Riesenauge über den Wolken


© Miguel Briganti (Grantecan)

La Palmas Sternwarte präsentierte das größte Spiegelteleskop der Welt

Am 13. Juli, eine Stunde vor Mitternacht, erblickte auf La Palmas Sternwarte Roque de los Muchachos das größte und modernste Spiegelteleskop der Welt sein „erstes Licht“, wie es Wissenschaftler nennen. „Es ist wie zwanzig Goldmedaillen bei den Olympischen Spielen zu gewinnen“ sagte IAC-Generaldirektor Francisco Sánchez über die Vollendung des knapp 130 Millionen Euro teuren Projektes, mit dem eine neue Ära für die Astronomie beginnen soll.

Mit dem riesigen Primärspiegel des Teleskops werden Astronomen nach seiner endgültigen Inbetriebnahme im Sommer 2008 in bisher unerreichte Tiefen des Universums vordringen, die Entstehung von Sternen beobachten, ferne Galaxien erforschen und natürlich nach Planeten suchen, die der Erde ähnlich sind.

Nach siebenjähriger Planungs- und Bauzeit wurde auf der Sternwarte Roque de los Muchachos das Grantecan (abgekürzt für Großes Teleskop der Kanaren) in Probebetrieb genommen. Kronprinz Felipe schaltete die Technik des Riesenteleskops an, das als größtes und fortschrittlichstes der Welt bezeichnet wird. Ausschlaggebend ist dabei der riesige Primärspiegel mit einem Durchmesser von 10,4 Metern, der wie ein riesiges Auge das Licht der Sterne einfängt und Bilder in bisher noch nie dagewesener Qualität und Schärfe liefern wird.

Für den frischgebackenen kanarischen Regierungschef Paulino Rivero war die Einweihungszeremonie des Grantecan sein erster offizieller Auftritt im neuen Amt. In seiner Rede unterstrich Rivero, dass es seine und die Absicht der Regierung ist, auf dieser Linie weiter in Wissenschaft, Entwicklung und Technik zu investieren. „Heute blickt die Welt neidisch nach La Palma“, verkündete er.

Unter den Anwesenden waren außerdem die spanische Bildungsministerin Mercedes Cabrera und selbstverständlich politische Vertreter der Inseln.

Ehrengast Kronprinz Felipe  – der übrigens am 2. Juni 2000 auch den Grundstein des Grantecan legte – erinnerte in seiner Ansprache an die Bedeutung des „ersten Lichts“ für das Grantecan. „Es ist für die Astronomen wie der Stapellauf eines Schiffes für den Seefahrer. Der Moment in dem sich erweist, dass das Schiff schwimmt, obwohl es noch nicht die erste Seereise ist“, sagte er.

Tatsächlich begann am 13. Juli zunächst einmal die Testphase des neuen Riesentele-    skops, die etwa ein Jahr dauern wird. Im Sommer 2008 wird die endgültige Inbetriebnahme erfolgen.

„Die Insel der Sonne und der Sterne“ schwärmte der Kronprinz über La Palma, als er vom Roque de los Muchachos aus einen traumhaften Sonnenuntergang – natürlich mit Blick auf die Kuppel des Grantecan genoss. Die exzellenten Klimabedingungen und die klare Sicht in den Bergen La Palmas waren bei der Wahl des Standortes für das Millionen-Projekt Grantecan entscheidend. Auf 2.400 m, weit über dem Wolkenmeer, das auf wunderbare Weise auch die „Lichtverschmutzung“ des Nachthimmels durch die besiedelten Gebiete der Insel verhindert, finden Astronomen ideale Arbeitsbedingungen.

Die Nähe zum Äquator und die reine Luft, die nach Auskunft der Astronomen nur in wenigen Nächten im Jahr durch Staub aus der Sahara verunreinigt ist, machen die Insel seit Jahren zu einem beneidenswerten Ort für die Erforschung des Universums.

Mit dem Grantecan wird der Standort auf den Kanarischen Inseln (schließlich ist auch das Observatorium auf Teneriffa nicht zu vergessen) als die Europäische Nordsternwarte – als Gegenpol zur Europäischen Südsternwarte in Südamerika– gefestigt.

Revolutionäres Gerät

Seit Newtons Zeiten, als die Astronomen Anfang des 18. Jahrhunderts die bis dahin gebräuchlichen Linsen ihrer Teleskope durch Spiegel ersetzten, ist deren Funktion im Prinzip gleich geblieben: das Licht auf einen Punkt zu bündeln. Ein modernes Teleskop besteht daher aus einem Primärspiegel, der die eingefangene Strahlung auf einen kleineren zweiten Spiegel, den Sekundärspiegel, projiziert. Von hier aus wird sie an weitere Geräte des Teleskops weitergeleitet – beim Grantecan an den Tertiärspiegel.

Je größer der Primärspiegel ist, desto stärker ist auch das Teleskop. Doch bei der Herstellung von großen Spiegeln treten gravierende technische Probleme auf, weil derart große Spiegel nicht nur das Bild verzerren, sondern auch in der Nachführung des Teleskops (das Gerät muss ja ständig in Bewegung sein, um der Erdrotation zu folgen und das Beobachtungsobjekt im Visier zu behalten) durch Verbiegung des Spiegels selbst zu Verzerrungen führen. Die beste Lösung, die sich auch seit langem durchgesetzt hat, liegt in der Segmentierung des Spiegels in hexagonale Teilspiegel. Auf diese Weise sind beispielsweise die im Mauna-Kea-Observatorium auf Hawaii installierten Keck-Zwillingsteleskope entstanden, die je einen Spiegel von 10 Metern Durchmesser haben, der wiederum in seiner Gesamtheit auch hexagonal ist.

