Extremely Large Telescope Neuigkeiten

Extremely Large Telescope Künstlerdarstellung
Künstlerische Darstellung des European Extremely Large Telescope. ESO/L. Calçada / CC BY 4.0

In Mainz sind Anfang Januar 2018 die ersten 6 Spiegelsegmente für das „Extremely Large Telescope“ gegossen worden. Dabei wird der Hauptspiegel dieses Monstrums nach Fertigstellung einen Durchmesser von 39 Metern haben. 

798 einzelne Segmente enthält dann allein der Primärspiegel und wird damit alle Teleskope bis dato in den Schatten stellen!   

Die Fertigstellung des Riesenteleskops ist für 2024 geplant.

Das Extremely Large Telescope (ELT) entsteht im Norden von Chile, auf einem 3046 Meter hohen Berggipfel. In Mainz wurden jetzt die ersten sechs hexagonalen Spiegelelemente gegossen. Dieser Prozess ist wichtig, um die nun folgenden Elemente überwachen und optimieren zu können.

Allerdings wird es wohl noch eine Weile dauern. Die 798 Spiegelsegmente für den Hauptspiegel M1 sind gigantische 1,4 Meter breit, 5 Zentimeter dick und werden modular montiert. Der Grund: Der Spiegel kann nicht in einem Stück gefertigt werden.  Neben dem Hauptspiegel werden auch 133 Reserve-Elemente gegossen. 

Der Standort wurde jahrelang von der ESO geplant. Am 26.4.2010 wurde der chilenische Berggipfel des Cerro Armazones endgültig als Standort für das Mammutprojekt festgelegt. Dieser befindet sich in der Atacama-Wüste. 

Dabei hatte das ESO-Council durchaus mehrere Kandidaten im Visier, alle hatten Vor- und Nachteile. Letzten Endes war es die Ausgewogenheit aller möglichen Faktoren der Himmelsqualität, die den Berg das Rennen machen ließ.

Die ESO hat übrigens 189 Quadratkilometer Landfläche von der chilenischen Regierung als Schenkung für den ELT-Bau erhalten.

Gar nicht so weit entfernt betreibt die Europäische Südsternwarte ESO bereits den „kleineren Bruder“, das Very Large Telescope

Für einige interessante Fakten im Überblick gibt es auch ein entsprechendes Youtube Video:

Wer mehr über Spiegelteleskope erfahren will, für den haben wir bereits an anderer Stelle den Aufbau und die Funktionsweise von Spiegelteleskopen vorgestellt.

Was muss man zum Herstellungsprozess wissen?

Im Januar 2017 hat die ESO gleich vier Verträge geschlossen, mit der Schott AG, Sener und Fames. 

Schott bekam den ersten Zuschlag für die Produktion der beiden größten Einzelspiegel. So misst der Sekundärspiegel Mirror M2 immerhin noch stolze 4,2 Meter im Durchmesser (bei 3,8 Tonnen), der Tertiärspiegel M3 ganze 3,8 Meter.  

Das Material, welches Schott hierfür einsetzt, heißt Zerodur. Es wurde eigens für astronomische Teleskope entwickelt, das war in den 1960er Jahren. Es dehnt sich bei großen Schwankungen der Temperatur nicht aus und ist extrem widerstandsfähig, chemisch gesehen. Zudem kann es problemlos poliert werden und erreicht eine hohe Oberflächengüte. Auch das Very Large Teleskop der ESO hat bereits die Verlässlichkeit des Materials nachweisen können. 

Die Firma Schott produziert ab Januar 2018 fortan ein Spiegelsegment pro Tag, zumindest sind das die Erwartungen.

Optisches System Extremely Large Telescope
Illustration des optischen Systems des ELT und die Position der Spiegel. ESO / CC BY 4.0

Die Auslieferung des Sekundärspiegels ist Ende 2018, die des Tertiärspiegels Ende 2019 geplant. Dabei wird besonders darauf zu achten sein müssen, dass im Rahmen der Konstruktion der Sekundärspiegel nicht herunterfallen kann. Er ist immerhin kopfüber, 39 Meter über dem Hauptspiegel, montiert. Zusammen mit dem Stützsystem wiegt der Sekundärspiegel 12 Tonnen.

Der 3,8 Meter lange tertiäre Spiegel M3 ist übrigens eine Besonderheit, da er eine gekrümmte Oberfläche ausweist. Das ist insofern erwähnenswert, als dass die meisten großen Teleskope, wie etwa das Very Large Telescope oder das Hubble-Weltraumteleskop, nur zwei gekrümmte Spiegel nutzen. Dort wird gelegentlich ein tertiärer, aber flacher Spiegel genutzt, um das Licht passend zu fokussieren. Im Fall des ELT sieht die Sache anders aus: Die Verwendung von drei statt einem Zwei-Spiegel-System führt zur besseren Endqualität der Bilder. Grund dafür ist das größere Sichtfeld.

Den Zuschlag für ein komplexes System aktiver Optik sowie eine Lieferung  hochentwickelter Stützzellen für die Spiegel M2 und M3 bekam die SENER-Gruppe.

Der Vertrag von FAMES dagegen umfasst die Produktion von 4608 Kantensensoren, die für die 798 hexagonalen Segmente von M1 benötigt werden. Dabei handelt es sich um Sensoren von noch nie zuvor verwendeter Präzision in einem Teleskop.  Man ist damit in der Lage, Genauigkeiten von wenigen Nanometern zu erreichen bei relativen Positionsmessungen. Von besonderer Herausforderung ist neben der Anforderung an die Präzision auch innerhalb von so kurzer Zeit in Massen zu produzieren. 

