Nancy Grace Roman: Das Teleskop, das den Kosmos im großen Maßstab vermessen soll

Was ist das Nancy Grace Roman Space Telescope?

Das Nancy Grace Roman Space Telescope ist ein großflächiges Weltraumobservatorium für Infrarot- und Übersichtsbeobachtungen. Anders als Hubble oder das James-Webb-Weltraumteleskop, die oft einzelne Objekte sehr detailliert untersuchen, soll Roman große Himmelsbereiche wiederholt vermessen. Damit geht es vor allem um Fragen, die sich nur mit sehr großen Datenmengen beantworten lassen: Warum beschleunigt sich die Ausdehnung des Universums? Wie ist die unsichtbare Dunkle Materie verteilt? Und wie häufig gibt es unterschiedliche Arten von Planetensystemen?

Der Start ist derzeit für den 30. August 2026 vom Kennedy Space Center in Florida an Bord einer SpaceX Falcon Heavy vorgesehen. NASA führt diesen Termin als acht Monate früher als das zuvor angepeilte Zieldatum.

Von WFIRST zu Nancy Grace Roman

Die Mission hieß ursprünglich WFIRST – kurz für „Wide Field Infrared Survey Telescope“. Im Jahr 2020 wurde sie nach Nancy Grace Roman benannt, der ersten Chefastronomin der NASA und einer wichtigen Wegbereiterin der Weltraumastronomie. Wegen ihres Einsatzes für Weltraumteleskope wird sie häufig als „Mutter des Hubble-Weltraumteleskops“ bezeichnet.

Roman besitzt einen Hauptspiegel mit einem Durchmesser von 2,4 Metern – genauso groß wie der Spiegel von Hubble. Der entscheidende Unterschied liegt jedoch in der Kamera: Das Wide Field Instrument (WFI) bietet ein Sichtfeld, das mindestens 100-mal größer ist als das von Hubble, und kann dadurch wesentlich effizienter große Teile des Himmels aufnehmen.

Ein Panoramablick auf das Universum

Roman verbindet eine Bildschärfe, die mit Hubble vergleichbar ist, mit einem besonders großen Sichtfeld und Beobachtungen im nahen Infrarot. NASA geht davon aus, dass das Teleskop im Laufe seiner Mission möglicherweise das Licht von rund einer Milliarde Galaxien vermessen kann.

Diese enorme statistische Reichweite ist der eigentliche wissenschaftliche Vorteil. Statt nur einzelne Galaxien oder Planetensysteme zu betrachten, können Forschende Populationen vergleichen, Strukturen im Universum kartieren und seltene Ereignisse systematisch herausfiltern.

Was Roman über Dunkle Energie herausfinden soll

Dunkle Energie wird als mögliche Ursache dafür betrachtet, dass sich die Expansion des Universums beschleunigt. Roman soll diese Frage mit mehreren voneinander unabhängigen Messmethoden untersuchen. Dazu gehören:

• die dreidimensionale Verteilung von Galaxien,
• Messungen der schwachen Gravitationslinsenwirkung,
• die Beobachtung von Typ-Ia-Supernovae als Entfernungsindikatoren und
• die Untersuchung, wie sich kosmische Strukturen im Lauf der Zeit bilden und wachsen.

Bei der schwachen Gravitationslinsenwirkung verraten geringfügige Verzerrungen in den Formen ferner Galaxien, wie stark die Materie auf dem Weg zu uns ihr Licht abgelenkt hat. So lassen sich Karten der Dunklen Materie erstellen, obwohl diese selbst kein Licht aussendet. Zusammengenommen sollen die Messungen zeigen, ob sich Dunkle Energie wie eine kosmologische Konstante verhält – oder ob auf kosmischen Skalen möglicherweise eine Abweichung von Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie vorliegt.

Exoplaneten mit Gravitations-Mikrolinsen

Ein weiterer Schwerpunkt ist die Suche nach Exoplaneten, also Planeten außerhalb unseres Sonnensystems. Roman soll dafür im Rahmen seiner Beobachtung des galaktischen Zentrums Hunderte Millionen Sterne überwachen.

Die zentrale Methode heißt Gravitations-Mikrolinseneffekt: Zieht ein Vordergrundstern – mit einem möglichen Planeten – aus unserer Perspektive fast vor einem weiter entfernten Stern vorbei, kann seine Schwerkraft das Licht des Hintergrundsterns vorübergehend verstärken. Aus diesem kurzen Helligkeitsanstieg lassen sich Hinweise auf Planeten ableiten.

