Ein neues NASA-Teleskop hat die Erde verlassen und soll in den kommenden Jahren hunderte Millionen Sterne und Milliarden Galaxien vermessen. Sein Hauptspiegel ist exakt so groß wie der des Hubble-Teleskops, doch pro Aufnahme erfasst es rund hundertmal mehr Himmelsfläche. Diese Kombination aus Schärfe und Übersicht gilt als der eigentliche Fortschritt, denn sie erlaubt Statistik in einer Größenordnung, die bisher nicht möglich war. Im Zentrum steht dabei die Frage, was den Kosmos immer schneller auseinandertreibt.
Das Nancy Grace Roman Space Telescope startete am 30. August 2026 um 7:26 Uhr Ortszeit von der Startrampe 39A des Kennedy Space Center in Florida an Bord einer Falcon-Heavy-Rakete. Vor dem Instrument liegt nun eine rund dreimonatige Reise über etwa 1,6 Millionen Kilometer bis zu seiner endgültigen Umlaufbahn. Ziel ist der zweite Lagrange-Punkt des Systems Sonne und Erde, eine Region, in der sich die Gravitationseinflüsse beider Körper so ergänzen, dass ein Raumfahrzeug mit geringem Treibstoffeinsatz eine stabile Position halten kann. Dort arbeitet bereits das James-Webb-Teleskop. Der Ort hat einen entscheidenden Vorteil: Erde, Mond und Sonne stehen aus Sicht des Instruments stets in derselben Richtung und lassen sich mit einem festen Sonnenschild gemeinsam abschirmen.
Der Name des Observatoriums verweist auf eine Astronomin, die in der Frühphase der Weltraumteleskope maßgeblich daran beteiligt war, die Idee eines großen optischen Instruments im Orbit überhaupt durchzusetzen. Technisch knüpft das neue NASA-Teleskop unmittelbar an diese Linie an, geht aber einen anderen Weg als seine Vorgänger. Statt möglichst tief in einen sehr kleinen Himmelsausschnitt zu blicken, ist es darauf ausgelegt, große Flächen in kurzer Zeit gleichmäßig abzudecken. Beobachtet wird überwiegend im nahen Infrarot, also in einem Wellenlängenbereich jenseits des sichtbaren Lichts. Das ist notwendig, weil Licht aus sehr großer Entfernung durch die Ausdehnung des Raums in längere Wellenlängen verschoben wird und weil Infrarotstrahlung interstellaren Staub deutlich besser durchdringt als sichtbares Licht.
Der Hauptspiegel misst 2,4 Meter im Durchmesser und entspricht damit exakt dem des Hubble-Teleskops. Die weit größere Himmelsfläche pro Aufnahme entsteht deshalb nicht durch mehr Sammelfläche, sondern durch den optischen Aufbau dahinter. Der Hauptspiegel ist stärker gekrümmt, der Sekundärspiegel sitzt näher an ihm, und die Hauptkamera besitzt eine erheblich größere lichtempfindliche Fläche. Zusammen ergibt das ein Gesichtsfeld, das pro Einzelaufnahme rund hundertmal mehr Himmel abbildet, bei vergleichbarer Detailschärfe. Praktisch bedeutet das: Eine Durchmusterung, für die ein klassisches Teleskop Jahrzehnte bräuchte, ist in Monaten möglich. Genau darin liegt der Sprung, denn viele der offenen Fragen der Kosmologie lassen sich nicht an einzelnen Objekten klären, sondern nur an sehr großen Stichproben.
Rund 95 Prozent des Energieinhalts des Universums entfallen nach heutigem Verständnis auf zwei Anteile, die sich der direkten Beobachtung entziehen. Dunkle Materie macht sich allein durch ihre Schwerkraftwirkung bemerkbar, Dunkle Energie durch die beschleunigte Ausdehnung des Raums. Ob es sich dabei um eine konstante Eigenschaft des Vakuums handelt oder um eine Größe, die sich im Lauf der kosmischen Geschichte verändert hat, ist ungeklärt. Um das zu entscheiden, braucht es Entfernungs- und Bewegungsmessungen an sehr vielen Galaxien über weite Zeiträume hinweg. Dazu kommt die Suche nach Supernovae eines bestimmten Typs, deren Leuchtkraft bekannt ist und die deshalb als Entfernungsmaßstab dienen. Je mehr solcher Ereignisse erfasst werden, desto schärfer lässt sich der Verlauf der Ausdehnung rekonstruieren. Ergänzend werden die Verteilung großräumiger Strukturen und die schwache Verzerrung von Galaxienbildern durch dazwischenliegende Massen vermessen. Wie ertragreich schon einzelne kosmische Signale sein können, zeigte zuletzt der Nachweis, dass sich mit Radioblitzen die lange vermisste gewöhnliche Materie aufspüren lässt.
