Wissenschaft

NASA-Teleskop Swift sah 2.000 Gammablitze und stürzt nun auf die Erde zurück

Peter Finch
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Das Neil Gehrels Swift Observatory der NASA, das Weltraumteleskop, das zwei Jahrzehnte lang den stärksten Explosionen im Universum hinterherjagte, hat seine wissenschaftliche Arbeit eingestellt. Es fliegt inzwischen so tief, dass die dünne obere Atmosphäre es stark genug abbremst, um seine Teleskope daran zu hindern, ruhig auf ein Ziel gerichtet zu bleiben, und das Roboter-Raumfahrzeug, das es höher schieben sollte, hat es nie zu fassen bekommen. Innerhalb weniger Wochen wird Swift in die Atmosphäre zurückstürzen und verglühen.

Swift war für eine Primärmission von zwei Jahren ausgelegt und arbeitete mehr als zehnmal so lange. Dabei erfasste es Tausende Gammablitze, kurze Strahlungsausbrüche, die entstehen, wenn massereiche Sterne kollabieren oder tote Sterne zusammenstoßen. Mit seinem Ende fehlt der Astronomie das einzige Teleskop, das solche Blitze entdecken und sich binnen etwa einer Minute zu ihnen drehen konnte, um sie zu untersuchen.

„Swift hat der Nation eine unglaubliche, dauerhafte Rendite auf die Investition gebracht: ausgelegt für eine zweijährige Primärmission, aber mehr als 10-mal so lange produktiv“, sagt Shawn Domagal-Goldman, verantwortlich für die Astrophysik-Abteilung im NASA-Hauptquartier. Die Bilanz der NASA umfasst mehr als 2.000 Gammablitze, mehr als 1.400 Supernovae, von Schwarzen Löchern zerrissene Sterne, Kometen, Asteroiden und rund 7.000 veröffentlichte Fachartikel auf Grundlage von Swift-Daten.

Warum ein Teleskop in der Umlaufbahn abstürzt

Jeder Satellit in einer niedrigen Erdumlaufbahn streift die äußersten Ausläufer der Atmosphäre. Swift hat kein Triebwerk, um dagegenzuhalten, und eine Phase intensiver Sonnenaktivität hat das Problem verschärft: Eine aktive Sonne heizt die obere Atmosphäre auf und bläht sie auf, sodass ein Satellit in gleicher Höhe auf mehr Luft trifft.

Swift wurde in eine Umlaufbahn in etwa 600 Kilometern Höhe gebracht. Inzwischen liegt es unter 275 Kilometern, deutlich unter den rund 400 Kilometern, in denen die Internationale Raumstation fliegt. In dieser Höhe, so die NASA, ist der Luftwiderstand zu stark, als dass die Teleskope ihre Ziele ruhig im Blick behalten könnten. Den Punkt, ab dem keine Rettung mehr möglich wäre, hatte die Behörde bei etwa 300 Kilometern angesetzt.

Das Raumfahrzeug wiegt etwa 1.450 Kilogramm. „Es ist zwar möglich, dass aufgrund seiner Größe einige Bauteile des Raumfahrzeugs Swift den Wiedereintritt überstehen, doch die Wahrscheinlichkeit, dass Trümmer erhebliche Sachschäden verursachen oder jemanden verletzen, ist sehr gering“, sagte das Weltraumüberwachungsunternehmen LeoLabs gegenüber CNN. Die meisten Trümmerteile, die den Wiedereintritt überstehen, fallen laut dem Unternehmen ins Meer oder auf unbewohntes Land.

Die Rettung, die beinahe gelang

Die NASA hat durchaus versucht, es zu retten. Die Behörde zahlte Katalyst Space, einem Unternehmen mit Sitz in Flagstaff, Arizona, 30 Millionen Dollar für den Bau eines Roboter-Raumfahrzeugs namens LINK, das Swift ansteuern, mit Roboterarmen greifen und wieder in Richtung seiner ursprünglichen Höhe anheben sollte. Dafür war Swift nie gebaut worden: Es hat keine Griffe oder Halterungen, an denen ein Servicefahrzeug andocken könnte. Ein Erfolg wäre das erste Mal gewesen, dass ein kommerzieller Roboter einen unbemannten Regierungssatelliten einfängt, der nicht für Wartungseinsätze ausgelegt war.

