Das erwartet uns am Himmel und in der Raumfahrt 2021

Drei Raumsonden erreichen den Mars, das James-WebbWeltraumteleskop startet, der 12. Deutsche fliegt ins All, zwei Riesenplaneten und vier Finsternisse: 2021 beschert Weltraumfans etliche himmlische Highlights.

2021 fängt als Mars-Jahr an. Zwar ist unser rötlicher Nachbarplanet längst nicht mehr so dominant am Himmel wie im Herbst der vergangenen Jahres. Aber Mars bleibt bis in den April hinein ein markanter Lichtpunkt am abendlichen Westhimmel. Besonders hübsch ist sein Vorüberziehen am Sternhaufen der Plejaden Anfang März. Schon im Februar steht Mars ganz im Fokus der Raumfahrtenthusiasten: Im Sommer 2020 waren drei Raumsonden gestartet, die dann ihr Ziel erreichen.

Am 9. Februar soll Hope (Hoffnung), die erste interplanetare Sonde der Vereinigten Arabischen Emirate, in die Umlaufbahn um den Mars einschwenken. Geht alles nach Plan folgt einen Tag später Chinas erste Marssonde Tianwen-1. Der Name bedeutet himmlische Fragen und geht auf ein berühmtes altes Gedicht zurück. Beide Sonden sollen den Mars und seine Atmosphäre aus der Umlaufbahn erforschen. Die chinesische Sonde wird irgendwann im Mai eine Landesonde aussetzen, die im roten Sand aufsetzen soll. Ein kleiner Rover wird dann die Umgebung der Landestelle untersuchen. seilt der Kran den Rover an Bord der Kapsel ab. Das Fahrzeug setzt schließlich sanft auf dem Mars auf, während der Sky Crane sieben Meter über ihm die Seile kappt, wieder etwas aufsteigt und schließlich einige hundert Meter entfernt in den roten Staub stürzt.

Das gesamte Landemanöver spielt sich binnen sieben Minuten ab – den berüchtigten Minuten des Schreckens, in denen das Kontrollteam am Boden nur gebannt zuschauen kann, was am Mars passiert bzw. dort passiert ist. Denn die Funksignale brauchen Mitte Februar gut elf Minuten.

Wenn das NASA-Team in Pasadena in Kalifornien die Meldung empfängt, dass der Eintritt in die Atmosphäre beginnt, ist die Landung bereits geglückt – oder missraten. Eingreifen kann dann niemand mehr. Einen zweiten Versuch gibt es nicht. Das waghalsige Landemanöver, das aus einem Action-Streifen stammen könnte, hat die NASA bereits bei ihrem Rover Curiosity (Neugier) im Jahr 2012 erfolgreich eingesetzt. beln: Gab es einst Leben auf dem Mars? Oder stecken womöglich noch heute Mikroben einige Meter tief im Boden unseres Nachbarplaneten? Perseverance soll einige Jahre durch die rote Landschaft rollen, das Material untersuchen und Proben einsammeln. Die kleinen Behälter werden – so der kühne Plan – gegen Ende des Jahrzehnts von einer Mars Sample Return-Mission, die NASA und ESA gemeinsam durchführen wollen, zur Erde geholt. Vielleicht verraten in gut zehn Jahren Marsproben aus dem Jahr 2021 die Existenz von kleinen grünen Mikroben.

Seit mehr als 30 Jahren kreist das Hubble-Weltraumteleskop um die Erde. Seine Aufnahmen der Planeten in unserem Sonnensystem aber auch von fernen Nebeln, Sternhaufen und Galaxien sind legendär. Das 1990 gestartete Auge in der Umlaufbahn dürfte gegen Ende dieses Jahrzehnts ausfallen. Eine Art Nachfolger wird das James Webb-Weltraumteleskop.

Es soll am 31. Oktober 2021 mit einer europäischen Ariane-5Rakete vom Weltraumbahnhof Kourou in Französisch-Guyana in Südamerika aus ins All starten, fast 14 Jahre später als beim Beginn des Projekts 1997 geplant. Mit fast zehn Milliarden US-Dollar ist das Teleskop mehr als zehnmal so teuer wie ursprünglich konzipiert. Der Namenspatron James

Webb war NASA-Chef während der Hochphase des Apollo-Projekts in den 1960er Jahren.

Die Astronominnen und Astronomen erwarten von den Aufnahmen des James Webb-Teleskops ganz neue Einsichten, wie das Universum entstanden ist, wie es sich entwickelt hat und wie sich Galaxien, Sterne und Planeten gebildet haben.

Das Instrument wird die früheste Kindheit des Kosmos beobachten und Objekte fotografieren, die es schon 200 bis 300 Millionen Jahre nach dem Urknall im Universum gab. Womöglich liefert James Webb, wie die Fachleute das Teleskop kurz nennen, sogar Hinweis auf möglicherweise bewohnte Exoplaneten, also Planeten die andere Sterne als die Sonne umkreisen.

Der Spiegel des James WebbWeltraumteleskops hat 6,5 Meter Durchmesser und besteht aus 18 Segmenten. Das gesamte Instrument startet buchstäblich zusammengefaltet ins All. In 178 Schritten muss es sich über einen Zeitraum mehrerer Monate entfalten. Erst dann – vermutlich im Frühjahr 2022 – gibt es die ersten Bilder aus den Tiefen des Kosmos. Jeder Schritt muss einwandfrei klappen, sonst ist die Mission verloren. Was Astronominnen und Astronomen schlaflose Nächte beraubt, ist für Raumfahrtfachleute fast Routine. Viele Kommunikationssatelliten entfalten sich erst im All – allerdings kommt es dabei nicht auf jeden Mikrometer an wie bei einem Teleskop. Astrofans werden James Webb nicht nur beim Start die Daumen drücken, sondern auch in den Monaten danach.

NIRSpec, eine der vier Kameras an Bord, wurde bei Airbus in Ottobrunn bei München gebaut. Sie besteht aus ungewöhnlichem Material: Keramik. Sowohl die Grundstruktur als auch die Spiegel sind aus diesem sehr leichten, harten und extrem temperaturunempfindlichen Werkstoff hergestellt. Aus gutem Grund, denn die Kamera – so groß wie ein Schrankkoffer – muss im All einiges aushalten. Sie wird auf etwa -250 Grad Celsius gekühlt, um so die schwache Infrarot- oder Wärmestrahlung aus den Tiefen des Alls zu registrieren. Kunststoff oder Metall verzögen sich dabei und führten zu unscharfen Bildern.

Keramik dagegen bleibt auch dann noch perfekt in Form. Das NIRSpec-Instrument soll unter anderem entstehende Sterne und ferne Galaxien untersuchen. Die Keramik-Kamera ist sagenhaft empfindlich: Sie könnte noch die Wärmestrahlung einer brennenden Zigarette auf dem Mond registrieren. Dank dieser Präzision bekommen die Astronomen mit James Webb und NIRSpec, Hightech made in Germany, völlig neue Einblicke in die Kinderstuben des Kosmos.

Nur mit sehr viel Glück startet Ende 2021 noch das OrionRaumschiff von NASA und ESA zur Jungfernreise zum Mond. Vier Wochen lang soll es im Rahmen der Mission Artemis-1 im All bleiben und davon einige Tage lang den Mond umkreisen. Menschen sind beim Erstflug noch nicht an Bord, dafür aber zwei Puppen des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt, die mit Tausenden Sensoren messen, welchen Bedingungen Menschen an Bord ausgesetzt wären.

Die Orion-Kapsel stammt von der NASA, die ESA liefert das Servicemodul, gleichsam den