Die Methode ist besonders interessant, weil sie auch kalte Planeten in größeren Umlaufbahnen sowie frei durch die Galaxis wandernde Planeten erfassen kann. Solche Welten werden von Transitmissionen, die nach regelmäßigen Helligkeitsabfällen suchen, häufig übersehen. Nach aktueller NASA-Schätzung könnte Roman mit Mikrolinsenbeobachtungen rund 100.000 Planeten finden.

Die gelegentlich genannte Zahl von bis zu 200.000 ist daher keine aktuelle NASA-Leitgröße und sollte entsprechend vorsichtig eingeordnet werden.

Direkte Bilder von Planeten – zunächst als Technologietest

Roman wird außerdem ein Coronagraph Instrument mitführen. Ein Koronograf blendet das gleißende Licht eines Sterns teilweise aus, damit schwächere Objekte in seiner unmittelbaren Umgebung sichtbar werden. So soll das Instrument ausgewählte große Exoplaneten und zirkumstellare beziehungsweise planetenbildende Staubscheiben direkt abbilden und spektroskopisch untersuchen.

Der Koronograf ist in erster Linie eine Technologiedemonstration. Die dabei erprobten Verfahren zur Unterdrückung von Sternenlicht und zur präzisen Steuerung der Wellenfront könnten für spätere Missionen wichtig werden, die nach potenziell bewohnbaren Welten suchen.

Ziel: der Sonne-Erde-L2-Punkt

Nach dem Start soll Roman den Sonne-Erde-L2-Punkt erreichen, einen Bereich des Weltraums etwa 1,5 Millionen Kilometer von der Erde entfernt. Dort kann das Observatorium gemeinsam mit der Erde um die Sonne kreisen und seine Instrumente vergleichsweise stabil auf den tiefen Weltraum ausrichten.

Die geplante Missionsdauer beträgt zunächst etwa fünf Jahre, NASA verfolgt jedoch ein Ziel von zehn Jahren.

Startvorbereitungen in Florida

Ein wichtiger Meilenstein wurde am 25. Juli 2026 erreicht: Techniker füllten am Kennedy Space Center rund 290 US-Gallonen Hydrazin in das Observatorium – etwa 1.100 Liter. Der Treibstoff wird nach der Trennung von der Rakete für Kurskorrekturen und die Navigation zum Beobachtungsort benötigt.

Vor dem Start folgen unter anderem weitere Funktionsprüfungen, Tests unter Energieversorgung, Startproben sowie die Integration mit der Raketenoberstufe und das Einschließen in die Schutzverkleidung.

Zu den technischen Eckdaten gehören außerdem eine Datenübertragungsrate von etwa 250 bis 500 Megabit pro Sekunde und ein erwartetes tägliches Datenvolumen von rund 11 Terabit.

Roman und Webb: Teamarbeit statt Konkurrenz

Roman ist kein Ersatz für das James-Webb-Weltraumteleskop. Beide Observatorien haben unterschiedliche Aufgaben:

• Roman ist für große Himmelsflächen, statistische Untersuchungen und die Suche nach seltenen oder besonders interessanten Objekten optimiert.
• Webb kann ausgewählte Ziele wesentlich tiefer und detaillierter im Infrarot untersuchen.

Roman kann daher zunächst eine große Zahl von Galaxien, Supernovae oder Planetensystemen erfassen. Webb kann anschließend einzelne besonders wichtige Ziele genauer analysieren. Die Stärke der Mission liegt somit weniger in einem einzelnen spektakulären Bild als in der Kombination aus Weitwinkelblick, hoher Messgenauigkeit und großen, öffentlich zugänglichen Datensätzen.

Einige häufig wiederholte Schlagzeilenwerte – etwa exakt 500 Terabyte Daten pro Jahr oder ein Vergleich, wonach Roman den Himmel in einem Monat statt Hubble in einem Jahrhundert vermessen könne – sind in den verfügbaren maßgeblichen NASA-Quellen nicht ausreichend belegt. Gesichert sind dagegen das mindestens 100-mal größere Sichtfeld, die geplante Mission zum L2-Punkt, die Hydrazin-Befüllung und die aktuelle NASA-Schätzung von etwa 100.000 durch Mikrolinsen entdeckbaren Planeten.