Katalyst baute LINK in weniger als einem Jahr und startete es mit einer Rakete vom Typ Pegasus XL, die von einem Düsenflugzeug abgeworfen wurde. Etwa eine Woche nach Beginn des Flugs legte ein defekter Stromschalter eines seiner Reaktionsräder lahm, jener rotierenden Schwungräder, mit denen sich ein Raumfahrzeug ausrichtet. Ein nicht reagierendes Triebwerksventil versetzte LINK anschließend in eine Drehung, und ein zweiter Schalter fiel aus. Mit zwei von drei Reaktionsrädern außer Betrieb blieb nach dem Treibstoffverbrauch zum Stoppen der Drehung zu wenig für ein sicheres Einfangen übrig.

NASA und Katalyst brachen die Rettung ab. LINK kam Swift dennoch bis auf 12 bis 15 Kilometer nahe und fotografierte es, bevor es selbst verglühte. „Wir waren sehr, sehr nah dran“, sagte Kieran Wilson von Katalyst vor einem Astronomie-Ausschuss der US-amerikanischen National Academies. Jared Isaacman, an der Spitze der NASA, formulierte es so: „Das ist nicht das Ergebnis, auf das wir hingearbeitet haben, aber es ändert nichts daran, warum es sich gelohnt hat, diese Mission zu versuchen.“

Am Boden versuchte das Team der Penn State, das Swift steuert, Zeit zu gewinnen. Die Flugkontrolle ersetzte wissenschaftliche Ziele durch Himmelspositionen, die das Raumfahrzeug in seiner windschnittigsten Lage hielten, und verzichtete monatelang auf gezielte Beobachtungen. John Nousek, verantwortlich für die Missionsleitung an der Penn State, beschrieb die Bemühungen als „Pionierarbeit an neuen Methoden, um den Luftwiderstand, den das Raumfahrzeug erfährt, so gering wie möglich zu halten“. Nachdem die Rettung zurückgefahren worden war, nahm Swift mit zwei seiner drei Instrumente die Arbeit wieder auf, bis der Luftwiderstand seine Beobachtungen beendete.

Wie Swift die Erforschung kosmischer Explosionen verändert hat

Gammablitze dauern von Sekundenbruchteilen bis zu wenigen Minuten, und vor Swift waren sie meist verblasst, bevor große Teleskope sie finden konnten. „Swift wurde als Satellit konzipiert, der eigens der Erforschung von Gammablitzen dient, Ausbrüchen, die so schnell kamen und gingen, dass niemand sie mit großen Teleskopen ins Visier nehmen konnte, um mehr zu erfahren“, sagt S. Bradley Cenko, wissenschaftlich verantwortlich für die Mission (Principal Investigator) am Goddard Space Flight Center der NASA. Ein Gammadetektor mit weitem Blickfeld erfasste jeden Ausbruch, Swift schickte dessen Position an Observatorien am Boden und schwenkte sein Röntgen- und sein UV-optisches Teleskop herum, um das verblassende Nachleuchten einzufangen. „Dafür brauchte Swift in der Regel etwa eine Minute“, sagt Cenko.

Diese Schnelligkeit löste ein altes Rätsel. Kurze Gammablitze, die in weniger als zwei Sekunden ihren Höhepunkt erreichen, waren nie genau genug lokalisiert worden, um ihr Nachleuchten zu sehen. Swift erfasste einen, der drei hundertstel Sekunden dauerte, und registrierte dabei nur 11 Röntgenphotonen; das Ergebnis stützte die Annahme, dass kurze Blitze aus Kollisionen von Neutronensternen stammen, den stadtgroßen Überresten explodierter Sterne.

Swift wurde außerdem zu einem Allzweck-Notfallteleskop. Forschende konnten dringende Beobachtungen anfordern, die binnen Minuten vom Boden aus kommandiert wurden, und im Tagesplan ließen sich bis zu 75 verschiedene Ziele unterbringen. Zusammen mit dem Fermi-Teleskop der NASA entdeckte es GRB 221009A, genannt BOAT, kurz für „brightest of all time“ (der hellste aller Zeiten), den energiereichsten je gemessenen Gammablitz, rund 2,4 Milliarden Lichtjahre entfernt.

Swift hinterlässt ein Archiv mit mehr als 1,5 Millionen Bildern seines UV-optischen Teleskops und insgesamt etwa 12 Terabyte an Daten, was laut NASA rund 600 Filmen in HD-Qualität entspricht, alles öffentlich zugänglich.

