Um die genauesten Beobachtungen von sehr weit entfernten Objekten der modernen Astronomie zu machen, ist es äußerst wichtig, sich die Verzerrungen vorzustellen, die die Erdatmosphäre in sie einführt. Der einfachste Weg, dies herauszufinden, besteht darin, eine gewöhnliche Glühbirne in die Umlaufbahn zu bringen.
Im vergangenen Vierteljahrhundert haben umlaufende Teleskope unser Verständnis des Universums dramatisch erweitert. Auch der Beitrag der bodengestützten Observatorien ist enorm geblieben, obwohl sie mit zunehmender Genauigkeit der Messungen mit einer Vielzahl neuer Probleme konfrontiert werden. Eine davon ist eine Bewertung des "schädlichen" Einflusses der Erdatmosphäre auf das beobachtete Bild. Es streut einen Teil der Strahlung, absorbiert einen Teil, aber die spezifischen Zahlen hängen von vielen variablen Faktoren ab.
Das Kalibrierungsproblem betrifft auch Orbiter, obwohl es nichts mit der Atmosphäre zu tun hat. Für bodengestützte Teleskope reicht es aus, das Licht einer Standardquelle zu fixieren, aber wie sieht es im Orbit aus? Quellen müssen direkt auf Raumfahrzeugen installiert werden - zum Beispiel verwendet Hubble eine herkömmliche Wolfram-Glühlampe zur Kalibrierung.
Allerdings ist diese Option alles andere als ideal. Die kleinsten Änderungen der Parameter der Lampe, die beispielsweise mit einer Temperaturänderung unter Sonneneinstrahlung oder im Schatten der Erde verbunden sind, ändern geringfügig ihre Leistung. Und für moderne Genauigkeitsniveaus wird dies ein ziemlich signifikanter Wert sein, aber es ist unmöglich, die Messungen, die für die Kalibrierung von der Erde selbst berücksichtigt werden, noch einmal zu überprüfen.
In manchen Fällen setzen diese "Kleinigkeiten" unserer Fähigkeit, entfernte Weltraumobjekte zu beobachten, sehr reale Grenzen. Das wohl markanteste Beispiel dafür ist die Messung der Expansionsrate des Universums, die mit Supernovae vom Typ Ia in den entferntesten Galaxien als „Leuchtfeuer“durchgeführt wird. Je genauer die Messungen ihrer Helligkeit, desto genauer das Ergebnis. Und genaue Messungen erfordern eine präzise Kalibrierung.
Laut dem kanadischen Astrophysiker Justin Albert ist die Lösung des Kalibrierungsproblems für bodengestützte und Weltraumteleskope gleich – und einfach. Der Wissenschaftler schlägt vor, einen Satelliten in die Umlaufbahn zu bringen, dessen Aufgabe einfach sein wird - eine leuchtende Lampe zu tragen. Raumfahrzeuge können es als zusätzliche Referenz für die photometrische Kalibrierung verwenden. Und bodengestützte Teleskope - um den Einfluss der Erdatmosphäre zu beurteilen. Laut Justin Albert soll die Quelle überraschend sparsam sein. Er bemerkt, dass eine gewöhnliche 25-Watt-Glühlampe aus einer Entfernung von 700 km genauso leuchtet wie ein Stern der Größe 12,5.
Laser mit abstimmbarer Leistung könnten für den gleichen Zweck verwendet werden – mit dem einzigen Unterschied, dass sein Strahl trainiert werden muss, um gemäß einem bestimmten Zeitplan auf die erforderlichen Teleskope gerichtet zu werden, was die Konstruktion des Systems erschwert. Andererseits gibt es derzeit keine geeigneten Lichtquellen im Orbit, aber es gibt einen Laser - installiert auf dem französisch-amerikanischen Satelliten CALIPSO, der nur auf die Erde gerichtet ist und die Höhenprofile von Wolken und Aerosolen in der Atmosphäre misst. Ein Teil der grünen Laserstrahlung von CALIPSO wird reflektiert, wodurch die Mission ihre Arbeit verrichten kann. Einige dringen jedoch bis zur Oberfläche des Planeten vor und ermöglichen es, Bodeninstrumente zu kalibrieren.
Der Wissenschaftler führte sogar selbst Vorversuche durch und fotografierte den Strahl dieses Satelliten mit sieben Kameras, die mehrere hundert Meter voneinander entfernt waren. Als Hauptproblem stellte sich die einfache Tatsache heraus, dass CALIPSO nicht für solche Zwecke gedacht ist. Sein schwacher Strahl nahe der Oberfläche bildet einen Kegel mit einem Durchmesser von 100 m. Aufgrund winziger Schwankungen in der Position und den Bahneigenschaften des Satelliten war es äußerst schwierig, diesen Strahl genau zu erfassen. Nicht zu geeignet für solche Zwecke und die Arbeitsfrequenz des Lasers. Kurz gesagt, die Vorversuche von Albert waren nicht sehr erfolgreich, aber sie ermöglichten es, die wichtigsten Punkte zu entdecken, die bei der Entwicklung eines solchen Projekts berücksichtigt werden sollten.
Schließlich ist eine gewöhnliche Lampe, die auch aus großen Winkeln sichtbar ist, möglicherweise die bessere Lösung.
