Die Allgäuer Volkssternwarte Ottobeuren
befindet sich mitten in der malerischen Landschaft Süddeutschlands
Wenn die Nacht beginnt,
macht sich dort ein Team von Wissenschaftlern und Ingenieuren bereit,
um eine spannende neue Technologie zu testen:
eine Laserleitsterneinheit,
die sich bald auf den Weg zum Paranal-Observatorium der ESO machen wird.
Dies ist der ESOcast!
Aktuellste Wissenschaft und ein Blick hinter die Kulissen der ESO,
der Europäischen Südsternwarte.
Erkunden Sie die ultimative Grenze mit Ihrem Gastgeber heute, Dr. J, auch bekannt als Dr. Joe Liske.
Hallo, und herzlich willkommen zum ESOcast.
Heute befinden wir uns an der Allgäuer Volkssternwarte Ottobeuren im Süden Deutschlands,
weil genau dort ein Team aus Wissenschaftlern und Ingenieuren der ESO
eine neuartige Laserleitsterneinheit testet.
Sie werden sich vermutlich fragen: "Und was soll das sein?"
Ich erkläre es Ihnen.
Wir alle haben ja schonmal einen Blick an den nächtlichen Sternhimmel geworfen und die Sterne funkeln sehen.
Die Sterne selber funkeln aber gar nicht.
Das Funkeln entsteht durch Turbulenzen in der Erdatmosphäre.
Wenn das Sternlicht auf dem Weg zu uns durch die Atmosphäre läuft,
trifft es auf einzelne Luftpakete
mit verschiedenen Temperaturen und Drücken,
die das Licht unterschiedlich ablenken
und so Störungen verursachen.
Denselben Effekt kann man auch bei Tage beobachten,
wenn die Luft in Richtung eines weiter entfernten Objektes
an einem heißen Tag über dem Horizont flirrt.
Auch wenn das Funkeln der Sterne hübsch anzuschauen und sogar romantisch ist,
für uns Astronomen ist es ein schwerwiegendes Problem,
denn dadurch werden unsere Aufnahmen verwackelt
und weniger scharf als sie sein könnten
wenn die Atmosphäre nicht da wäre.
Was kann man dagegen machen?
Im Wesentlichen brauchen wir eine Methode um die Störungen auszugleichen,
sozusagen um die Sterne zu "ent-funkeln".
Eine Möglichkeit das zu realisieren, ist die Reflexion an einem Spiegel,
dessen Form so angepasst wird,
dass die Störungen umgekehrt werden.
Die Frage ist, woher man weiß, wie man den Spiegel verformen muss.
Wenn das Very Large Telescope der ESO den Himmel beobachtet,
kann ein Spezialcomputer einen hellen Stern auswählen
und laufend verfolgen wie er funkelt
— daraus kann man dann die Eigenschaften der Erdatmosphäre direkt über dem Teleskop bestimmen,
und zwar mehrere hundert mal pro Sekunde.
Der Computer sendet dann entsprechende Befehle
an Steuerungsgeräte am Teleskop,
die den Spiegel passend zu den atmosphärischen Turbulenzen genau so verbiegen und verformen,
dass sich die Störungen gegenseitig aufheben.
Für dieses Prozedere
benötigt man allerdings einen relativ hellen Stern
im Gesichtsfeld des Teleskops.
Ausreichend helle Sterne sind aber eher selten und daher meist zu weit entfernt.
Bedenken Sie, dass das VLT so gebaut ist,
dass es nur einen kleinen Himmelsausschnitt beobachten kann.
Bei den meisten Beobachtungen mit dem VLT
ist deshalb einfach kein heller Stern mit im Bild.
Und was tut man dann?
Nunja,
wir machen unseren eigenen Stern.
90 Kilometer über uns,
in der Hochatmosphäre,
befindet sich eine dünne Schicht aus Natrium.
Richtet man einen starken Laserstrahl an den Himmel,
kann man die Natriumatome zum Leuchten anregen
und so einen künstlichen Stern erzeugen,
den der Steuerungscomputer verwenden kann.
Im Jahr 2006
hat die ESO am VLT den ersten derartigen Laserleitstern auf der Südhalbkugel der Erde installiert.
Dieses System verbessert die Leistungsfähigkeit des Teleskopes um ein Vielfaches,
so dass das VLT bei bestimmten Beobachtungen
sogar schärfere Bilder als das Hubble-Weltraumteleskop machen kann.
Das bestehende System hat allerdings auch seine Grenzen.
Es kann jeweils nur einen künstlichen Stern auf einmal erzeugen.
Das bedeutet, man kann die Bildqualität
jeweils nur über einen sehr kleinen Bereich des Himmels korrigieren.
Es ist außerdem ziemlich sperrig
und muss in einem separaten Labor untergebracht werden.
