Weltraumteleskope
Im Orbit platziert, entgehen diese Instrumente der Unschärfe und Absorption der Erdatmosphäre — um den Preis eines Starts, der kaum Raum für Fehler oder Reparaturen lässt.
Hubble
1990 gestartet, litt das Weltraumteleskop Hubble zunächst unter einem Fertigungsfehler an seinem Hauptspiegel, der 1993 bei der ersten von insgesamt fünf Wartungsmissionen des Space Shuttles behoben wurde — dem letzten direkten menschlichen Besuch bei einem Teleskop im Orbit. Seither hat Hubble einige der berühmtesten Bilder der Astronomie geliefert, darunter die „Säulen der Schöpfung" und das erste Deep Field, das Tausende Galaxien in einem scheinbar leeren Himmelsausschnitt enthüllte.
Mehr als drei Jahrzehnte nach seinem Start bleibt Hubble voll einsatzfähig und beobachtet vor allem im sichtbaren und ultravioletten Bereich — ein Bereich, der den von James Webb ergänzt, das hauptsächlich im Infraroten beobachtet.
James Webb
Als Nachfolger von Hubble wurde das Weltraumteleskop James Webb (JWST) Ende 2021 nach mehr als zwanzig Jahren Entwicklung gestartet. Sein segmentierter, goldbeschichteter Spiegel mit 6,5 Metern Durchmesser, fast dreimal so groß wie der von Hubble, erlaubt es ihm, so schwaches Infrarotlicht einzufangen, dass es mitunter von Galaxien stammt, die weniger als eine Milliarde Jahre nach dem Urknall entstanden sind.
Positioniert am Lagrange-Punkt L2, 1,5 Millionen km von der Erde entfernt, ist James Webb außer Reichweite jeder menschlichen Wartungsmission — jeder seiner vollautomatischen Entfaltungsmechanismen musste beim ersten Versuch einwandfrei funktionieren. Es ist zudem in der 3D-Erkundung von Astrolab 3D sichtbar, neben den aktiven Sonden.
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Enthüllt am 11. Juli 2022 als allererstes öffentliches wissenschaftliches Bild der Mission, ist diese Aufnahme des Galaxienhaufens SMACS 0723 zum berühmtesten Bild von James Webb geworden. Jeder Lichtfleck ist eine ganze Galaxie; die gebogenen Bögen und Schlieren rund um die Bildmitte sind noch weit entferntere Galaxien, deren Licht durch die gewaltige Schwerkraft des dazwischenliegenden Haufens gedehnt und verstärkt wurde — ein Phänomen namens Gravitationslinseneffekt, vorhergesagt von Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie.
Obwohl dieses Feld nur einen Himmelsausschnitt von der Größe eines mit ausgestrecktem Arm gehaltenen Sandkorns abdeckt, enthält es Tausende Galaxien, bei manchen brauchte das Licht mehr als 13 Milliarden Jahre, um uns zu erreichen — unter den ältesten und am weitesten entfernten Objekten, die je fotografiert wurden, entstanden nur wenige hundert Millionen Jahre nach dem Urknall.
Kepler
2009 gestartet, revolutionierte das Weltraumteleskop Kepler die Suche nach Exoplaneten, indem es kontinuierlich mehr als 150.000 Sterne beobachtete, auf der Suche nach winzigen Helligkeitseinbrüchen, die den Vorübergang eines Planeten vor seinem Stern verrieten — die sogenannte Transitmethode. Kepler bestätigte allein mehr als 2.600 Exoplaneten und stellte damit fest, dass felsige Planeten von erdähnlicher Größe in der Galaxie extrem häufig sind.
Nach einem teilweisen Ausfall seiner Reaktionsräder 2013 wurde die Mission unter dem Namen K2 mit einer angepassten Beobachtungsmethode fortgesetzt, bis 2018 der Treibstoff zur Neige ging.
Gaia
2013 von der ESA gestartet, hat das Teleskop Gaia die Aufgabe, mit beispielloser Präzision Position, Entfernung und Bewegung von mehr als einer Milliarde Sternen der Milchstraße zu kartieren — eine galaktische Bestandsaufnahme von noch nie dagewesenem Ausmaß, veröffentlicht in aufeinanderfolgenden Datenwellen von zunehmender Präzision.
Die Daten von Gaia haben unter anderem gezeigt, dass die Scheibe der Milchstraße leicht verzogen ist, wie eine verzogene Schallplatte, und ermöglichten es, vergangene Verschmelzungen zwischen unserer Galaxie und anderen, heute aufgelösten Zwerggalaxien nachzuzeichnen — ein Thema, das auf der Seite Galaktische Struktur vertieft wird.
TESS, der Nachfolger von Kepler
2018 gestartet, greift das Teleskop TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) die Transitmethode auf, die Keplers Erfolg begründete, verfolgt dabei aber eine ganz andere Beobachtungsstrategie: Statt sich über Jahre hinweg intensiv auf eine kleine Himmelsregion zu konzentrieren, überstreicht TESS fast das gesamte Himmelsgewölbe in aufeinanderfolgenden großen Sektoren, vorrangig um die hellsten und der Sonne nächsten Sterne. Dieser Ansatz erleichtert die eingehende Untersuchung von Exoplaneten, die von ergänzenden Teleskopen wie James Webb entdeckt werden, erheblich, da nahe und helle Sterne ein deutlich klareres Signal liefern als die fernen, schwachen Ziele, die Kepler bevorzugt untersuchte.
Noch immer aktiv, hat TESS bereits mehrere Hundert Exoplaneten bestätigt und mehrere Tausend weitere Kandidaten identifiziert, die auf Bestätigung warten, während es unermüdlich sein Inventar der uns nächstgelegenen Welten fortsetzt.