Sternengeschichten Folge 439: Nancy Roman

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Sternengeschichten Folge 439: Nancy Roman

Am 24. April 1990 flog das Weltraumteleskop Hubble an Bord des Space Shuttles Discorvery ins All. Darüber habe ich schon in Folge 389 der Sternengeschichten ausführlich gesprochen. Es hat lange gedauert, bis aus der Idee eines Observatoriums im Weltraum die Realität des großen Hubble-Teleskops geworden ist. Den ersten konkreten Vorschlag für ein optisches Teleskop im All gab es immerhin schon 1946. Heute soll es aber nicht um das Hubble-Teleskop gehen, sondern um eine Astronomin, die maßgeblich dazu beigetragen hat, es zu realisieren. Und darüber hinaus noch sehr viel mehr für die Astronomie im Weltraum gemacht hat.

Nancy Grace Roman wurde am 16. Mai 1925 geboren, in Nashville, Tennesse. Da hat sie aber nur kurz gelebt; sie zog in ihrer Kindheit oft um. Ihr Vater war ein Geophysiker, der immer wieder an anderen Universitäten arbeitete; ihre Mutter war eine Lehrerin. Beide brachten Nancy schon früh mit Naturwissenschaft in Kontakt. Sie war vor allem vom Himmel fasziniert; schon als Vierjährige soll ihr Lieblingsmotiv beim Malen der Mond gewesen sein. Vor allem Nancys Mutter hat das Interesse ihrer Tochter für den Nachthimmel geweckt; in den dunklen und klaren Nächten beobachteten sie gemeinsam die Sternbilder und die damals sichtbaren Polarlichter – etwas, was an das sich Nancy Roman auch Jahrzehnte später immer noch gerne erinnerte. Mit 11 Jahren organisierte sie gemeinsam mit ihre Schulfreunden einen astronomischen Verein und mit 13 Jahren war sie sich sicher, dass sie auf jeden Fall Astronomin werden wollte. Sie besaß allerdings kein Teleskop; einerseits aus finanziellen Gründen, andererseits aber auch, weil sie, wie sie später selbst sagte, immer sehr viel daran interessiert war, die Wissenschaft der Astronomie zu verstehen als nur die Himmelskörper zu betrachten.

Nancy Romans Jugend und Schulzeit war aber natürlich und leider auch von Vorurteilen geprägt. Man sah es damals als absolut unpassend für Mädchen an, eine Karriere in den Naturwissenschaften anzustreben und Nancy wurde immer wieder dringend geraten, ihre Pläne nicht weiter zu verfolgen. Als sie die Beratungslehrerin in ihrer Highschool fragte, ob sie anstatt weiterer Lateinstunden lieber mehr Mathematikunterricht haben könnte, wurde sie entgeistert gefragt, welches Mädchen denn Mathematik gegenüber Latein bevorzugen würde.
Roman ließ sich aber nicht beirren und begann ein Studium am Swarthmore College in Pennsylvania. Auch dort traf sie auch Schwierigkeiten. Die Dekanin versuchte alle Mädchen aktiv davon abzubringen, sich mit Naturwissenschaft zu beschäftigt; andere Professoren sagten ihr, sie solle das Studium doch am besten abbrechen und einfach heiraten.

Nancy Roman aber machte weiter. Sie wechselte zur Universität Chicago, um dort ihren Doktortitel in Astronomie zu machen. Dort arbeitete Astronomie-Professor William Wilson Morgan, der sie gleich beim ersten Aufeinandertreffen aufforderte, doch bitte in seine Wohnung zu gehen um sich dort um seine kranke Frau zu kümmern. Auch an der Sternwarte der Uni Chicago hielt man nicht viel Frauen: „Die heiraten ja doch nur und verschwinden dann“, war die allgemeine Meinung, die Roman immer wieder zu hören bekam. Sie ließ sich nicht unterkriegen und bat drei der Professoren um Projekte, an denen sie arbeiten könne. Sie entschied sich für die Aufgabe, bei der sie selbst auch am Teleskop beobachten konnte. Es ging dabei um die Untersuchung der Sterne im Großen Wagen; die einen sogenannten „offenen Sternhaufen“ bilden. Roman sollte mit ihren Beobachtungen dazu beitragen, die Entfernung des Haufens zu bestimmen. Aus diesem Projekt entwickelte sich ihre Doktorarbeit und William Morgan wurde ihr offizieller Betreuer. Der aber an Betreuung kein wirkliches Interesse zu haben schien. Er sprach oft monatelang nicht mit ihr, wie Roman in ihrer Autobiografie berichtet; und in den Sitzungen der astronomischen Fakultät konnte er daher auch nichts über Nancy Romans Arbeit berichten – was dort natürlich den Eindruck erweckte, sie würde gar nicht arbeiten. Die Unterstützung, die eigentlich von ihrem Betreuer kommen sollte, holte sich Roman von Astronomen, die die Sternwarte besuchten.