Das Herzstück

Der Spiegel des Grantecan besteht aus 36 hexagonalen Segmenten, die zusammen einen Spiegel mit 10,4 Metern Durchmesser ergeben und somit größer als die beiden Teleskope auf Hawaii ist. Wenn das Grantecan in 2008 mit der Erforschung des Universums beginnt, wird es das Teleskop mit der weltgrößten Spiegelfläche – 75,7 qm – sein. Die einzelnen Segmente, die übrigens von dem deutschen Unternehmen Schott geliefert wurden haben je 1,9 Meter Durchmesser, 8 cm Dicke und 470 kg Gewicht. Der Abstand zwischen den Segmenten beträgt maximal nur 3 mm. Dieser Primärspiegel allein wiegt 18 Tonnen, was einen Eindruck über das tatsächliche Gewicht der Anlage liefert. Augenscheinlich sind alle 36 Segmente gleich, doch ihre Form ist leicht unterschiedlich, so dass sie zusammengesetzt eine paraboloide Form erge-ben und der riesige Spiegel wie eine weit geöffnete flache Schüssel das Licht einfangen kann.

Durch die Technik der aktiven Optik mit der Primär- und Sekundärspiegel gesteuert werden, bewegen sich die 36 Segmente stets so, dass die Fläche perfekt geformt bleibt. Mit Hilfe der innovativen sogenannten adaptiven Optik werden die durch Störungen und Unruhen in der Luft bewirkten Verzerrungen in Echtzeit ausgeglichen, so dass scharfe Bilder entstehen. „Es ist vergleichbar mit dem Blick auf ein Objekt auf dem Grund eines Wasserbeckens. Wir sehen das Objekt dann als wäre kein Wasser im Becken“, erklärt José Miguel Rodríguez Espinosa, wissenschaftlicher Projektleiter.

Selbstgebastelter Stern

Besonders stolz sind die Wissenschaftler auch auf die Technik, durch die Aufnahmen äußerst schwacher Himmelskörper möglich werden. Hierfür ist das Licht eines nahegelegenen Sterns notwendig. Wenn aber kein ausreichend leuchtstarker Stern zur Verfügung steht, „basteln“ sich die Astronomen eben einen künstlichen Stern – mit Hilfe eines starken Lasers. Diese Technik befindet sich allerding noch in der Entwicklung.

Ein 500 Tonnen schweres „Schneckenhaus“

Das Zuhause des Grantecan besteht aus einer riesigen Kuppel mit einem Durchmesser von 34 Metern und einer maximalen Höhe von 26 Metern. Die Basis dieses 500 Tonnen schweren „Schneckenhauses“ ruht auf einer Schiene, die eine vertikale Rotation um die eigenen Achse ermöglicht. Der Blick ins All erfolgt durch eine 13 Meter breite Öffnung. Zwei Schiebetüren sind in der Kuppel angebracht. Die obere verläuft immer nach hinten, während die untere sowohl nach unten als auch nach hinten geschoben werden kann. So sind auch Beobachtungen von Objekten nahe des Horizonts möglich. Durch verschiedene Fenster in der Kuppel kann die Temperatur im Inneren kontrolliert werden, ein wichtiger Faktor beim Betrieb eines Teleskops, denn Temperaturschwankungen wirken sich negativ auf die optische Qualität aus.

Zeitreise in die Vergangenheit

Mit dem Grantecan werden die Astronomen in bislang ungeahnte Tiefen des Universums „blicken“ und selbst die schwächsten Objekte erkennen können. „Es ist wie eine Zeitreise“, berichtet ein Wissenschaftler, „denn das Licht, das wir empfangen hat seine Reise vor rund 15 Milliarden Jahren angetreten“. So erwarten die Astronomen durch den Einsatz des Grantecan Antworten auf viele Fragen im Zusammenhang mit der Entstehung des Universums zu erhalten. „Mit dem Grantecan werden wir Planetensysteme naher Sterne erforschen, mehr über dunkle Materie und schwarze Löcher erfahren, die Geburt von Sternen beobachten und feststellen, welche chemischen Komponenten durch den Big Bang entstanden“, lautet die Zielsetzung des Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC). Eine wesentliche Rolle wird natürlich auch die Suche nach Planeten spielen, die der Erde ähneln.

Einen Teil der Beobachtungszeit werden die spanischen Astronomen an Wissenschaftler der Universitäten von Mexiko und Florida (USA) abgeben, die schon vor einigen Jahren als Projektpartner gewonnen werden konnten und jeweils 5% der Kosten übernommen haben. Als Gegenleistung erhalten sie auch je 5% der Beobachtungszeit.

Die Präzision des neuen größten Teleskops der Welt ist verblüffend: „Wäre die Erde eine Scheibe, könnten wir von La Palma aus eine brennende Kerze in Moskau sehen oder gar jeden einzelnen der Scheinwerfer eines Autos in Australien“, freut sich IAC-Direktor Francisco Sánchez.




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