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Hipparcos

Hipparcos (High Precision Parallax Collecting Satellite) ist ein Satellit für Zwecke der Astrometrie. Er wurde nach dem griechischen Astronomen Hipparch von Nicäa benannt, der die Veränderlichkeit der Sternörter entdeckte.

Hipparcos wurde am 8. August 1989 von Arianespace an Bord einer Ariane 44LP für die europäische Raumfahrtbehörde ESA, zusammen mit dem deutschen Fernsehsatelliten TV-SAT 2, in die Geostationäre Transferbahn (GTO) gestartet.

Allerdings zündete der MARGE II-Apogäumsmotor von Hipparcos nicht, und der Satellit verblieb in seiner GTO-Umlaufbahn zwischen 223 und 35.652 km Höhe[1]. So konnte er nicht, wie geplant, in die geostationäre Umlaufbahn gelangen, in der er ein Netz von etwa 120.000 Sternen mit bisher unbekannter Präzision vermessen sollte.

Die Wissenschaftler entwickelten daraufhin ein neues Beobachtungsprogramm für Hipparcos, das es ihm erlaubte, seine Mission auch im GTO erfolgreich in einem verlängerten Messprogramm durchzuführen. Bevor Hipparcos jedoch mit seinen Messungen beginnen konnte, wurde seine Umlaufbahn mit den Hydrazin-Korrekturtriebwerken leicht auf eine Umlaufhöhe zwischen 526 und 35.900 km Höhe angehoben, damit im Perigäum nicht mehr die Bremsung durch die Restatmosphäre störte[2]. Bis zu seinem Betriebsende im Juni 1993 schloss er sogar seine Mission erfolgreicher ab als ursprünglich geplant.

Insgesamt bestimmte der Satellit über 1 Million Sternörter, 118.000 davon mit Koordinaten und Bewegungen in einer Winkelgenauigkeit, die einem Golfball auf dem New Yorker Empire State Building entspricht – von Europa aus gesehen. Die Hipparcos-Daten (300 Gigabyte) gaben schon im Jahr der Publikation Stoff für hunderte Aufsätze von mehr als 1.000 Astronomen und bieten noch Arbeit bis mindestens 2010.

Für die genaue Bestimmung der Sternpositionen war in Hipparcos ein Spiegelteleskop mit 29 cm Spiegeldurchmesser und 1,4 m Brennweite eingebaut; mit Hilfe eines zusätzlichen Spiegels wurden gleichzeitig zwei Himmelsregionen im Abstand von 58° abgebildet. In der Brennebene wurde ein Gitter (8,2 μm Linienabstand; entspricht 1,2 ") platziert, durch das bei der langsamen Drehung des Satelliten die Sternhelligkeit periodisch moduliert wurde; das durchgelassene Licht wurde gemessen. Für die Messungen des Hauptkatalogs wurde eine image dissector tube, eine Spezialform eines Photomultipliers mit einstellbarem "Blickfeld" verwendet; damit wurde jeweils nur ein Stern erfasst, andere Sterne, deren Licht auch auf das Gitter fiel, konnten ausgeblendet werden. Aus den Helligkeitsmodulation konnten die Sternpositionen zueinander in Drehrichtung bestimmt werden; für die schlussendlichen Positionsdaten waren komplexe Ausgleichungsrechnungen und der Anschluss an Positionsdaten erdgebundener Observatorien notwendig.

Das primäre Ergebnis sind also Positionen der gemessenen Sterne, die zu mehreren Mess-Zeitpunkten (Epochen) bestimmt wurden. Aus zeitlich weit auseinander liegenden Epochen können Eigenbewegungen abgeleitet werden, aus Positionen im Abstand von halben Jahren die Parallaxen und damit die Entfernungen der Sterne. Zum Auffinden der Kandidatensterne benötigte Hipparcos bereits so genaue Positionen, dass umfangreiche Vorarbeiten mit irdischen Teleskopen nötig waren.

Hipparcos war für die Astrometrie ein bedeutender Meilenstein: Die Örter, Parallaxen und Eigenbewegungen von 118.000 Sternen wurden mit einer zuvor unerreichten Präzision von etwa 0,001" bzw. 0,001"/Jahr gemessen; sie sind im Hipparcos-Katalog verzeichnet. Darüber hinaus vermaß ein zweites Instrument an Bord über eine Million Sterne mit immer noch beachtlichen ±0,02", die sich nun im Tycho-Katalog finden. Diese beiden Kataloge sind die beste Realisation des neuen Referenzkoordinatensystems am Himmel ICRF. Sie erlauben nun auch Hobbyastronomen, mit Teleskop und Digitalkamera genau und halbautomatisch jedes Himmelsobjekt einzumessen.

Derart präzise Sternkoordinaten, Entfernungs- und Geschwindigkeitsdaten befruchten viele Aspekte der Astronomie. Einige davon sind:

¹) Bisher waren diese (schwachen) Sterne nicht genau genug vermessen, so dass die Bedeckungslinien auf der Erde oft zu unsicher für mobile Messtrupps waren. Nun löst der Tycho-Katalog das Problem auf etwa ±100 m.

Hipparcos konnte während seiner dreijährigen Lebensdauer mehrmals Asteroiden beobachten. Sie wurden mit präzisen Meridiankreis-Messungen (La Palma und Bordeaux) zu Bahnbestimmungen kombiniert, die Genauigkeiten von 0,04" oder 75 m erreichen. Weiter wurden vom Satelliten Hipparcos im Rahmen des Tycho-Katalogs auch Sternhelligkeiten bestimmt.

Als Nachfolge-Projekt für Hipparcos befindet sich das ESA Projekt Gaia in Arbeit. Gaia soll 2011 gestartet werden und mit mindestens 40-facher Genauigkeit rund eine Milliarde Sterne vermessen. Das deutsche DIVA Projekt, das als Vorbereitung zu Gaia geplant war, wurde aus finanziellen Gründen abgebrochen.


siehe auch: Liste der unbemannten Raumfahrtmissionen

Quellen

  1. [1]
  2. [2]

Zu Hipparcos

Weiterführende Weblinks