William Morgan hat es Nancy Roman nicht leicht gemacht, ihr Doktoratsstudium zu beenden. Von nachlässiger bis nichtvorhandender Betreuung bis hin zu körperlicher Belästigung musste Roman alles erleben, was Frauen in der Welt der Naturwissenschaft damals so gut wie immer erleben musste. Aber trotz allem erhielt sie 1949 ihren Doktortitel in Astronomie. Einen Job zu finden war nicht einfach. Morgan wollte sie gerne an der Sternwarte von Chicago halten; immerhin wurden Frauen damals deutlich schlechter bezahlt als Männer und Roman konnte viel billiger angestellt werden. Er hielt ihr auch alle Informationen über anderweitige Jobangebote vor und Roman blieb vorerst. In den kommenden Jahren machte sie dort allerdings ihre wichtigsten wissenschaftlichen Entdeckungen. Sie konzentrierte sich vor allem auf die Beobachtung der hellen Sterne in der Milchstraße. Und fand heraus, dass man sie anhand ihrer chemischen Zusammensetzung in zwei grundlegende Gruppen einteilen konnte. Einmal Sterne, die neben Wasserstoff und Helium kaum andere chemische Elemente enthalten und dann Sterne, bei denen der Anteil dieser anderen Elemente vergleichsweise hoch ist. Die zweite Gruppe, so fand Roman heraus, bewegte sich vor allem in annähernd kreisförmigen Bahnen um das Zentrum der Milchstraße und vor allem in der Ebene der Scheibe der Milchstraße. Die andere Gruppe an Sternen hatte deutlich geneigtere und langgestrecktere Umlaufbahnen. Dass es Sterne mit diesem unterschiedlichen Verhalten gibt, war auch vorher schon bekannt. Aber Roman konnte dieses Wissen nicht nur erweitern und bestätigen. Da sie sich auf die Sterne konzentrierte, die auch ohne Teleskop mit freiem Auge sichtbar sind, konnte sie das erste Mal zeigen, dass es diese Unterschiede auch bei den „gewöhnlichen“ Sternen gibt und dass sie sich nicht nur unterschiedlich verhalten sondern – im Gegensatz zu dem was man damals noch dachte – auch unterschiedlich alt sein müssen. Roman konnte als zeigen, dass die Bewegung der Sterne in der Milchstraße unter anderem von ihrem Alter abhängt, was zur damaligen Zeit die ersten konkreten Hinweise auf die Entstehung der Milchstraße lieferte. Ihre Arbeit über dieses Thema, die sie 1950 veröffentlichte, wurde später vom Astrophysical Journal zu den 100 wichtigsten Arbeiten der letzten 100 Jahre gezählt.

Aber auch als Astronomin die wichtige Forschungsarbeit leistete, hatte Roman immer noch mit den Vorurteilen zu kämpfen. Sie wurde zum Beispiel nicht zu einer Konferenz eingeladen, auf der exakt die Themen ihrer Forschung über die Sterne der Galaxie diskutiert wurden. William Morgan, der auf dem gleichen Gebiet arbeitete, entschied sich, Romans Ergebnisse lieber selbst zu präsentieren… Aber genug von Männern, die Frauen keine wissenschaftlichen Leistungen zutrauen oder gönnen wollen. Es geht ja um die Arbeit von Nancy Roman und die fängt jetzt erst so richtig an. Sie beobachtete weiter die Sterne der Milchstraße, erforschte ihre Eigenschaften und stieß dabei auf ein Exemplar mit der Bezeichnung AG Draconis. Als Roman ihn im Zuge ihrer Arbeit beobachtete, fiel ihr auf, dass er anders leuchtete, als man damals dachte. Sie schrieb eine kurze Notiz für eine Fachzeitschrift, die 1953 veröffentlicht wurde. Keine große Sache aus astronomischer Sicht – aber eine sehr große Sache für Nancy Romans Karriere.

