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Ein neues Fenster in der Grundlagenforschung wird aufgestoßen

08.10.2007
Deutsche Beteiligung an dem Alpha-Magnet-Spectrometer (AMS) für die Internationale Raumstation fertig gestellt - Von Aachen aus ins All

Es ist eines der größten Forschungsprojekte, die je für den Einsatz im Weltraum entwickelt wurden und das jetzt am Europäischen Forschungszentrum CERN in Genf zusammengefügt wird: Das AMS-Experiment, ein moderner Teilchendetektor, der ab dem Jahre 2010 für einen Zeitraum von drei Jahren auf der Internationalen Raumstation ISS die Zusammensetzung der kosmischen Strahlung vermessen soll.

Unter Leitung des Nobelpreisträgers Prof. Dr. Samuel Ting sind weltweit 500 Wissenschaftler aus 56 Forschungsinstituten an diesem Projekt beteiligt. In Deutschland werden die Arbeiten von Univ.-Prof. Dr. Stefan Schael vom I. Physikalischen Institut der RWTH Aachen koordiniert. Gefördert vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), sind jetzt nach fast zehn-jähriger Entwicklungs- und Bauzeit die deutschen Beiträge zu dem AMS-Experiment fertig gestellt worden. Ende Oktober 2007 werden sie von Aachen aus ihren langen Weg bis zur Internationalen Raumstation antreten.

Vor dem Abtransport Richtung Genf möchten wir Ihnen am Dienstag, den 16.10.2007, um 10.00 Uhr in der Physikhalle der RWTH Aachen, Otto-Blumenthal-Straße die Gelegenheit geben, sich selbst von dem AMS-Experiment ein Bild zu machen.

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Zu den wissenschaftlichen Fragestellungen, die mittels AMS beantwortet werden sollen, gehören die Suche nach Antimaterie und die Suche nach Dunkler Materie im Weltraum. AMS ist dazu mit einem großen supraleitenden Magneten ausgerüstet, der geladene Teilchen beim Durchflug auf Kreisbahnen zwingt. Im Inneren des Magneten befinden sich Halbleiterdetektoren, die die Spuren von geladenen Teilchen mit höchster Präzision vermessen. Aus der Krümmung der Spuren lassen sich die elektrische Ladung und die Energie der Teilchen bestimmen. Weitere Detektorkomponenten oberhalb und unterhalb des Magneten bestimmen die Masse der Teilchen.

Das I. Physikalische Institut der RWTH Aachen unter der Leitung von Professor Schael ist im Auftrag des DLR führend an Entwicklung und Bau des AMS Experiments beteiligt. In Zusammenarbeit mit der Universität Karlsruhe wurde der fast 400 Kilogramm schwere, achteckige Übergangsstrahlungsdetektor, der sich oberhalb des Magneten befindet, in den letzten zehn Jahren in Aachen entwickelt und gebaut. Darüber hinaus wurde in Aachen die Tragestruktur des Spurdetektors aus Kohlefaser-Verbundwerkstoffen gefertigt, ein Laser-System zur Überwachung der mechanischen Stabilität des Spurdetektors entwickelt und ein Szintillationszählersystem gebaut ,welches den Spurdetektor zylinderförmig umgibt.

Die einzelnen Komponenten von AMS werden im Laufe des nächsten halben Jahres aus ganz Europa an das Forschungszentrum CERN in Genf geliefert, wo das Experiment zusammengefügt und getestet wird. Nach einem abschließenden Test unter Weltraumbedingungen bei der ESA in Noordwijk geht es dann von Europa zum Kennedy Space Center in die USA, wo AMS für den Flug mit dem Space Shuttle 2010 vorbereitet wird. Im Anschluss werden die deutschen Wissenschaftler an der Auswertung der Daten von AMS mitarbeiten sowie den Betrieb der von ihnen gebauten Komponenten auf der ISS überwachen.

Das wissenschaftliche und technische Konzept für AMS ist bereits 1998 während eines zehntägigen Fluges eines Prototypen (AMS-01) mit der Raumfähre Discovery erfolgreich getestet worden. Schon bei diesem kurzen Flug konnten die Spuren von über 100 Millionen geladenen Teilchen der kosmischen Höhenstrahlung vermessen und neue Erkenntnisse über die Natur der geladenen kosmischen Höhenstrahlung gewonnen werden.

Durch den Absturz des Space Shuttles Columbia im Jahre 2003 hat sich der ursprüngliche Starttermin von 2003 auf frühestens 2009 verschoben. Während die NASA den Flug im Frühjahr 2007 noch aus Kostengründen streichen wollte, ist sie im Juli 2007 vom US-Kongress angewiesen worden, innerhalb von neun Monaten einen Plan vorzulegen, wie AMS auf die Internationale Raumstation gebracht werden soll. Im Protokoll des hohen Hauses ist dazu vermerkt:

"The Alpha Magnetic Spectrometer (AMS) will enable an ambitious, scientifically compelling experiment to investigate antimatter. Despite NASA's long-standing commitment to this unique experiment, the NASA Administrator last year stated that NASA would no longer commit to flying AMS to the International Space Station (SS) on the space shuttle. The Committee is disappointed that NASA has chosen to cancel the flying of this highly rated scientific experiment that would make use of the unique capabilities of the ISS. The Committee directs the Administrator to study the possibility of delivering the AMS to the ISS. This study should include the options considered, an analysis of those options, identify the preferred option including its cost and schedule, and how such an option could be implemented. This study should be submitted to the Committee within nine months of the enactment of this Act." (The Library of Congress, Committee Report 2 of 2 - House Report 110-240 - Commerce, Justice, Science and Related Agencies Appropriations Bill, 2008)

Vor fast genau 100 Jahren begann die Erforschung der kosmischen Strahlung , die Fluch und Segen für die Entwicklung von Leben auf der Erde ist, mit den ersten Ballonflügen von Victor Hess in Wien 1912. Jetzt wird mit dem Betrieb eines großen Teilchendetektors außerhalb der Erdatmosphäre wieder ein neues Fenster in der Grundlagenforschung aufgestoßen, welches weit über den eigentlichen Betrieb von AMS hinaus Erkenntnisse über die physikalischen Zusammenhänge zur Entstehung des Universums liefern wird.

Thomas von Salzen | idw
Weitere Informationen:
http://www.rwth-aachen.de

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