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09 December 2019
09. December 2019 Space

Zwanzig Jahre Röntgenastronomie mit XMM-Newton

The XMM-Newton X-ray observatory developed and built by Airbus for the European Space Agency (ESA) lifted off at 3.32 pm CET on 10 December 1999 to explore the wonders of the X-ray universe.

Von Airbus gebauter ESA-Satellit liefert Aufsehen erregende Forschungsergebnisse zu explodierenden Sternen, Schwarzen Löchern und Galaxienhaufen

 

Friedrichshafen, 09. Dezember 2019 - Eine der erfolgreichsten europäischen Weltraummissionen feiert Geburtstag: Das von Airbus für die Europäische Weltraumorganisation ESA entwickelte und gebaute Röntgenobservatorium XMM-Newton startete am 10. Dezember 1999 um 15:32 MEZ, um die Wunder des Röntgenuniversums zu erforschen. Seit dem Start, hat XMM-Newton gleichzeitig Röntgenstrahlen, sichtbares und ultraviolettes Licht beobachtet und seine Rolle als eines der wichtigsten astronomischen Observatorien aller Zeiten unter Beweis gestellt. Der Satellit entdeckte mehr Röntgenquellen als jeder andere Satellit zuvor. Er hilft dabei, kosmische Rätsel zu lösen, von dem, was in und um Schwarze Löcher geschieht, bis zur Bildung von Galaxien im frühen Universum.

XMM-Newton hat seine ursprüngliche Einsatzzeit von zehn Jahren verdoppelt. Aufgrund des überwältigenden wissenschaftlichen Erfolgs und des exzellenten Zustands des Teleskops wurde die Mission Jahr um Jahr von der ESA verlängert. So ist ein Betrieb aus technischer Sicht bis über das Jahr 2030 hinaus durchaus möglich.

Das Interesse an Beobachtungen mit dem europäischen Weltraumteleskop ist ungebrochen. So wird jedes Jahr bis zu sieben Mal mehr Beobachtungszeit beantragt, als überhaupt zur Verfügung steht. Mit dieser Überbuchungsrate befindet sich XMM-Newton auf demselben Niveau wie das Weltraumteleskop Hubble.

Die Ergebnisse von XMM Beobachtungen sind auch Teil zahlreicher  Doktorarbeiten. Diese akademischen Arbeiten basieren sowohl auf wissenschaftlichen Ergebnissen (unter Verwendung von XMM-Newton-Beobachtungen und numerischen Vorhersagen) als auch auf "technischer" Arbeit (Hardware- und Softwareentwicklung, Kalibrierung oder Betrieb). Seit dem Missionsstart im Jahr 1999 wurden fast 400 Doktorarbeiten mit Ergebnissen oder Erkenntnissen des XMM-Satelliten verfasst. Insgesamt wurden mehr als 6200 wissenschaftliche "XMM-Arbeiten" veröffentlicht.

Aber nicht nur aus wissenschaftlicher Sicht ist XMM-Newton ein herausragender Erfolg, sondern auch in technologischer Hinsicht und bei der Projektabwicklung, denn: Das Vorhaben wurde in nur 38 Monaten realisiert. Der XMM-Newton-Satellit entstand unter der Leitung von Airbus in Friedrichshafen, wobei das Bahn- und Lageregelungssystem (AOCS) von Airbus UK entwickelt wurde und Airbus in Spanien die Strukturen des Service-Moduls, das Focal Plane Assembly (FPA), das Thermalkontrollsystem und den Kabelbaum (Harness) beisteuerte. Insgesamt gehörten 45 europäische Firmen und eine US-amerikanische zum Industriekonsortium.

XMM-Newton, aufgrund der schwarzen Thermalschutzfolie von seinen Erbauern auch liebevoll "Schwarze Schönheit" genannt, besteht aus drei parallel zueinander montierten zylindrischen Spiegelsystemen, die die Röntgenstrahlung in die drei Brennebenen bündeln. Das ermöglicht es Himmelskörper gleichzeitig mit drei Kameras sowie zwei Spektrometern zu beobachten. Letztere zerlegen Röntgenstrahlung auf ähnliche Weise wie Glas-Prismen das Sonnenlicht in seine Spektralfarben auffächert. Aus den Röntgen-„Farben“ können die Astronomen wichtige physikalische Größen, wie Temperatur, Dichte, relative Bewegung entnehmen oder die chemische Zusammensetzung der Materie ermitteln.

Röntgenstrahlung ist, genau wie Licht, eine Form von elektromagnetischer Strahlung, jedoch hunderte bis tausende Male energiereicher. Sie wird von Körpern oder Gasen abgestrahlt, die zwischen einer Million und hundert Millionen Grad Celsius heiß sind. Mit XMM-Newton beobachten Astronomen also den heißen Teil des Universums.

XMM-Newton legt in seiner 48-Stunden-Umlaufbahn fast ein Drittel der Entfernung zum Mond zurück. Am äußersten Punkt (Apogäum) von 114 000 Kilometern Entfernung von der Erde bewegt sich der Satellit sehr langsam. Den erdnahesten Punkt (Perigäum) passiert es 7000 Kilometer über der Erde mit 24.120 Stundenkilometern viel schneller. Die hochexzentrische Umlaufbahn von XMM-Newton wurde so gewählt, dass seine Instrumente außerhalb der die Erde umgebenden Strahlungsgürtel arbeiten können. Da die Erdatmosphäre alle Röntgenstrahlen blockiert, kann nur ein Teleskop im Weltraum himmlische Röntgenquellen erkennen und untersuchen.

XMM-Newton "zielt" über lange Zeiträume (oft mehr als zehn Stunden) auf entfernte Röntgenquellen. Eine der Hauptanforderungen des Satelliten war deshalb seine sehr hohe Ausrichtgenauigkeit und -stabilität. XMM-Newton kann seine Ausrichtung äußerst präzise steuern, und zwar mit Hilfe von zwei Sätzen von vier kleinen Triebwerken und vier auf dem Satelliten montierten Schwungrädern.

Die "Zielgenauigkeit" des zehn Meter langen XMM-Newton beträgt 0,25 Bogensekunden über einen Zeitraum von 10 Sekunden. Dies entspräche dem Anschauen einer Melone mit einem in der Hand gehaltenen Fernglas aus einer Entfernung von 300 Kilometern und das ohne das geringste Wackeln !

 

@AirbusSpace @ESA_XMM @esascience #XMM

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