Zuerst aber einmal wechselte von Chicago an das United States Naval Research Laboratory und begann sich dort im Jahr 1954 mit dem gerade erst entstehenden Gebiet der Radioastronomie zu beschäftigen. Auch hier erstellte sie Karten der Milchstraße im Radiolicht, kam aber auch das erste Mal in Kontakt mit dem noch jüngeren Feld der Raumfahrt. Die 1950er Jahre waren immerhin die Zeit, als man das erste Mal ernsthaft versuchte, Satelliten ins All zu schießen und auch das Naval Research Laboratory war daran beteiligt. Ein aus Romans Sicht enorm wichtiges Ereignis fand im Jahr 1956 statt. An der Byurakan-Sternwarte in Armenien fand eine astronomische Konferenz statt und der dortige Direktor hatte zufällig ihre kurze Arbeit über AG Draconis gelesen, war faszinieret davon und Roman kurzerhand eingeladen. Armenien war damals noch Teil der Sowjetunion und die Welt mitten im kalten Krieg. Das eine Zivilistin wie Roman einfach so aus den USA zum „Feind“ in die Sowjetunion reist, war ungewöhnlich und ist bis zu diesem Zeitpunkt eigentlich nicht vorgekommen. Nach ihrer Rückkehr begannen sich deswegen auch Medien und wissenschaftliche Einrichtungen für Roman zu interessieren; sie wurde zu diversen Vorträgen eingeladen, lernte Kolleginnen und Kollegen kennen und bekam endlich auch die Wertschätzung, die ihr wegen ihrer wissenschaftlichen Arbeit längst zugestanden hätte.

Dann kam das Jahr 1958 und mit ihm die Gründung der NASA. Das Naval Research Laboratory steuerte einen Teil seiner Belegschaft für die wissenschaftliche Abteilung der Weltraumorganisation bei und Nancy Roman, jetzt durch ihre Armenienreise überall bekannt – wurde gefragt, ob sie jemanden kenne, der bei der NASA ein Programm für Weltraumastronomie gründen und leiten könne. Roman nahm das als Anlass, sich einfach selbst dafür zu bewerben und begann dort im Jahr 1959 ihren Job als Leiterein der Abteilung für Beobachtende Astronomie.

Sie selbst weist immer wieder auf das Glück hin, dass sie dank des seltsamen Sterns AG Draconis hatte. Heute wissen wir, dass es sich um einen veränderlichen Stern handelt; zwei Sterne eigentlich. Einen Riesenstern und einen weißen Zwerg, die sich umkreisen, aber so weit von der Erde entfernt sind, dass sie wie ein Stern aussehen. Schaut man aber ganz genau hin, dann scheinen sich die chemischen Eigenschaften dieses einen Sterns, der ja eigentlich zwei Sterne ist, zu verändern; je nachdem ob die beiden gerade hintereinander oder nebeneinander stehen. Die Veränderungen die Roman entdeckt hatte, zeigt AG Draconis aber nur alle 10 bis 15 Jahre für etwa 100 Tage. Roman hatte also Glück, gerade zum richtigen Zeitpunkt hingeschaut zu haben. Aber, und auch das sagt sie selbst explizit, so wichtig das Glück war: Es war auch wichtig, dass sie erkannte, dass da etwas ungewöhnliches und interessantes abläuft und dass sie die Gelegenheiten auch ergriffen hat, die ihr der glückliche Zufall brachte.

Jetzt jedenfalls war Roman bei der NASA angekommen. Das erste wichtige Projekt unter ihrer Leitung war OSO, das „Orbiting Solar Observatory“. Zwischen 1962 und 1975 schickte die NASA neun Satelliten ins All, um die Sonne zu erforschen. Unter anderem auch in den Bereichen, die von der Erdoberfläche aus nicht beobachtbar sind, also zum Beispiel im Röntgen- und Ultraviolettlicht. Das lieferte wichtige Erkenntnisse über das Verhalten unseres Sterns, unter anderem auch über den Sonnenwind und seinen Einfluss auf die Erde. Mit den vier Weltraumteleskopen die im Rahmen der „Orbiting Astronomical Observatory“-Missionen zwischen 1966 und 1972 ins All gebracht wurden, konnte Roman die Bedeutung der Ultraviolettastronomie weiter ausbauen. Das erste Mal war es möglich, den Himmel in diesem Wellenlängebereich in guter Qualität zu beobachten. Von der Erdoberfläche aus ist das nicht möglich, da diese Strahlung zum größten Teil von der Atmosphäre blockiert wird. Wenn man aber verstehen will, wie Sterne funktionieren, muss man auch dieses Licht beobachten.

Mindestens genau so wichtig wie die wissenschaftlichen Erkenntnisse war für die NASA aber auch das technische Wissen, dass sie während der Orbiting Astronomical Observatory Missionen erlangten. Es waren die ersten echten Weltraumteleskope und die Astronom:innen überall auf der Welt konnten aus erster Hand sehen, wie enorm effektiv es sein kann, ein Teleskop ins All zu bringen anstatt es von der Erde aus durch die störende Atmosphäre schauen zu lassen. Nancy Roman war seit 1971 intensiv damit beschäftigt, das schon lange existierende Projekt eines wirklich großen Weltraumteleskops real werden zu lassen. Sie stellte Gruppen zusammen, die verschiedene Missionen entwarfen; reiste durchs Land um finanzielle und politische Unterstützung zu gewinnen und konnte am Ende das fertig stellen, was die Grundlage für das heutige Hubble-Teleskop werden sollte.