Auch der flache Quartärspiegel als adaptiver Spiegel wird neue Rekorde aufstellen: Hat man doch vor, eine Dicke von 2 Millimetern einzuhalten. Er wird mit 2,4 Metern der größte adaptive Spiegel bei Fertigstellung sein. Die Erdatmosphäre unterliegt einer Turbulenz, die zur Bildverzerrung führt. Man ist durch diesen Spiegel in der Lage, in Echtzeit Korrekturen vorzunehmen, ebenso können Verformungen durch Wind auf den Spiegel M1 behoben werden.

Bei dem gesamten Herstellungsprozess wird also deutlich, dass es um ganz andere Dimensionen geht, als noch bei den „kleineren“ großen Teleskopen. Die Kuppel des ELT zum Beispiel: Sie nimmt mit einem Durchmesser von 86 Metern und fast 74 Metern Höhe unglaubliche Ausmaße an.

Auch wenn man sich die Masse vor Augen führt, kommt man ins Staunen.  Die Kuppel zum Beispiel wird allein etwa 5.000 Tonnen Gesamtmasse aufweisen.

Extremely Large Telescope Größenverhältnis
ELT and VLT sizes compared with Arc de Triomphe. ESO / CC BY 4.0

"Das größte Auge auf den Himmel" wurde umbenannt

Der Spitzname „Das größte Auge auf den Himmel“ wird man es wohl weiterhin nennen. Es geht bei der Umbenennung, die am 12. Juni 2017 bekanntgegeben wurde, aber um eine Änderung des offiziellen Namens.

So hieß das Projekt auch während der Planung bereits European Extremely Large Telescope oder E-ELT. Dieser Name sei laut ESO nur ein vorläufiger und nicht endgültiger gewesen. 

Jetzt, in der Bauphase, hat man sich dazu entschlossen, den Namen zu ändern. Warum? Grund sei einerseits, dass der Name kürzer und damit einprägsamer ist. 

Andererseits will man wohl auch die beteiligten internationalen Gesellschaften berücksichtigen, zumal sich das ELT ja in Chile befinden wird.

Was soll das ELT erreichen?

Man erwartet natürlich allgemein, die am weitesten entfernten Objekte untersuchen zu können.

Das Interesse der Forscher ist vorwiegend auf Exoplaneten ausgerichtet. Es geht also um Planeten außerhalb unseres Sonnensystems. Vielleicht finden die Wissenschaftler ja bald einige erdähnliche Planeten da draußen? Der Gedanke hat mich persönlich immer schon gereizt und ich bin mir sicher, dass es Ihnen auch so ergeht.

Darüber hinaus soll das Extremely Large Telescope auch in der Lage sein, Jupiter-ähnliche Planeten ausführlich zu studieren.

Ein weiterer Fokus liegt aber auch darauf,  neue Informationen zum Ursprung des Universums sammeln zu können. Es soll genaue Studien der ersten Galaxien ermöglichen.

Die Expansion des Universums ist ein spannendes Thema. Man möchte Daten zur Beschleunigung der Expansion sammeln bzw. sie direkt messen können.

Vielleicht möchten Sie ja auch mal einen Blick auf den Bauplatz des ELT auf dem Berg in Chile werfen.

Zahlen im Überblick

  • endgültiges Design: 24. September 2010
  • endgültige Entscheidung für den Bau durch den ESO-Rat: 11. Juni 2012
  • Start der Bauphase: 19. Juni 2014
  • erster Einsatz des Teleskops (First Light): geplant für 2024
  • geplante Bauzeit demnach: 10 Jahre
  • Kosten in der Bauphase: etwa 1 Milliarde Euro
  • geschätzte Betriebskosten jährlich: 30 Millionen Euro
  • Observationsnächte pro Jahr: 320
  • Das ELT wird 15 mal mehr Licht sammeln als irgendein anderes heutiges Teleskop
  • Es wird dabei Bilder produzieren, die 15 mal schärfer als die des Hubble Space Teleskops sind
  • Modernes 5-Spiegel-Design und Nasmyth-Montierung
  • Primärspiegel M1 besteht aus 798 hexagonalen Segmenten (1,4 Meter jeweils)
  • Primärspiegel-Segmente haben einen Durchmesser von 1,45 Meter bei 5 cm Dicke
  • Primärspiegel hat damit eine Spiegelfläche von 978 m²
  • Sekundärspiegel M2 Durchmesser: 4,2 Meter bei 3,5 Tonnen Gewicht
  • Tertiärspiegel M3 Durchmesser: 3,75 Meter
  • Quartärer Spiegel M4 (Adaptive Optik): 2,40 Meter Durchmesser mit 6 Laserleitsternen
  • Fortschrittlichste Adaptive Optik durch über 5.000 Aktuatoren, bei über 1.000 Aktionen sekündlich
  • flacher M5 Spiegel: 2,6 x 2,1 Meter
  • Winkelauflösung 0,005 Bogensekunden
  • Brennweite: 34,5 Meter
  • Gesamtgewicht der Struktur: circa 2.800 Tonnen
  • Kuppel Durchmesser: 86 Meter
  • Kuppel Höhe: 74 Meter
© AstronomieFans
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