Was sein Ende offenlässt

Tag und Ort des Wiedereintritts sind noch unbekannt. Die NASA sagt nur, er werde in den nächsten Wochen erwartet, und der Zeitpunkt hängt von der Sonnenaktivität ab, die beeinflusst, wie dicht die obere Atmosphäre wird. Die oben zitierte beruhigende Risikoeinschätzung stammt von einem Tracking-Unternehmen, nicht aus einer veröffentlichten Bewertung der NASA.

Die größere offene Frage ist, wer die Rolle von Swift übernimmt. Die NASA hat keinen Nachfolger benannt. Domagal-Goldman sagt, die Behörde sei dabei, „unsere Möglichkeiten zu erkunden, die bestehende Flotte von NASA-Weltraumteleskopen zu nutzen und zu erweitern, von schnell in die Umlaufbahn gebrachten kommerziellen Kapazitäten bis hin zu effizienten, innovativen neuen Missionen“. Andere Raumfahrzeuge suchen bereits nach kosmischen Blitzen, darunter die chinesisch-französische Mission SVOM und die unter chinesischer Führung betriebene Einstein Probe, und Fermi überwacht weiterhin den Gammahimmel. Wie gut diese Kombination ein Teleskop ersetzt, das einen Ausbruch finden und sein Nachleuchten binnen etwa einer Minute untersuchen konnte, wird die Astronomie erst in der Praxis erfahren.

Für die Wartung von Satelliten hat LINK nach Angaben von Katalyst gezeigt, dass ein kleines Unternehmen in weniger als einem Jahr ein robotisches Servicefahrzeug bauen und fliegen lassen kann, mit Triebwerken und Armen, die funktionierten. Den schwierigen Teil hat es nie bewiesen: ein Raumfahrzeug einzufangen, das nie dafür gebaut wurde, eingefangen zu werden.

Häufige Fragen zum Ende von Swift

Wann stürzt das NASA-Teleskop Swift auf die Erde?

Die NASA erwartet, dass Swift in den nächsten Wochen in die Atmosphäre eintritt. Seine letzte wissenschaftliche Beobachtung fand am 20. Oktober 2026 statt.

Sind Trümmer des abstürzenden Swift-Teleskops gefährlich?

Der Großteil des rund 1.450 Kilogramm schweren Raumfahrzeugs dürfte verglühen. Das Tracking-Unternehmen LeoLabs erklärte, einige Bauteile könnten den Wiedereintritt überstehen, die Wahrscheinlichkeit erheblicher Schäden oder einer Verletzung von Menschen sei aber sehr gering, und verbleibende Trümmer landeten höchstwahrscheinlich im Meer oder auf unbewohntem Land.

Warum konnte die NASA Swift nicht retten?

Swift hat kein Triebwerk, um die eigene Umlaufbahn anzuheben. Ein Roboter-Raumfahrzeug namens LINK, gebaut von Katalyst Space im Rahmen eines NASA-Auftrags über 30 Millionen Dollar, sollte es greifen und anheben, doch Ausfälle der Reaktionsräder und eine Drehbewegung verbrauchten seinen Treibstoff, bevor es einen Einfangversuch unternehmen konnte.

Was ist ein Gammablitz?

Ein Gammablitz ist ein kurzer Ausbruch energiereicher Strahlung und die stärkste bekannte Art von Explosion. Lange Blitze entstehen beim Kollaps massereicher Sterne, kurze Blitze, die weniger als zwei Sekunden dauern, werden dagegen mit Kollisionen von Neutronensternen in Verbindung gebracht.

Die Chronologie und wie es weitergeht

Swift startete am 20. November 2004; 2018 benannte die NASA es nach seinem ersten Principal Investigator Neil Gehrels um, der 2017 gestorben war. Sein bahnbrechender kurzer Blitz, GRB 050509B, folgte im Mai 2005; der BOAT kam am 9. Oktober 2022.

Die NASA unterzeichnete den Vertrag mit Katalyst am 25. September 2025, LINK startete am 3. Juli 2026 vom Kwajalein-Atoll auf den Marshallinseln, und das Einfangen wurde am 19. August abgesagt. LINK trat Ende September wieder in die Atmosphäre ein, und Swift machte seine letzte Beobachtung am 20. Oktober.

Als Nächstes folgt der Absturz selbst, der innerhalb weniger Wochen erwartet wird. Das Swift-Archiv bleibt für die Forschung offen, mit Daten, die laut Domagal-Goldman „noch über Jahrzehnte neue Entdeckungen befeuern werden“.

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