PASADENA, Calif. -- NASA's Nuclear Spectroscopic Telescope Array, or NuSTAR, is being prepared for the final journey to its launch pad on Kwajalein Atoll in the central Pacific Ocean. The mission will study everything from massive black holes to our own sun. It is scheduled to launch no earlier than June 13.

"We will see the hottest, densest and most energetic objects with a fundamentally new, high-energy X-ray telescope that can obtain much deeper and crisper images than before," said Fiona Harrison, the NuSTAR principal investigator at the California Institute of Technology in Pasadena, Calif., who first conceived of the mission 20 years ago.

The observatory is perched atop an Orbital Sciences Corporation Pegasus XL rocket. If the mission passes its Flight Readiness Review on June 1, the rocket will be strapped to the bottom of an aircraft, the L-1011 Stargazer, also operated by Orbital, on June 2. The Stargazer is scheduled to fly from Vandenberg Air Force Base in central California to Kwajalein on June 5 to 6.

After taking off on launch day, the Stargazer will drop the rocket around 8:30 a.m. PDT (11:30 a.m. EDT). The rocket will then ignite and carry NuSTAR to a low orbit around Earth.

"NuSTAR uses several innovations for its unprecedented imaging capability and was made possible by many partners," said Yunjin Kim, the project manager for the mission at NASA's Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Calif. "We're all really excited to see the fruition of our work begin its mission in space."

NuSTAR will be the first space telescope to create focused images of cosmic X-rays with the highest energies. These are the same types of X-rays that doctors use to see your bones and airports use to scan your bags. The telescope will have more than 10 times the resolution and more than 100 times the sensitivity of its predecessors while operating in a similar energy range.

The mission will work with other telescopes in space now, including NASA's Chandra X-ray Observatory, which observes lower-energy X-rays. Together, they will provide a more complete picture of the most energetic and exotic objects in space, such as black holes, dead stars and jets traveling near the speed of light.

"NuSTAR truly demonstrates the value that NASA's research and development programs provide in advancing the nation's science agenda," said Paul Hertz, NASA's Astrophysics Division director. "Taking just over four years from receiving the project go-ahead to launch, this low-cost Explorer mission will use new mirror and detector technology that was developed in NASA's basic research program and tested in NASA's scientific ballooning program. The result of these modest investments is a small space telescope that will provide world-class science in an important but relatively unexplored band of the electromagnetic spectrum."

NuSTAR will study black holes that are big and small, far and near, answering questions about the formation and physics behind these wonders of the cosmos. The observatory will also investigate how exploding stars forge the elements that make up planets and people, and it will even study our own sun's atmosphere.

The observatory is able to focus the high-energy X-ray light into sharp images because of a complex, innovative telescope design. High-energy light is difficult to focus because it only reflects off mirrors when hitting at nearly parallel angles. NuSTAR solves this problem with nested shells of mirrors. It has the most nested shells ever used in a space telescope: 133 in each of two optic units. The mirrors were molded from ultra-thin glass similar to that found in laptop screens and glazed with even thinner layers of reflective coating.

The telescope also consists of state-of-the-art detectors and a lengthy 33-foot (10-meter) mast, which connects the detectors to the nested mirrors, providing the long distance required to focus the X-rays. This mast is folded up into a canister small enough to fit atop the Pegasus launch vehicle. It will unfurl about seven days after launch. About 23 days later, science operations will begin.

NuSTAR is a Small Explorer mission led by Caltech and managed by JPL for NASA's Science Mission Directorate in Washington. The spacecraft was built by Orbital Sciences Corporation in Dulles, Va. Its instrument was built by a consortium including Caltech; JPL; University of California at Berkeley (UC Berkeley); Columbia University in New York; NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Md.; the Danish Technical University in Denmark; Lawrence Livermore National Laboratory in Livermore, Calif.; and ATK Aerospace Systems in Goleta, Calif. NuSTAR will be operated by UC Berkeley, with the Italian Space Agency providing its equatorial ground station located at Malindi, Kenya. The mission's outreach program is based at Sonoma State University in Rohnert Park, Calif. NASA's Explorer Program is managed by Goddard. JPL is managed by Caltech for NASA.

