Das Aufwärmen eines Weltraumteleskops kann Eis von seinen Spiegeln entfernen und ein weiteres Problem verursachen: Die Struktur dehnt sich aus und stört dadurch die Ausrichtung, die für Messungen weit entfernter Galaxien erforderlich ist.
Dieser Zielkonflikt prägte die Reparatur des ESA-Teleskops Euclid im März 2024. Eine dünne Eisschicht verringerte die Lichtmenge, die sein Instrument für sichtbares Licht erreichte. Das Wasser stammte von der Erde: Es wurde während der Montage aufgenommen und später langsam von den Materialien des Raumfahrzeugs ins Vakuum abgegeben. Ein Teil davon setzte sich auf der kalten Optik ab.
Das gesamte Raumfahrzeug zu erwärmen, wäre eine mögliche Option gewesen. Doch laut ESA wäre die Struktur nach dem Abkühlen möglicherweise nicht exakt in ihren ursprünglichen Zustand zurückgekehrt. Das hätte mehrere Wochen präziser Neukalibrierung erfordert, bevor das Teleskop seine erforderliche Genauigkeit wieder erreicht hätte.
Das Team plante stattdessen, ausgewählte Spiegel einzeln zu erwärmen und nach jedem Schritt zu messen, wie viel Licht wieder hindurchkam. So ließ sich bei der Reparatur feststellen, wo sich die Verunreinigung befand, und zugleich begrenzen, wie stark sich die Temperatur des Teleskops insgesamt ändern musste.
Im Bericht der ESA vom 26. März wird beschrieben, wie der Hauptverdächtige – ein kalter Spiegel hinter der Hauptoptik des Teleskops – von -147°C auf -113°C erwärmt wurde. Das liegt auf der Erde noch weit unter dem Gefrierpunkt, war im Vakuum aber warm genug, um das Eis zu entfernen. Das Team meldete, dass fast unmittelbar 15% mehr Licht eintraf.
Der frühe Erfolg half dem Team, die Stelle zu bestimmen, an der sich das Eis angesammelt hatte, und diesen Bereich erneut gezielt zu erwärmen. Es war zu erwarten, dass weiterhin Wasser aus den Materialien des Raumfahrzeugs entweichen würde. Euclid würde diese Wartungsmaßnahme daher wiederholt benötigen. Durch gezieltes Erwärmen ließ sich die Sicht des Teleskops wiederherstellen, ohne routinemäßig die gesamte Struktur aufzuheizen und den Aufwand für eine Neukalibrierung in Kauf nehmen zu müssen.
Quellen:
https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Euclid/Euclid_s_sight_restored
https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Euclid/Operations_begin_to_de-ice_Euclid_s_vision
Bild: KI-generiertes redaktionelles Stillleben eines optischen Spiegels; es zeigt weder Hardware von Euclid noch ein Foto der Reparatur.
Dieser Zielkonflikt prägte die Reparatur des ESA-Teleskops Euclid im März 2024. Eine dünne Eisschicht verringerte die Lichtmenge, die sein Instrument für sichtbares Licht erreichte. Das Wasser stammte von der Erde: Es wurde während der Montage aufgenommen und später langsam von den Materialien des Raumfahrzeugs ins Vakuum abgegeben. Ein Teil davon setzte sich auf der kalten Optik ab.
Das gesamte Raumfahrzeug zu erwärmen, wäre eine mögliche Option gewesen. Doch laut ESA wäre die Struktur nach dem Abkühlen möglicherweise nicht exakt in ihren ursprünglichen Zustand zurückgekehrt. Das hätte mehrere Wochen präziser Neukalibrierung erfordert, bevor das Teleskop seine erforderliche Genauigkeit wieder erreicht hätte.
Das Team plante stattdessen, ausgewählte Spiegel einzeln zu erwärmen und nach jedem Schritt zu messen, wie viel Licht wieder hindurchkam. So ließ sich bei der Reparatur feststellen, wo sich die Verunreinigung befand, und zugleich begrenzen, wie stark sich die Temperatur des Teleskops insgesamt ändern musste.
Im Bericht der ESA vom 26. März wird beschrieben, wie der Hauptverdächtige – ein kalter Spiegel hinter der Hauptoptik des Teleskops – von -147°C auf -113°C erwärmt wurde. Das liegt auf der Erde noch weit unter dem Gefrierpunkt, war im Vakuum aber warm genug, um das Eis zu entfernen. Das Team meldete, dass fast unmittelbar 15% mehr Licht eintraf.
Der frühe Erfolg half dem Team, die Stelle zu bestimmen, an der sich das Eis angesammelt hatte, und diesen Bereich erneut gezielt zu erwärmen. Es war zu erwarten, dass weiterhin Wasser aus den Materialien des Raumfahrzeugs entweichen würde. Euclid würde diese Wartungsmaßnahme daher wiederholt benötigen. Durch gezieltes Erwärmen ließ sich die Sicht des Teleskops wiederherstellen, ohne routinemäßig die gesamte Struktur aufzuheizen und den Aufwand für eine Neukalibrierung in Kauf nehmen zu müssen.
Quellen:
https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Euclid/Euclid_s_sight_restored
https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Euclid/Operations_begin_to_de-ice_Euclid_s_vision
Bild: KI-generiertes redaktionelles Stillleben eines optischen Spiegels; es zeigt weder Hardware von Euclid noch ein Foto der Reparatur.