Neben der Kosmologie steht ein zweiter Schwerpunkt auf dem Programm, bei dem der große Bildausschnitt besonders zur Geltung kommt. Beim sogenannten Mikrolinseneffekt wandert ein Stern samt seiner Planeten zufällig genau vor einem weit entfernten Hintergrundstern vorbei. Seine Schwerkraft bündelt dabei kurzzeitig das Licht des Hintergrundsterns, und aus dem genauen Verlauf dieser Helligkeitsspitze lässt sich auf Masse und Abstand begleitender Planeten schließen. Solche Ereignisse sind extrem selten, unvorhersehbar und einmalig, weshalb nur die Dauerüberwachung sehr vieler Sterne gleichzeitig Aussicht auf Erfolg hat. Der entscheidende Vorteil des Verfahrens liegt darin, dass es auch Planeten mit großem Abstand zu ihrem Stern erfasst, ebenso wie frei durch die Galaxis treibende Objekte ohne Zentralgestirn. Beide Gruppen bleiben den etablierten Suchmethoden weitgehend verborgen.
So groß der Zugewinn an Fläche ausfällt, so klar sind die Grenzen. Das Instrument ersetzt keines der bestehenden Observatorien, sondern ergänzt sie. Für die Analyse einzelner Atmosphären ferner Planeten oder für Blicke bis in die frühesten Phasen der Galaxienbildung bleiben Instrumente mit größerem Spiegel und feinerer Spektralauflösung im Vorteil. Auch der Zeitplan ist nüchtern zu betrachten: Nach dem Erreichen der Zielbahn folgen Abkühlung, Ausrichtung, Kalibrierung und ausgiebige Testbeobachtungen, bevor wissenschaftliche Daten in großem Umfang entstehen. Erste veröffentlichte Aufnahmen sind daher nicht kurzfristig zu erwarten. Die offizielle Darstellung des Starts und der geplanten Missionsabläufe findet sich in der Startmitteilung der NASA, die auch den weiteren Zeitplan skizziert.
Zugleich verschiebt der Ansatz die Arbeitsweise der Beobachtungsastronomie insgesamt. Wo bislang einzelne Objekte aufwendig einzeln untersucht wurden, entstehen künftig Datenbestände, in denen sich seltene Phänomene erst nachträglich durch Auswertung finden lassen. Wie ergiebig das sein kann, zeigt der Umstand, dass viele der spektakulärsten Ergebnisse der vergangenen Jahre nicht aus gezielten Beobachtungen stammen, sondern aus dem systematischen Durchkämmen bestehender Archive. Ein Beispiel dafür ist der Nachweis, dass selbst in unmittelbarer Nähe des zentralen Schwarzen Lochs unserer Galaxie Wasser existiert. Mit hunderten Millionen zusätzlich erfassten Sternen dürfte die Zahl solcher unerwarteten Funde deutlich steigen.
Weitere technische Angaben zum Aufbau des Instruments und zur Größe seines Gesichtsfelds hat die Raumfahrtbehörde in einer begleitenden Darstellung ihres Wissenschaftsportals zusammengefasst. Aus ihr geht auch hervor, dass die erwartete Zahl neu entdeckter Supernovae und Exoplaneten die bisherigen Bestände deutlich übersteigen dürfte. Ob sich daraus tatsächlich eine Entscheidung über die Natur der Dunklen Energie ableiten lässt, ist damit allerdings noch nicht gesagt. Die vergangenen zwei Jahrzehnte haben mehrfach gezeigt, dass zusätzliche Präzision zunächst neue Widersprüche sichtbar macht, bevor sie alte auflöst. Genau das gilt in der Kosmologie inzwischen als der eigentlich produktive Zustand.