Weltraumteleskop Hitomi: Softwarefehler zerstört japanisches Röntgenteleskop im Orbit

Eine Verkettung misslicher Umstände hat zum Ausfall des Weltraumteleskops Hitomi geführt und damit der Wissenschaft einen schweren Schlag versetzt. Schuld waren falsche Daten, ein Funkabbruch und fehlerhafte Software.

Artikel veröffentlicht am 4. Mai 2016, 14:17 Uhr, Werner Pluta

Weltraumteleskop Hitomi: Ersatz kommt erst 2029 (Bild: Jaxa)

Ein Fehler in der Software ist mutmaßlich die Ursache für die Zerstörung des japanischen Weltraumteleskops Hitomi gewesen. Erste Ergebnisse der Untersuchung weisen darauf hin, dass nach einer Verkettung von Problemen diese Software den Ausschlag gab, dass Hitomi Ende März in der Erdumlaufbahn zerbrach.

Astro-H oder Hitomi war ein Röntgenteleskop, das die japanische Raumfahrtagentur Japan Aerospace Exploration Agency (Jaxa) am 17. Februar ins All geschossen hatte. Am 26. März sollte das Röntgenteleskop auf die Galaxie Markarjan 205 gerichtet werden. Dabei kam es zu einem Fehler, der Hitomi zerstörte. Am 28. April erklärt die Jaxa das 286 Millionen US-Dollar teure Weltraumteleskop für verloren.

Die Lageregelung funktionierte nicht

Auslöser war, dass Hitomi Markarian 205 anpeilen sollte. Dabei kam es zu einer Fehlfunktion in der Lageregelung. Diese wird von zwei Systemen gesteuert: einem System, das die Ausrichtung des Teleskops anhand der Position von Sternen regelt und der Inertial Reference Unit (IRR), einem System, das mit Gyroskopen arbeitet.

Bei widersprechenden Werten beider Systeme übernimmt die IRR die Steuerung des Satelliten. Allerdings registrierte das System fälschlicherweise, dass Hitomi ins Trudeln geraten wäre und aktivierte die Reaktionsräder, um das Teleskop wieder zu stabilisieren. Da es aber gar nicht trudelte, begann es jetzt zu rotieren.

Die Triebwerke beschleunigten die Rotation

Auch für einen solchen Fall gab es eine Sicherung: Hitomi schaltete in den Safe Mode. Hierbei werden die Triebwerke gezündet, um die Rotation zu stoppen und den Satelliten wieder zum Stillstand zu bringen. Ein Fehler in der Software, die diese Manöver steuert, bewirkte jedoch das Gegenteil: Die Triebwerke feuerten in die falsche Richtung und beschleunigten die Rotation weiter.

Die fehlerhafte Software sei einige Zeit zuvor ohne ausreichende Tests von der Erde aus auf den Satelliten hochgeladen worden, berichtet das Fachmagazin Nature. Die Jaxa untersuche jetzt, wie es dazu kommen konnte.

Das Kontrollzentrum konnte nicht eingreifen

Das passierte zu einem höchst ungünstigen Zeitpunkt: Hitomi durchflog gerade die südatlantische Anomalie im Erdmagnetfeld, die bewirkt, dass Partikel des Sonnenwinds der Erdoberfläche deutlich näher kommen als üblich, was auch eine höhere Strahlenbelastung bedeutet. In dieser Zeit konnte das Kontrollzentrum auf der Erde keine Verbindung zu Hitomi aufnehmen.

Ein Eingriff in das System von der Erde aus hätte das Teleskop möglicherweise retten können. So aber rotierte Hitomi immer schneller, und durch die Fliehkräfte brachen schließlich die Solarmodule sowie weitere Teile ab. Von der Erde aus wurden etwa zehn Trümmerteile beobachtet.

Hitomi sammelte drei Tage lang Daten

Der Verlust von Hitomi wiegt schwer: Das Röntgenteleskop sollte nach Quellen von Röntgen- und Gammastrahlung suchen. Aus den Daten, die es sammeln sollte, erhofften sich die Wissenschaftler neue Erkenntnisse unter anderem über dunkle Materie, ferne Galaxien oder schwarze Löcher. Drei Tage lang war Hitomi aktiv - die dabei erfassten Daten sollen bereits wichtigen wissenschaftlichen Nutzen haben.

Bis Ersatz in den Orbit fliegt, wird es noch dauern: Das nächste Röntgenweltraumteleskop, das ins All geschossen wird, ist das europäische Athena. Der Start ist für das Jahr 2029 geplant.