Fotos: NASA

Update: 10.06.2012

NuSTAR Reaches Pacific Launch Site

Thu, 07 Jun 2012 03:31:00 PM GMT+0200

The Orbital Sciences L-1011 carrier aircraft ferrying their Pegasus XL rocket with NASA's NuSTAR spacecraft arrived at the Kwajalein launch site in the Pacific Ocean at 1:45 p.m. Marshall Islands time on June 6. The ferry flight was completed smoothly with no issues or concerns. The L-1011 flew through the launch-day "drop box" that included the racetrack pattern the aircraft will fly prior to releasing the Pegasus for launch, allowing ground controllers to test and verify the communications links between the aircraft and Kwajalein. A countdown dress rehearsal is planned for June 9. The launch of the NuSTAR telescope remains on schedule for June 13.

L-1011-Trägerflugzeug von Pegasus XL-Rakete

 

Viele der gewaltigsten Objekte im Universum sind für das menschliche Auge unscheinbar: Schwarze Löcher, aktive Galaxienkerne und Reste explodierter Sonnen machen sich vor allem im Röntgenlicht bemerkbar. Ein innovatives Weltraumteleskop der US-Raumfahrtbehörde Nasa soll ein neues Fenster in diesen energiereichen Kosmos öffnen. Der Start des 350 Kilogramm schweren Röntgenobservatoriums „NuSTAR“ ist für kommenden Mittwoch geplant.

Seine Mission soll zwei bis fünf Jahre dauern. „Wir werden die heißesten, kompaktesten und energiereichsten Objekte sehen, mit einem grundlegend neuartigen Röntgenteleskop, das viel tiefere und schärfere Bilder liefert als je zuvor“, schwärmt „NuSTAR“-Chefwissenschaftlerin Fiona Harrison vom California Institute of Technology (Caltech) in einer Nasa-Mitteilung.

„NuSTAR“ (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) öffnet den Blick der Astronomen für sogenannte harte, das heißt besonders energiereiche Röntgenstrahlung. Sie gleicht der Strahlung, mit der Ärzte Knochen oder Zähne durchleuchten. Damit schließt das Teleskop eine Beobachtungslücke zwischen den existierenden Röntgenobservatorien „Chandra“ der Nasa und „XMM-Newton“ der europäischen Raumfahrtagentur Esa sowie dem Gammastrahlenteleskop „Fermi“ der Nasa. Weil die energiereiche Strahlung von der Erdatmosphäre geschluckt wird, müssen solche Observatorien oberhalb der Atmosphäre im Erdorbit stationiert werden.

Teleskop ist ein Schnäppchen

Mit 165 Millionen US-Dollar (131 Millionen Euro) ist „NuSTAR“ im Vergleich ein eher günstiges Weltraumteleskop. Das Besondere daran: Dank einer ausgeklügelten Technik ist es als erstes Observatorium in der Lage, harte Röntgenstrahlung zu fokussieren, also scharfe Bilder zu gewinnen. Dazu ist eine besondere Optik nötig, denn die energiereiche Strahlung lässt sich nicht einfach durch Linsen schicken wie sichtbares Licht. Stattdessen wird das Röntgenlicht streifend von schalenförmigen Spezialspiegeln abgelenkt. Auf diese Weise arbeiten auch andere Röntgenteleskope, aber „NuSTAR“ ist das erste, dem dies für hochenergetische Röntgenstrahlung gelingt. Geht alles gut, erwarten die Forscher fundamental neue Einblicke. „Es ist ähnlich wie bei Galileo, der vor 400 Jahren als erster sichtbares Licht mit seinem neuen Fernrohr fokussiert hat“, erläutert Projektwissenschaftler Daniel Stern.

So soll „NuSTAR“ etwa die erste systematische Bestandsaufnahme Schwarzer Löcher im All liefern. „Wir glauben, dass zwei von drei Schwarzen Löchern verborgen sind“, erläutert Stern. Von dem Weltraumteleskop erhoffen sich die Astronomen auch Einblicke in die Entstehung und die Physik dieser bizarren Phänomene. Schwarze Löcher sind Orte der Extreme. Die Materie ist in ihnen so stark zusammengepresst, dass nichts ihrer enorm hohen Anziehungskraft entkommt.

Millionen Grad heiß und doch unsichtbar

Die „Fluchtgeschwindigkeit“, die nötig ist, um der Anziehungskraft eines Körpers zu entkommen, liegt im Inneren eines Schwarzen Lochs über der Lichtgeschwindigkeit. Daher dringt nicht einmal das Licht selbst nach außen. Schwarze Löcher sind unsichtbar, sie verraten sich jedoch über die Materie, die sie verschlucken. Wegen der extrem starken Schwerebeschleunigung heizt sich Materie, die in ein Schwarzes Loch fällt, auf Millionen Grad Celsius auf und strahlt dann hell im Röntgenlicht. Dieses charakteristische Leuchten können Röntgenteleskope registrieren.