Nancy Grace Roman Space Telescope (Der Weitwinkel-Zwilling von Hubble)
Das Nancy Grace Roman Space Telescope zählt zu den wichtigsten astronomischen Missionen der NASA in diesem Jahrzehnt. Es gilt als der „Weitwinkel-Zwilling“ des Hubble-Weltraumteleskops: Zwar verfügt auch Roman über einen 2,4 Meter grossen Hauptspiegel, doch erfasst es einen mindestens 100-mal grösseren Himmelsausschnitt auf einmal. Statt einzelner Objekte besonders detailliert zu betrachten wie Hubble oder das James-Webb-Teleskop, soll Roman systematisch grosse Bereiche des Universums untersuchen.
Der Start ist derzeit für Sonntag, den 30. August 2026, geplant. NASA und SpaceX zielen auf 07:26 Uhr EDT ab – das entspricht 13:26 Uhr MESZ. Als Trägerrakete kommt eine Falcon Heavy zum Einsatz, gestartet wird vom historischen Launch Complex 39A im Kennedy Space Center in Florida. Der Termin ist bemerkenswert: Ursprünglich war ein Start frühestens im Herbst 2026 vorgesehen, mit einem vertraglichen Zieltermin im Jahr 2026/27. Dank des Fortschritts bei Integration und Tests konnte die NASA den Termin um viele Monate vorziehen.
Die Vorbereitungen sind weit fortgeschritten. Das Teleskop ist bereits in Florida eingetroffen, wurde mit dem SpaceX-Payload-Adapter verbunden und befindet sich in den letzten Integrationsarbeiten. Ende Juli wurde das rund 290 Gallonen (etwa 1.100 Liter) umfassende Hydrazin-Treibstoffsystem befüllt. Anschliessend wird Roman in der Nutzlastverkleidung der Falcon Heavy eingeschlossen.
Das nach der Astronomen-Pionierin Nancy Grace Roman benannte Observatorium ist ein Infrarot-Weltraumteleskop. Im Zentrum stehen drei grosse Fragen: Was ist Dunkle Energie und warum beschleunigt sich die Expansion des Universums? Wie ist die Dunkle Materie verteilt und wie beeinflusst sie die Entstehung von Galaxien? Und wie viele Exoplaneten gibt es – und wie sehen Planetensysteme ausserhalb unseres Sonnensystems aus? Dazu kommen zahlreiche weitere Forschungsfelder, von der Entwicklung von Galaxien über Schwarze Löcher bis hin zu Objekten in unserem eigenen Sonnensystem.
Der entscheidende Unterschied zu Hubble liegt im Beobachtungskonzept. Der Hauptspiegel hat denselben Durchmesser von 2,4 Metern, doch Roman ist konsequent auf grosse Himmelsdurchmusterungen ausgelegt. Sein Wide Field Instrument (WFI) besitzt eine Kamera mit rund 300 Megapixeln und erfasst einen Himmelsausschnitt, der mindestens 100-mal grösser ist als derjenige von Hubble. Eine einzige Roman-Aufnahme enthält damit ungefähr die Informationsmenge von 100 entsprechenden Hubble-Aufnahmen. Während Hubble eine einzelne Galaxie extrem detailliert untersuchen kann, nimmt Roman gleichzeitig riesige Himmelsgebiete auf – genau das macht das Teleskop für die Erforschung von Dunkler Materie und Dunkler Energie so wertvoll. Im Laufe seiner fünfjährigen Hauptmission soll Roman das Licht von bis zu einer Milliarde Galaxien vermessen; eine Verlängerung um weitere fünf Jahre ist möglich.
Was das Nancy Grace Roman Space Telescope in einem Monat beobachten kann, würde mit Hubble 100 Jahre in Anspruch nehmen.
Das NGST verfügt über zwei wesentliche Instrumente. Das Wide Field Instrument ist das eigentliche Arbeitspferd: Es arbeitet im nahen Infrarotbereich und kartiert riesige Himmelsbereiche, untersucht die Verteilung von Galaxien und Dunkler Materie und sucht nach Exoplaneten. Eine besonders vielversprechende Methode ist das Mikrolinsenverfahren: Zieht ein Stern oder Planet genau vor einem weiter entfernten Stern vorbei, verändert seine Gravitation kurzfristig dessen Licht. Auf diesem Weg erwartet die NASA mehr als 1.000 neue Exoplaneten. Das zweite Instrument, der Coronagraph, ist ein technologischer Demonstrator für die direkte Beobachtung von Exoplaneten. Er blendet das extrem helle Licht eines Sterns aus und macht wesentlich schwächere Objekte in dessen unmittelbarer Nähe sichtbar. Damit erprobt Roman Technologien, die für künftige Weltraumteleskope zentral sein könnten – solche, die gezielt nach erdähnlichen Planeten und möglicherweise nach Anzeichen von Leben suchen.
