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„Pamela“ soll es richten

Astronomie. - Seit Mitte Juni ist der Satellit "Pamela" im All. Der Satellit soll in den kommenden drei Jahren die kosmische Strahlung genauer untersuchen und etwa Hinweise auf die Natur der "dunklen Materie" liefern. Maßgeblich beteiligt sind Wissenschaftler der Universität Siegen.

Von Klaus Martin Höfer | 07.09.2006

Wolfgang Menn, Astrophysiker an der Universität Siegen, sitzt vor seinem Computer im Emmy-Noether-Campus der Hochschule. Mit Spannung verfolgt er die Datenübertragung von der Moskauer Bodenstation.

"Im Augenblick schalten die erst mal ein, und dann gucken die nach, funktioniert alles, und wir gucken uns auch erst die Daten an. Wir hatten auch Probleme, eine Software, die immer gut gelaufen ist, die ist jetzt abgestürzt so.... da müssen wir jetzt auch mal schauen; Alles keine großen Problem, einfach die normalen Vorgänge, die einfach auftreten."

Seit mehr als zehn Jahren ist die Siegener Forschergruppe um Professor Manfred Simon auf der Suche nach kosmischer Strahlung, will herausfinden, wie positiv und negativ geladene Teilchen im All wirken. Dass es die geben muss, liegt zumindest theoretisch auf der Hand. Wolfgang Menn, einer der Mitarbeiter des mittlerweile emeritierten Professors:

"Und dann zählen Sie die Sterne in der Galaxie und dann rechnen Sie die Masse aus, und dann sehen Sie, eigentlich müsste sich das alles viel langsamer drehen. Es muss also eine Kraft da, sein eine Masse; eine Masse, die ich nicht sehen kann, die nenn ich einfach mal dunkle Materie."

Doch woraus besteht nun diese geheimnisvolle dunkle Masse? Menn:

"Sind das irgendwelche massiven Objekte, die ich nicht sehen kann, weil sie so kalt sind, oder sind es subatomare Teilchen, die schwer sind, die ich aber nicht nachweisen kann - bis jetzt."

Diesen Nachweis wollen die Forscher nun führen: Dafür haben sie eine Art Falle konstruiert, durch die die Teilchen rasen. Dabei wird zum einen die Ladung gemessen. Menn:

"Ich kann einmal sagen, es war ein Proton, dann wird es in meinem Magnetspektrometer in eine Richtung gekrümmt, und wenn es ein Anti-Teilchen, dann wird es in die andere Richtung gekrümmt. Das ist eben der Trick."

Der Detektor misst aber auch die Geschwindigkeit. Menn:

"Man hat Uhren dran, die bis auf die Billionstel Sekunde messen können und wenn Sie dann Abstand haben, wie in unserem Experimenten, von einem knappen Meter, dann können Sie das Teilchen messen, selbst wenn es mit Lichtgeschwindigkeit fliegt, braucht es drei Nanosekunden, das sind drei Milliardstel Sekunden. Das können wir messen und können daraus die Geschwindigkeit dieses Teilchens bestimmen."

Zusammen mit italienischen und amerikanischen Kollegen haben die Siegener Forscher bereits zahlreiche Experimente mit Ballons durchgeführt, haben dabei auch unterschiedlich geladene Teilchen messen könne. Im Weltall gab es bislang keine Detektoren. Menn:

"Alles was wir hatten, waren Ballone, die zwar sehr hoch fliegen, aber trotzdem noch in der Atmosphäre sind. Aber bei hoher Energie kann man das nicht mehr so machen, weil man zu viele Wechselwirkungen der primären kosmischen Strahlung mit dieser Restatmosphäre hat."

Auf Pamela setzen sie deswegen große Hoffnung: Den Start der Rakete, mit der der 400 Kilogramm schwere und 1,20 Meter hohe Satellit vom Weltraumbahnhof in Baikonur ins All geschossen wurde, sieht sich Physiker Wolfgang Menn ab und zu noch mal im Internet als Video an:

"Der Start ist ja wirklich ein eindrucksvolles, ein Vorgang, wo es rappelt, es ist kein Start wie mit einem Flugzeug, es rappelt wirklich."

Alle Bauteile wurde vorher mehrfach getestet, einige ausgetauscht, weil sie den Belastungen nicht standgehalten hätten. Nach dem Start war die Spannung dennoch groß, erst nach einigen Tagen wurde Pamela angeschaltet. Wolfgang Menn:

"Das wichtigste sind dann die Daten, die aufgenommen werden, die müssen dann runtergeschickt werden in die Bodenstation nach Moskau. Alles Okay es läuft alles, alle Detektoren sind betriebsfähig, ist nicht kaputt gegangen - das ist erst mal die Hauptsache."

Nun heißt es, Messinstrumente eichen und Datensätze solange vergleichen, bis die Wissenschaftler sicher sein können, dass die Informationen, die sie über die Moskauer Bodenstation erhalten, zuverlässig sind. Das dauert Monate. Nicht immer klappt allerdings die Einwahl auf die dortige Internet-Seite. Menn:

"”Ich glaube nicht, dass es geht. Das sind jetzt Datensätze. Jetzt müsste ich eigentlich...Doch, es funktioniert, da bin ich jetzt aber erstaunt.""

Die Messinstrumente an Bord von Pamela sind viel kleiner als die bei den bisherigen Ballonexperimenten – es werden also pro Tag weniger Daten gemessen. Doch während die Ballone höchstens ein paar Tage zur Verfügung standen, ist für Pamela ein längerfristiger Einsatz vorgesehen.