Die Mission des Terrestrial Planet Finder (TPF) ist die Suche nach einer neuen Erde. Dies ist wissenschaftlich sehr anspruchsvoll, da mit den bisherigen Entdeckungsmethoden für extrasolare Planeten zumeist nur Gasriesen von der Größe des Jupiters entdeckt werden. Doch aufgrund finanzieller Probleme wurde diese Mission auf unbestimmte Zeit verschoben und wird, wenn überhaupt, erst ab dem Jahr 2020 realisiert werden.
Der Terrestrial Planet Finder (TPF) wird aus zwei sich ergänzenden Konzepten bestehen und in der Lage sein, verschiedene Aspekte von Planeten außerhalb unseres Sonnensystems zu untersuchen. Von der Anordnung und Entwicklung aus Staub- und Gasscheiben um neu entstandene Sterne, bis hin zu ihren Eigenschaften, wenn sie fertige Planeten sind.
Durch die Kombination der hohen Sensibilität von Weltraumteleskopen mit revolutionierender Bildtechnologie, wird es dem TPF möglich sein die Größe, die Temperatur und Anordnung selbst erdähnlicher Planeten in der "bewohnbaren Zone" eines Sonnensystems zu messen.
Außerdem wird TPF's Spektroskopie die Möglichkeit haben, die chemische Zusammensetzung und die biologischen Eigenschaften der Atmosphäre eines fremden Planeten zu bestimmen. Dadurch lassen sich Rückschlüsse auf Kohlendioxid, die Verdampfung von Wasser und Methan gewinnen, dadurch würde man einen Einblick bekommen, ob es auf diesem Planeten Leben gibt oder ob Leben hier überhaupt entstehen kann.
Teleskope
Das sichtbare Licht Konzept (visible-light concepts) benutzt einen einzelnen Chronografen, mit einem effektiven Durchmesser von 6,5 - 8 m, der bei Raumtemperatur arbeitet, aber einen Bildkontrast von 1 Milliarde zu eins erreicht.
Das Infrarot Konzept des TPF benutzt mehrere kleinere Teleskope mit einem Durchmesser von 3 - 4 m und diese sind als Interferometer konfiguriert und haben zusammengeschaltet eine Ausbreitung von etwa 40 m.
Technik
Um im sichtbaren Bereich auf den Bildern von fremden Sternen einen Planeten entdecken zu können, ist der TPF mit einem Chronografen ausgestattet. Dieser blockiert das direkte Licht eines Sterns, so dass auch dunklere Objekte in der Nähe erkannt werden können. Chronografen werden, wie der Name vermuten lässt, z. B. bei der Beobachtung der Corona unserer Sonne und bei der Suche nach Braunen Zwergen (failed stars known as brown dwarfs) eingesetzt.
Um den eigenen Inneren Fehler auszugleichen, wird das TPF eine "aktive Optik" benutzten, ähnlich der Technologie, die auch das Keck Observatorium und andere erdgebundene Teleskope benutzten. Dies ist erforderlich um die richtige Wellenlängeneinstellung zu finden, da die Erdatmosphäre das Licht fremder Sterne bricht und streut.
Ergebnisse
Die zu erwartenden wissenschaftlichen Ergebnisse dieser Mission werden sehr wertvoll sein, denn nur so bekommen wir einen umfassenden Einblick in die Eigenschaften eines fremden Sonnensystems mit Gasgiganten auf der einen Seite und terrestrischen Planeten auf der anderen Seite.
Das wichtigste wissenschaftliche Ziel des TPF ist die Entdeckung und Charakterisierung erdähnlicher Planeten. Insbesondere soll er antworten auf folgende Fragen liefern.
1. Wie viele erdähnliche Planeten in der bewohnbaren Zone um einen Stern, wo die Oberflächentemperatur flüssiges Wasser zulässt, gibt es in unserer Nachbarschaft?
2. Wie ist die Zusammensetzung der Atmosphäre von Planeten fremder Sterne? Ist Wasser, Kohlenmonoxid oder Kohlendioxid vorhanden?
3. Unterstützen die atmosphärischen Komponenten und Bedingungen die Entstehung von Leben?
Wie entstehen Planeten aus den Scheiben mit festem und gasförmigen Material junger Sterne?
Reichweite
Mit einer Reichweite von ungefähr 45 Lichtjahren hat der TPF die Möglichkeit über 150 Sterne auf die Existenz terrestrischer Planeten zu überprüfen. Dabei wird er auch auf die atmosphärische Signatur des Planeten schauen und sie in bewohnbare und nicht bewohnbare Planeten einteilen.
Beginn
Ein Startdatum für diese Mission existiert momentan (Stand März 2019) nicht aber die Dauer der Mission ist für 5 Jahre ausgelegt.
Geleitet wird die Mission vom JPL der NASA und als Trägerrakete sollte ursprünglich entweder eine europäische Ariane V oder eine amerikanische Delta IV Rakete dienen.
Anmerkung: Mehr zu diesem Thema erfahren sie in meinem Buch "Exoplaneten - Die Suche nach einer zweiten Erde", im Kapitel "Zukünftige Entwicklungen".
Missionsseite: http://planetquest.jpl.nasa.gov/TPF/tpf_index.cfm
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