Nach dem Start fliegt Roman nicht in einen klassischen Erdorbit, sondern rund 1,5 Millionen Kilometer entfernt zum zweiten Lagrange-Punkt des Sonne-Erde-Systems (L2) auf der sonnenabgewandten Seite der Erde. Dort befinden sich Sonne und Erde aus Sicht des Teleskops weitgehend in derselben Richtung. Das erleichtert die thermische Abschirmung und ermöglicht einen grossen, weitgehend ungestörten Blick auf den Himmel. Die Entfernung entspricht etwa dem Vierfachen der Distanz zwischen Erde und Mond.
Technisch liefert Roman enorme Datenmengen: bis zu 11 Terabit pro Tag bei einer Übertragungsrate von 250 bis 500 Mbit/s. Die technischen Missionsdaten stammen aus den aktuellen NASA-Spezifikationen.
Auch für Raumfahrtbeobachter ist der Start interessant. Roman fliegt mit einer Falcon Heavy – derzeit der leistungsfähigsten einsatzbereiten Rakete von SpaceX neben dem Starship-System. LC-39A ist historisch: Von derselben Rampe starteten einst die Saturn-V-Raketen zu den Apollo-Mondmissionen und später zahlreiche Space-Shuttle-Flüge. Für Roman eignet sich die Falcon Heavy besonders, weil das Teleskop samt Treibstoff, Sonnenschutz und Betriebssystem eine grosse und anspruchsvolle Nutzlast darstellt. Die NASA hatte SpaceX bereits 2022 mit dem Start beauftragt; der Vertrag hatte damals einen Wert von rund 255 Millionen US-Dollar.
Das eigentlich Faszinierende beginnt nach dem Start: Anders als Hubble muss Roman nicht von Astronauten gewartet werden. Das Teleskop bewegt sich selbstständig Richtung L2, richtet seine Sonnenschutz- und Solarsysteme aus und beginnt schliesslich mit den wissenschaftlichen Beobachtungen. Gelingt der Start am 30. August, dürfte Roman neben Hubble und James Webb zum dritten grossen NASA-Weltraumteleskop werden, das unser Bild vom Universum grundlegend verändert – allerdings mit einem völlig anderen Ansatz:
Während Hubble und Webb tief in einzelne Bereiche des Universums schauen, vermisst Roman das Universum in bisher unerreichter Breite.
Die wesentlichen Unterschiede zum Hubble Teleskop:
Sichtfeld und Durchmusterungsgeschwindigkeit: Während Hubble hochdetaillierte Bilder von spezifischen, eng begrenzten Zielen aufnimmt, ist Roman darauf ausgelegt, den Kosmos zu kartieren. Ein einzelnes Bild von Roman deckt einen Himmelsbereich ab, der mindestens 100-mal größer ist als der von Hubbles Kameras. Roman kann das Universum über 1.000-mal schneller durchmustern als Hubble und dabei riesige kosmische Strukturen in einem Bruchteil der Zeit erfassen.
Hauptmissionsschwerpunkt: Hubble ist ein Mehrzweckobservatorium,
das sich durch tiefe, gezielte Beobachtungen von Galaxien, Nebeln und stellaren Lebenszyklen auszeichnet. Romans Kernmission besteht darin, die großräumige Struktur des Universums zu kartieren, um Dunkle Energie und Dunkle Materie zu erforschen sowie umfangreiche Exoplaneten-Durchmusterungen durchzuführen.
Wellenlängenfähigkeiten: Beide Teleskope beobachten im sichtbaren und nahinfraroten Licht. Hubble kann jedoch zusätzlich im ultravioletten Wellenlängenbereich beobachten. Roman reicht etwas weiter in das nahinfrarote Spektrum hinein und ist auf Infrarot-Durchmusterungen spezialisiert.
Instrumente: Hubble stützt sich auf mehrere spezialisierte Instrumente
(wie die Wide Field Camera 3 und den Cosmic Origins Spectrograph), die im Laufe der Jahrzehnte von Astronauten ausgetauscht oder gewartet wurden. Roman verfügt über zwei Hauptinstrumente: das massive Wide Field Instrument (WFI) mit 300,8 Megapixeln und einen kontrastreichen Koronografen, der dazu dient, das Sternenlicht zu blockieren und Exoplaneten direkt abzubilden.