Der Laserstrahl muss über von dort eine Glasfaser zum Teleskop übertragen werden.
Basierend auf den Erfahrungen mit diesem ersten System
haben die Ingenieure der ESO
eine neue, stark verbesserte Laserleitsterneinheit entwickelt.
Also Domenico, das ist er, der Laser?
Der ist unglaublich klein.
Er passt sogar an dieses kleine Teleskop.
Das ist wirklich beeindruckend.
Allerdings. Wir haben in den letzten fünf Jahren daran gearbeitet,
einen 20-Watt-Laser so kompakt
und leicht zu machen,
dass man ihn direkt am Teleskop anbringen kann.
Als erstes mussten wir einen passenden Faserlaser entwickeln,
und dann noch diese Art von Laserkopf.
Das ist also ein 20-Watt-Laser.
Ziemlich leistungsstark, oder?
Ja. Wir brauchen eine so hohe Leistung
für die nächste Generation von Laserleitsternsystemen.
Im Moment haben wir am Paranal
einen etwa 5 Watt starken Laser.
Wir machen also einen deutlichen Sprung in der Leistung.
Ist der Laserstrahl, der aus diesem Teleskop kommt, gefährlich?
Was passiert, wenn ich meine Hand reinhalte?
Wenn man seine Hand reinhält, spürt man nur etwas Warmes.
Man sollte aber besser nicht direkt in den Strahl schauen.
Ok, meine Hand würde also nicht verbrennen.
Aber was ist mit Flugzeugen?
Ist der Strahl gefährlich für sie?
Er ist nicht gefährlich für das Flugzeug oder die Sensoren an Bord,
aber er wäre gefährlich für die Augen der Passagiere.
Der Laser hat eine höhere Leistung als erlaubt,
wir müssen also dafür sorgen, dass keine Flugzeuge den Strahl durchqueren.
Deshalb wurde für die Gegend hier
eine Flugverbotszone eingerichtet,
so dass nichts passieren kann.
Das neue System ist zuverlässiger,
leichter zu warten und viel kompakter.
Wie wir gesehen haben,
passt die gesamte Einheit in einen kleinen Kasten,
den man einfach an einem Teleskop anbringen kann.
Weil das System so viel kleiner ist,
lassen sich bis zu vier Laser an ein und demselben Teleskop anbringen,
so dass die Bildqualität des VLT über ein viel größeres Gesichtsfeld korrigiert werden kann.
Hier in Deutschland
testet unser Team den neuen Prototyp,
um sicher zu gehen, dass er perfekt funktioniert, bevor er zum Paranal gebracht wird.
Die Einrichtungen der Allgäuer Volkssternwarte
sind für diesen Zweck perfekt geeignet.
Hinzu kommt,
die Sternwarte ist vom Hauptsitz der ESO schnell zu erreichen.
Laserleitsternsysteme wie dieses hier
werden unglaublich wichtig für das zukünftige European Extremely Large Telescope werden,
das die Technik der adaptiven Optik routinemäßig nutzen soll.
Dieses Teleskop wird um ein Vielfaches größer als die heutigen größten Teleskope sein,
womit auch eine bessere Bildqualität einhergehen sollte.
Wie gut sie allerdings sein wird, hängt stark davon ab
wie gut die adaptive Optik und der Laserleitstern funktionieren.
Bahnbrechende neue Technologien wie diese hier
werden entscheidend für den Erfolg der zukünftigen Observatorien sein,
besonders für das E-ELT.
Das war Dr. J mit dem ESOcast.
Begleiten Sie uns bald wieder auf einem neuen kosmischen Abenteuer!
Während wir diese Episode gedreht haben,
wurden wir daran erinnert, warum sich die Teleskope der ESO
auf hohen Bergen im Norden Chiles befinden
und nicht hier im Alpenvorland in Süddeutschland.
Unwetter wie dieses hier bekommt man auf dem Paranal nicht zu sehen.
ESOcast wird produziert von der ESO, der Europäischen Südsternwarte.
Die ESO, die Europäische Südsternwarte, ist die größte zwischenstaatliche Wissenschafts- und Technologieorganisation in der Astronomie,
und entwickelt, konstruiert und betreibt die fortschrittlichsten bodengebundenen Teleskope der Welt.
Untertitel: ESO / Übersetzung: Carolin Liefke, Haus der Astronomie
Nun da Sie hinter die Kulissen der ESO geblickt haben,
begeben Sie sich mit Hubble auf eine Reise jenseits der Grenzen unseres Planeten!
Der Hubblecast stellt die neuesten Entdeckungen des bekanntesten und begehrtesten Satellitenobservatoriums vor,
des Hubble-Weltraumteleskops von NASA und ESA.