Ende 1979 zog sie sich aber von der NASA zurück. Komplett in den Ruhestand gehen wollte sie aber noch nicht. Sie wollte nach all der Zeit im Wissenschaftsmanagement wieder zurück in die Forschung. Dazu musste sie ihr Wissen in Sachen Computerprogrammierung auffrischen, was sie tat und dafür noch einmal gemeinsam mit jungen Studierenden Vorlesungen an der Uni besuchte. In den kommenden Jahren arbeitet sie mit diesem neuen Wissen um Datenverarbeitung an der Erstellung aktueller astronomischer Kataloge. Und kehrte dann doch noch einmal zur NASA zurück: Von 1995 bis 1997 war sie Leiterin des Astronomischen Datenzentrums am Goddard Space Flight Center der NASA.

1997 ließ sie die Welt der NASA und der Universitäten aber endgültig hinter sich. Eine Zeit lang kümmerte sie sich noch als Beraterin um die Einrichtung des Space Telescope Science Institute, also der wissenschaftlichen Einrichtung die extra geschaffen wurde, um die Arbeit mit dem Hubble-Teleskop zu organiseren. Sie unterrichtete Schüler:innen und Student:innen und bildete Lehrer:innen aus. Ihren echten Ruhestand verbrachte sie damit, astronomische Lehrbücher vorzulesen, um auch blinden Menschen und Menschen mit Leseschwäche einen Zugang zur Astronomie zu ermöglichen.

Nancy Roman starb am 25. Dezember 2018, im Alter von 93 Jahren. Für ihre Arbeit an der Organisation des Hubble-Teleskops wird sie heute immer noch als „Mother of Hubble“ bezeichnet. Ihr selbst war allerdings der 1978 ins All geflogene „International Ultraviolet Explorer“ am wichtigsten. Diese Weltraumteleskop für den Ultraviolettbereich arbeitete bis 1996 und untersuchte die aktiven Kerne ferner Galaxien; Kometen im Sonnensystem, Sterne und die Zusammensetzung von Sternen; das Gas zwischen den Sternen und den Galaxien; kurz: Eigentlich alles, was aus Sicht der Astronomie interessant ist. Es war nur für fünf Jahre ausgelegt, hätte aber auch nach den 18 Jahren die es tatsächlich in Betrieb war, weiterbenutzt werden können. Man hat es nicht deaktiviert, weil es kaputt gegangen ist, sondern weil man kein Geld mehr für die Mission ausgeben wollte. Der „International Ultraviolet Explorer“ war nicht nur extrem erfolgreich, sondern auch der direkte Vorläufer des Hubble-Teleskops. Roman war wirklich stolz darauf. Das Hubble-Teleskop, so ihre Ansicht, wäre so oder so gebaut worden. Wenn sie es nicht organisiert hätte, dann eben irgendwer anderes. Der „International Ultraviolet Explorer“ aber war ihr Projekt und wenn sie nicht dafür gekämpft hätte, dann hätte es die Mission nicht gegeben.

Nancy Roman bekam schon zu Lebzeiten jede Menge Ehrungen. 1962 wurde sie vom Life Magazine zu den „100 wichtigsten jungen Menschen“ gezählt. Sie bekam Ehrendoktortitel, Medaillen, wurde in wissenschaftliche Gemeinschaften aufgenommen. Man hat einen Asteroid nach ihr benannt. Im Jahr 2020 hat die NASA beschlossen, das Wide Field Infrared Survey Teleskope – ein Weltraumteleskop zur Erforschung extrasolarer Planeten und Kosmologie das gegen Ende der 2020er Jahre gestartet werden soll, in „Nancy Grace Roman Space Telescope“ umzubenennen. Diese Ehre hat Roman nicht mehr erlebt. In ihrer Autobiografie schreibt sie aber, dass sie sowieso eine ganz andere Ehrung am spaßigsten fand: 2017 brachte LEGO ein Set mit dem Titel „Women of NASA“ auf den Markt. Neben der Computerwissenschaftlerin Margaret Hamilton und den Astronautinnen Mae Jemison und Sally Ride konnte man dort auch Nanny Roman und ein kleines Hubble-Weltraumteleskop aus den Legosteinen bauen.