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Das Schmidt-Teleskop machte Kepler einzigartig

Keplers großes Gesichtsfeld wird erst durch die Schmidt-Platte möglich, eine speziell geschliffene Korrekturoptik an der Teleskopöffnung. Normale Spiegelteleskope mit Parabolspiegeln haben sogenannte Koma-Effekte. Je weiter ein Stern von der Mitte des Gesichtsfelds im Teleskop entfernt ist, desto stärker wird er länglich nach außen verzerrt, bis er aussieht wie der Schweif eines Kometen. Schmidt-Teleskope benutzen dagegen einen Kugelspiegel, der zwar keine Koma-Effekte erzeugt, aber wegen seiner nichtparabolischen Form nirgendwo ein scharfes Bild eines Sterns liefert.

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Die Schmidt-Platte ist ein Weg, dieses Problem zu lösen. Bernhard Schmidt stellte sie her, indem er eine Glasplatte auf einen Behälter legte, in dem ein Unterdruck hergestellt wird. Die Platte biegt sich daraufhin nach innen durch. Anschließend schliff er die Oberseite plan, bei konstantem Unterdruck im Behälter. Zuletzt wurde der Druck ausgeglichen, die Platte bog sich zurück und hatte danach die korrekte Form. Das alles tat Bernhard Schmidt einhändig, da er beim Spielen mit Schießpulver als Kind eine Hand verloren hatte.

Der Teleskopspiegel von Kepler hinter der Platte ist mit 1,4 m Durchmesser deutlich größer als die Platte selbst, um den Rand des Gesichtsfeldes nicht abzuschatten. Das Resultat ist ein Teleskop, das scharfe Abbildungen über ein sehr großes Gesichtsfeld liefern kann. Allerdings ist die Fläche der schärfsten Abbildung kugelförmig gebogen und nicht eben, weshalb auch die 42 CCD-Sensoren auf einer Kugelform angeordnet werden mussten.

Ohne Schwerkraft gibt es weniger Probleme

Auf der Erde ist die Größe von Schmidt-Teleskopen vor allem durch die Schmidt-Platte begrenzt. Das größte ist das Alfred-Jensch-Teleskop in Tautenburg bei Jena mit 1,4 m Durchmesser. Je nach Stellung des Teleskops verbiegt sich die Schmidt-Platte unter ihrem eigenen Gewicht im Gravitationsfeld der Erde. Anders als der Spiegel kann sie dabei auch kaum durch weitere Strukturen abgestützt werden, weil sie durchsichtig sein muss.

In der Schwerelosigkeit verschwindet ein Großteil dieser Probleme, solange das Teleskop alle Kräfte durch die Vibrationen beim Start der Rakete übersteht. Theoretisch hätte zwar auch eine Linsenoptik einen ähnlich großen Teil des Himmels scharf abbilden können, allerdings hätte ein Objektiv mit Linsen von über einem Meter Durchmesser wesentlich mehr gewogen. Wie einzigartig die Kepler-Mission mit diesem Teleskop war, zeigen die nächsten Missionen mit ähnlichem Konzept.

Kepler wird lange einzigartig bleiben

Eine echte Nachfolgemission hat Kepler derzeit nicht. Es gibt eine ähnliche Mission namens Tess, die für die Beobachtung von Zwergsternen optimiert ist. Deren Planeten lassen sich durch ihre engeren Orbits und kürzerer Umlaufzeiten leichter entdecken. Tess wird mit seinen vier nur 10 cm großen Objektiven fast den gesamten Himmel durchmustern.

Durch die kleinen Optiken und die geringe Leuchtkraft der Zwergsterne wird die Zahl der untersuchten Sterne dabei nur etwa genauso groß sein wie die von Kepler. Dafür ist das Budget der im April mit einer Falcon-9-Rakete gestarteten Mission mit 200 Millionen US-Dollar wesentlich kleiner. Kepler kostete 600 Millionen US-Dollar für Entwurf, Bau und Start sowie 10 Millionen US-Dollar pro Jahr für den Betrieb.

Noch weniger soll die europäische Mission Cheops mit 50 Millionen Euro kosten. Die Mission soll mit einem 30-cm-Teleskop genauere Messungen von Planeten durchführen, die zuvor mit anderen Teleskopen von der Erde aus entdeckt wurden, ohne die störende Atmosphäre. Der Start ist für nächstes Jahr vorgesehen. Ebenso von der Esa stammt die für 2026 geplante Mission Plato, die mit mehreren Kameras bis 12 cm Durchmesser vor allem hellere Sterne untersuchen soll.

Vertreter der Nasa betonten in einer Pressekonferenz mehrfach, dass das 6,5 m große James Webb Telescope die entdeckten Planeten eines Tages genauer untersuchen soll. Dessen Starttermin ist wegen technischer Probleme aber noch immer unklar. Ohnehin ist es mit Kepler nicht vergleichbar und nur zur Untersuchung der Planeten geeignet, nicht zu deren Entdeckung. Die Leistung von Kepler, die Beobachtung Hunderttausender sonnenähnlicher Sterne in einem kleinen Bereich zwischen den Sternbildern Leier und Schwan, wird wohl für viele Jahre einzigartig bleiben.

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NaiZyy 01. Nov 2018

klar ist auftanken möglich, ist ja eh nur virtuell

teenriot* 01. Nov 2018

Der "Brüller" ist immer noch: 200-400 Mio pro Woche an ungenutzt weggeworfenen...

David64Bit 01. Nov 2018

Kommt auf den Test an ;)

teenriot* 31. Okt 2018

Nicht die Fortschritte an sich sind beeindruckend sondern auch die gesteigerte Routine in...

M.P. 31. Okt 2018

Aber sie wird sich bevorzugt in Richtung der optischen Achse verformen.... Einen...


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