Pandora beginnt mit der Suche nach Wasser in fernen Welten

NASA hat mit Pandora eine kleine Raumfahrtmission gestartet, die ein großes Problem der Exoplanetenforschung angeht: Nicht jedes Signal im Licht eines fernen Planetensystems stammt tatsächlich vom Planeten. Auch der Stern selbst kann seine Helligkeit und sein Spektrum verändern.

Pandora startete am 11. Januar 2026 in eine niedrige Erdumlaufbahn. Am 25. August begann der Satellit mit seinem primären Wissenschaftsprogramm. In dessen Verlauf soll er mindestens 20 bekannte Exoplaneten und die Sterne, die sie umkreisen, untersuchen. 1

Das eigentliche Problem: Der Stern funkt dazwischen

Exoplaneten werden häufig während eines sogenannten Transits untersucht. Dabei zieht ein Planet aus Sicht der Erde vor seinem Stern vorbei. Ein kleiner Teil des Sternenlichts durchquert die Atmosphäre des Planeten. Verschiedene Gase absorbieren dabei unterschiedliche Wellenlängen.

Aus diesen winzigen Veränderungen lässt sich ein Transmissionsspektrum erstellen – eine Art chemischer Fingerabdruck der Atmosphäre. Es kann Hinweise auf Wasser, Wolken oder Dunst liefern. 310

Doch Sterne sind keine vollkommen gleichmäßigen Lampen. Dunkle, kühlere Sternflecken und hellere Regionen, sogenannte Fackeln oder Faculae, verändern das beobachtete Licht. Ihre Aktivität kann atmosphärische Signale nachahmen, verdecken oder verfälschen. 4

Pandora soll dieses Problem direkt messen: Der Satellit beobachtet den Exoplaneten und seinen Mutterstern gleichzeitig. Seine Instrumente sammeln Daten im sichtbaren Licht und im nahen Infrarot. So entsteht über längere Zeit eine mehrfarbige Messreihe, mit der Forschende die Aktivität des Sterns bestimmen und deren Einfluss auf das Planetenspektrum herausrechnen können. 15

So läuft das einjährige Programm ab

Während seiner primären, ein Jahr dauernden Mission soll Pandora mindestens 20 Exoplaneten beobachten. Jeder Zielplanet ist ungefähr zehnmal an der Reihe. Ein einzelner Beobachtungseinsatz dauert etwa 24 Stunden und wird so geplant, dass er einen Planetentransit einschließt. 35

Diese Wiederholungen liefern mehr als eine Momentaufnahme. Die Forschenden können vergleichen, ob ein vermeintliches atmosphärisches Merkmal stabil bleibt, während sich das sichtbare und infrarote Verhalten des Sterns verändert. Dadurch lässt sich besser beurteilen, ob ein Signal wirklich vom Planeten stammt oder durch die Sternaktivität verursacht wurde. 25

Für die Beobachtungen nutzt Pandora ein vollständig aus Aluminium gefertigtes Teleskop mit einer Öffnung von etwa 45 Zentimetern – also rund 17 Zoll. Entwickelt wurde es vom Lawrence Livermore National Laboratory gemeinsam mit Corning Incorporated. 4

Zum Instrumentarium gehört außerdem ein Nahinfrarot-Sensor, den NASA Goddard ursprünglich als Ersatzgerät für ein Instrument des James-Webb-Weltraumteleskops entwickeln ließ. Er erweitert die Infrarotmessungen und hilft dabei, das gesamte Stern-Planet-System über längere Zeit zu überwachen.

Warum Wasser besonders wichtig ist

Pandora sucht unter anderem nach Dunst, Wolken und Wasser in den Atmosphären der untersuchten Welten. 1 Wasser ist für die Forschung besonders interessant, weil es Rückschlüsse auf die Zusammensetzung und das Klima eines Planeten erlaubt und bei der Einschätzung lebensfreundlicher Bedingungen eine wichtige Rolle spielt. NASA sieht Pandoras Messungen deshalb auch als Grundlage für die Interpretation von Beobachtungen des James-Webb-Teleskops und für künftige Missionen auf der Suche nach potenziell bewohnbaren Welten.

Ein Nachweis von Wasser allein würde allerdings weder beweisen, dass ein Planet bewohnbar ist, noch dass dort Leben existiert. Entscheidend ist der gesamte atmosphärische und klimatische Zusammenhang. Pandoras Beitrag besteht vor allem darin, die Messungen, aus denen dieser Zusammenhang abgeleitet wird, zuverlässiger zu machen.

Ein neuer Ansatz für NASA-Missionen

Pandora ist der erste Satellit, der im Rahmen von NASAs Programm „Astrophysics Pioneers“ gestartet wurde. Das Programm fördert vergleichsweise kleine, aber wissenschaftlich anspruchsvolle Astrophysikmissionen. Ziel ist es, fokussierte Forschungsfragen mit deutlich kompakteren Raumfahrzeugen als den großen Flaggschiff-Observatorien zu bearbeiten. 14

Besonders ist Pandoras Ansatz, Exoplaneten und ihre Sterne gleichzeitig in mehreren Wellenlängen zu beobachten. Die Sternaktivität wird nicht einfach als störendes Hintergrundrauschen behandelt, sondern als eigener Teil der Messung. Genau dadurch soll die sogenannte stellare Kontamination von Transmissionsspektren besser quantifiziert werden. 710

Die verfügbaren Quellen belegen, dass Pandora den ersten geplanten Datensatz simultaner, mehrfarbiger und langfristiger Beobachtungen von Exoplaneten und ihren Muttersternen liefern soll. Eine weitergehende Aussage, Pandora sei definitiv das erste Weltraumteleskop überhaupt, das für sämtliche detaillierten Mehrfarbenbeobachtungen von Sternenlicht durch Exoplanetenatmosphären entwickelt wurde, lässt sich daraus jedoch nicht ableiten. 10

Wer hinter Pandora steht

Das Goddard Space Flight Center der NASA leitet die wissenschaftliche Mission. Elisa Quintana ist die wissenschaftliche Leiterin und Principal Investigator. Das Lawrence Livermore National Laboratory arbeitet als weiterer federführender Partner mit und übernimmt Projektmanagement und Ingenieuraufgaben. 1

Die University of Arizona leitet den Missionsbetrieb und beteiligt sich am wissenschaftlichen Programm. Lawrence Livermore entwickelte das CODA-Teleskop gemeinsam mit Corning; NASA Goddard stellte den Infrarotdetektor bereit. 4

Was Pandora für das James-Webb-Teleskop leisten kann

Das James-Webb-Weltraumteleskop kann Atmosphären von Exoplaneten äußerst empfindlich untersuchen. Doch auch seine Daten müssen korrekt zwischen dem Licht des Planeten und den Veränderungen seines Sterns unterscheiden. Pandoras wiederholte Beobachtungen im sichtbaren Licht und im nahen Infrarot sollen genau diese stellare Verunreinigung messbar machen. Das schafft eine bessere Grundlage für die Interpretation von Webb-Spektren.

Damit ist Pandora nicht nur eine kleine Exoplanetenmission, sondern auch eine Kalibrierhilfe. Ihre Ergebnisse können zeigen, ob ein mögliches atmosphärisches Merkmal belastbar, sternbedingt oder weiterhin unsicher ist. Dieses Wissen dürfte in die Planung und Auswahl von Zielen künftiger Observatorien einfließen, die nach den Atmosphären potenziell bewohnbarer Welten suchen. 7