichts ist weg,

und wir können die matte, feine Struktur
in der Korona erkennen.

Spitzer schlug vor, das im
Weltraum nachzustellen.

Wir bauen eine große Lichtblende,
fliegen sie ins All,

platzieren sie vor dem Stern,

verdecken den Großteil des Lichts,

fliegen ein Weltraumteleskop
in den so erzeugten Schatten

und "Zack!" -- wir sehen Planeten.

Aussehen würde das ungefähr so:

Da ist die große Lichtblende --
und es gibt keine Planeten.

Denn leider funktioniert das so
nicht sehr gut,

weil die Lichtwellen
des Lichts und die Wellen

um die Lichtblende gebeugt werden,

auf dieselbe Weise wie im Teleskop.

Es ist wie Wasser, das einen
Stein im Bach umfließt,

und all das Licht zerstört
den Schatten einfach.

Es ist ein schlechter Schatten:
Wir sehen keine Planeten.

Aber Spitzer kannte die Lösung.

Wenn wir die Kanten aufbrechen,
sie weicher machen könnten,

um die Beugung zu reduzieren,
dann können wir einen Planeten sehen.

In den letzten, rund zehn Jahren haben wir
genau dafür optimale Lösungen gefunden.

Eine davon sieht ungefähr so aus:

Wir nennen sie blütenförmige
Sternenblende ("Starshade").

Wenn wir die Kanten der Blütenblätter
genau richtig hinbekommen,

regulieren wir ihre Form so,
dass wir die Beugung reduzieren.

Nun ist es ein toller Schatten.

Er ist etwa 10-Mrd.-mal dunkler als zuvor,

und wir erkennen die
angestrahlten Planeten -- einfach so.

Sie muss natürlich größer sein
als mein Daumen.

Starshade ist

halb so groß wie ein Fußballfeld.

Sie muss 50 000 Kilometer
vom Teleskop wegfliegen,

das exakt in ihrem Schatten bleiben muss,

und dann können wir diese Planeten sehen.

Das klingt schwierig,

aber brillante Ingenieure,
meine Kollegen bei JPL,

haben ein fabelhaftes Design entwickelt,

und das sieht so aus.

Sie ist anfangs um eine Nabe gewickelt.

Sie trennt sich vom Teleskop.

Die Blütenblätter entfalten
sich -- öffnen sich.

Das Teleskop dreht sich herum.

Sie sehen, wie Starshade wendet

und 50 000 Kilometer
vom Teleskop wegfliegt.

Sie wird sich vor den Stern platzieren

und, einfach so, einen
wunderbaren Schatten erzeugen.

Zack, wir kriegen die Planeten
in seiner Umlaufbahn.

(Applaus)

Vielen Dank.

Das ist kein Science-Fiction.

Wir arbeiten seit 5 oder 6 Jahren daran.

Letzten Sommer haben wir
einen coolen Test durchgeführt,

in Kalifornien bei Northrop Grumman.

Dies sind vier Blütenblätter einer
Starshade im kleinen Maßstab.

Sie ist ca. halb so groß
wie die, die Sie eben sahen.

Hier entfalten sich die Blätter.

Vier Studenten haben diese vier Blätter
im Sommerpraktikum bei JPL gebaut.

Sie sehen, wie sie ausfahren.

Die Blätter müssen sich richtig drehen.

Das Gerüst der Blätter muss jedes Mal
exakt zur selben Stelle ausfahren,

auf ein Zehntel Millimeter genau.

Wir haben den Test 16-mal ausgeführt,

und 16-mal blieb es exakt an
derselben Stelle stehen,

auf ein Zehntel Millimeter genau.

Dies muss mit absoluter
Präzision erfolgen,

aber wenn es gelingt, diese Technologie
zu bauen und ins All zu bringen,

dann könnte man so etwas erblicken:

Dies ist ein Bild eines unserer
Nachbarsterne vom Hubble-Weltraumteleskop.

Wenn wir ein ähnliches Weltraumteleskop,

ein etwas größeres,

dort hinausbringen und

eine Blende davorfliegen könnten,

dann sähen wir vielleicht
so etwas ...

Das ist ein Familienporträt des
Sonnensystems --

aber nicht unseres; wir hoffen auf
ein anderes Sonnensystem --,

durch eine Blende gesehen,
eine Starshade wie diese.

Sie sehen Jupiter, Saturn,

Uranus, Neptun und,
direkt dort in der Mitte,

neben dem Rest an Licht,

ist der blass-blaue Punkt.
Das ist die Erde.

Das wollen wir sehen -- sehen, ob es
Wasser gibt, Sauerstoff, Ozon,

Dinge, die uns verraten,
ob es dort Leben geben könnte.

Für mich ist dies die
coolste Wissenschaft.

Darum arbeite ich in diesem Feld,

weil ich denke, das wird
die Welt verändern.

Wenn wir das sehen,
wird das alles verändern.

Vielen Dank.

(Applaus)