Das Euclid-Teleskop der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) verliert allmählich seine Sicht, da Schichten von Wassermolekülen auf seinen Spiegeln eingefroren sind. Das sind schlechte Nachrichten für eine Mission, deren Aufgabe es ist, das dunkle Universum mit hochempfindlichen Kameras zu beobachten, aber das Team hinter dem Teleskop hat einen Plan entwickelt, um Euklid in den kalten Tiefen des Weltraums warm zu halten.
Euclid wurde im Juli 2023 eingeführt um das dunkle Universum – die Teile unseres Kosmos, die aus dunkler Energie und dunkler Materie bestehen – mit einer Kamera für sichtbares Licht (VIS), einer Nahinfrarotkamera und einem Spektrometer (NISP) zu untersuchen. Kurz nach dem Start begann das Wissenschaftsteam der Mission mit der Kalibrierung der Instrumente des Teleskops. Während dieses Prozesses beobachteten die Teammitglieder einen allmählichen Rückgang der Lichtmenge, die von Sternen gemessen wurde, die wiederholt mit VIS beobachtet wurden.
„Einige Sterne im Universum variieren in ihrer Leuchtkraft, aber die meisten sind über viele Millionen Jahre stabil“, sagte Mischa Schirmer, Kalibrierungswissenschaftler bei Euklid, in einem Stellungnahme. „Als unsere Instrumente einen schwachen, allmählichen Rückgang der einfallenden Photonen registrierten, wussten wir, dass es nicht sie waren, sondern wir.“
Nach monatelangen Untersuchungen geht das Team nun davon aus, dass wahrscheinlich mehrere Schichten von Wassermolekülen auf den Spiegeln von Euklids optischen Instrumenten eingefroren sind. Es handelt sich um eine sehr dünne Wassereisschicht, vielleicht ein paar Dutzend Nanometer dick (ungefähr so breit wie ein DNA-Strang), aber sie reichte aus, um Euklids hochempfindliches Sehvermögen zu beeinträchtigen.
Nach Angaben der ESA hat das Teleskop während seiner Montage auf der Erde wahrscheinlich das Wasser aus der Luft aufgenommen und gibt dieses Wasser nun nach und nach aus Teilen des Raumfahrzeugs ab. Bei den eisigen Temperaturen im Weltraum bleiben diese freigesetzten Wassermoleküle an der ersten Oberfläche haften, auf der sie landen.
Euklid befindet sich derzeit etwa 1,5 Millionen Kilometer von der Erde entfernt, wo die Temperaturen auf etwa -455 Grad Fahrenheit sinken können. Gefrorene Wassermoleküle sind in dieser Entfernung ein häufiges Problem für Raumfahrzeuge, aber Euclid muss sein optisches System so eisfrei wie möglich haben, um das dunkle Universum beobachten zu können.
Um das Gefrierwasserproblem des Teleskops zu lindern, entwickelte das Team einen Plan, das Raumschiff mithilfe eines vor dem Start entwickelten Dekontaminationsverfahrens aufzuheizen. Allerdings könnte das Einschalten der Bordheizungen des Teleskops dessen mechanische Struktur beeinträchtigen und möglicherweise zu einer Ausdehnung führen, die es dem Raumschiff möglicherweise nicht ermöglicht, wieder seine ursprüngliche Größe zu erreichen.
Stattdessen wird die Missionskontrolle Befehle senden, um optische Teile des Raumfahrzeugs mit geringem Risiko zu erhitzen, beginnend mit zwei von Euclids Spiegeln, die laut ESA unabhängig voneinander aufgewärmt werden können. Wenn das Problem dadurch nicht behoben wird, wird das Team weiterhin andere Spiegelgruppen auf Euclid erhitzen.
„Die Enteisung sollte Euklids Fähigkeit, Licht aus diesen alten Galaxien zu sammeln, wiederherstellen und bewahren, aber es ist das erste Mal, dass wir dieses Verfahren durchführen“, sagte Reiko Nakajima, VIS-Instrumentenwissenschaftlerin, in einer Erklärung. „Wir haben sehr gute Vermutungen darüber, an welcher Oberfläche das Eis haftet, aber wir werden uns nicht sicher sein, bis wir es tun.“
Es handelt sich um ein experimentelles Verfahren, aber das Risiko lohnt sich, da das Wassereis möglicherweise Euklids Fähigkeit gefährden könnte, ein Drittel des Himmels mit beispielloser Empfindlichkeit zu überblicken – genug, um die kleinsten Galaxien aufzuspüren.
Euclid hat sich schon einmal von einem besorgniserregenden Fehler erholt. Kurz nach dem Start verloren die Feinleitsensoren des Teleskops gelegentlich den Überblick über Leitsterne, wodurch das Teleskop präzise auf Regionen im Kosmos zielen konnte. Der Das Team vor Ort hat einen Software-Patch entwickelt für Euklid, was eine vollständige Wiederherstellung ermöglicht.
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