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Seit 18.04.2011 ist Thomas Reiter ESA-Direktor für Bemannte Raumfahrt und Missionsbetrieb am ESOC in Darmstadt. (mehr …)

Mit seiner letzten Mission wird das Space Shuttle Endeavour ein hochmodernes Gerät zur ISS transportieren, mit welchem kosmische Strahlung erfasst werden kann, um die Eigenschaften von Materie und Antimaterie sowie den Ursprung des Universums zu untersuchen.

Das AMS-02 (Alpha-Magnet-Spektrometer), wie das Instrument offiziell heißt, hat den Auftrag, weit entfernte Bereiche des Weltalls zu erkunden und dabei Hinweise zu finden, die Antworten auf Fragen der Teilchenphysik und Kosmologie geben, speziell für Fragen zur Dunklen Materie und Antimaterie.

Auf der Erde können kosmische Strahlen nur unzureichend gemessen werden, da die Erdatmosphäre geladene Teilchen verändert und absorbiert. Die elektrische Ladung dieser Teilchen kann außerdem nur über ihre Flugbahn in einem Magnetfeld nachgewiesen werden. Um also mehr über die kosmische Strahlung erfahren zu können, muss sich das Messgerät, welches zudem ein sehr starkes Magnetfeld erzeugen muss, außerhalb der Erdatmosphäre befinden.

Naheliegend war daher, den Spektrometer mit der Internationalen Raumstation (ISS) zu verbinden. Dort soll er auf der linken Seite des zentralen Trägers montiert werden und für die Nutzungsdauer der ISS (mehr als 10 Jahre) primäre kosmische Strahlung einfangen, die seit vielen hundert Millionen Lichtjahren auf der Reise ist und dort in dem 4000fachen Magnetfeld der Erde registriert wird. Von der ISS aus kann das AMS-02 gut gewartet und mit Ressourcen versorgt werden (Energie, Downlink, Reboost). Dabei umkreist es in einer Höhe von etwa 300 km die Erde.

Das AMS-02 ist das bisher größte internationale Projekt im All. Mitwirkende sind unter anderem Institute aus Deutschland, Frankreich, Italien, Portugal, Schweiz und Spanien, sowie weltweit aus China, Russland, Taiwan und USA. Involviert sind im Ganzen 56 Institute aus 16 Ländern. Geleitet wird das Projekt von Samuel Ting (Nobelpreisträger). Die europäische Koordination trägt Prof. Roberto Battiston. Das Physikalische Institut der RWTH Aachen und das Institut für Experimentelle Kernphysik der Uni Karlsruhe in Deutschland sind verantwortlich für die Komponenten des Spurdetektors, den Übergangsstrahlendetektor und eine seitliche Teilchenabschirmung.

Das Weltall besteht – grob gesagt – aus Materie und Antimaterie, wobei ein Ungleichgewicht zwischen diesen beiden Formen der Energie besteht hin zur Materie. Das Ergebnis dieses Ungleichgewichts sind unsere bekannten Galaxien, Sonnen und Planeten, die im sichtbaren Bereich des Universums liegen. Dieser sichtbare Teil macht jedoch nur etwa 5 % des Universums aus, 95% bestehen aus nicht sichtbarer „Dunkler Materie“ und „Dunkler Energie“, die nur wenig erforscht sind und bisher noch nicht adäquat gemessen werden konnten. Ihre Existenz lässt sich nur vermuten anhand ihrer Gravitationswirkung auf sichtbare Objekte. Woher diese „Dunkle Materie“ stammt und wie sie aufgebaut ist, ist unklar. Es wird jedoch angenommen, dass sie aus „Neutralinos“ (hypothetische Teilchen) besteht, die das AMS-02 indirekt messen kann. Möglicherweise können mit dem hochsensiblen AMS-02 sogar noch andere Formen von Materie oder Energie entdeckt werden, die bisher nur hypothetisch existierten. Die „Dunkle Energie“ ist noch mehr Mysterium als die „Dunkle Materie“. Von ihr wird angenommen, dass sie die Expansion des Universums beschleunigt. Man hofft, dass man mit Hilfe des AMS-02 auch ein wenig mehr über diesen größten Teil des Universums erfährt oder zumindest einen genaueren Überblick über die Gesamtzusammensetzung des Weltalls bekommt.