Technik

Von Teleskopen bis zu Raketen, einfach alles was mit Technik zu tun hat

Ja, richtig gelesen – 1550″!
So mancher Fernrohrbesitzer ist schon vom sogenannten „Öffnungsfieber“ gepackt worden und hat sich einen richtig großen Dobson gewünscht. Nun, vor einigen Monaten, genau im Juni 2012 fiel bei der ESO der Startschuss für ein gigantisches Projekt, das jeden Hobby-Astronomen sprachlos machen würde:  Das europäische Großteleskop „E-ELT“ (European Extremely Large Telescope) wird mit  einem 39,3 Meter großen Hauptspiegel das größte erdgebundene Teleskop im optischen Wellenlängenbereich werden.

Das entspricht einer Fläche von 978 Quadratmetern bestehend aus ca. 1000 sechseckigen Segmenten (jeweils 1,4 m breit und nur 5cm dick). Das derzeit größte Teleskop verfügt „nur“ über einen 10-Meter-Spiegel. Das E-ELT kann damit mehr Licht einfangen als alle derzeitigen 8-10m Teleskope zusammen, 8 Millionen mal mehr Licht als Galilei´s Teleskop, 100 Millionen mal mehr als das menschliche Auge. Wiegen wird die Hauptkonstruktion etwa 2,8 Millionen Tonnen!

Bestückt wird das E-ELT mit mehreren Kameras und auch Spektrographen, beide Komponenten können binnen weniger Minuten hin- und hergeschaltet werden. Auch die Schwenk-Mechanik ist so ausgelegt, dass in kürzester Zeit von einem Beobachtungsziel auf ein anderes geschwenkt werden kann um möglichst rasch auf aktuelle astronomische Ereignis reagieren zu können.

Noch heuer soll mit dem Bau begonnen werden um den regulären Betrieb im Oktober 2022 aufnehmen zu können – 10 Jahre Bauzeit bis zum „First-Light“ – um dann mind. 30 Jahre im Einsatz zu bleiben.

Was sind nun die Aufgaben eines solchen „Lichtsammelgiganten“?

Einerseits wird damit die Suche nach besonders massearmen Exoplaneten, also nach Planeten außerhalb unseres Sonnensystems, erst machbar. Das europäische Großteleskop soll Exoplaneten sowohl indirekt nachweisen, z.B. durch Positionsänderungen eines Sterns aufgrund eines oder mehrerer ihn umkreisender Planeten, als auch direkte Aufnahmen von Exoplaneten anfertigen.
Weiters soll eine Untersuchung der chemischen Zusammensetzung der Atmosphären solcher Exoplaneten ermöglicht werden. Damit kann dann eine Reihe spannender Fragen geklärt werden, z.B. wie häufig Gesteinsplaneten in der habitablen Zone anzufinden sind und ob sie der Erde ähneln. Das E-ELT soll ebenfalls untersuchen, wie Planetensysteme entstehen und sich entwickeln, indem es protoplanetare Scheiben untersucht und vor allem Wasser und organische Moleküle ausfindig macht.

In einer weiteren Aufgaben können Supernova-Explosionen mittels Infrarotspektroskopie erkundet werden.

Die entferntesten und damit ältesten Objekte im beobachtbaren Universum stehen ebenfalls im Blickpunkt des E-ELT. Es soll unter anderem die Frage beantwortet werden, wie im jungen Universum Galaxien enstanden sind und welche Faktoren eine Rolle bei ihrer Entwicklung spielen. So kann auch festgestellt werden, ob und inwiefern sich die ältesten Galaxien von den heutigen unterscheiden. Auch die komplexen Wechselwirkungen zwischen Galaxien und dem intergalaktischen Medium soll erforscht werden.

Auch Schwarze Löcher stehen ganz oben auf dem Beobachtungplan des Teleskops um damit Gravitationstheorien wie auch die Allgemeine Relativitätstheorie zu überprüfen. Vielleicht lässt sich damit die Frage nach der Existenz von „mittelgroßen“ schwarzen Löchern mit einer Masse von 100-10.000 Sonnenmassen klären wie bislang nur vermutet.

Ein weiteres bedeutendes Anwendungsgebiet besteht in der direkten Messung der Expansion des Universums. Damit kann die Evolution des Universums besser nachvollzogen werden. Die gewonnenen Daten dürften auf theoretische Modelle wie die Inflation nach dem Urknall und die Dunkle Energie Auswirkungen zeigen.

Zudem wird das Teleskop untersuchen, ob fundamentale physikalische Konstante wirklich konstant sind oder sich im Laufe der Zeit ändern was natürlich von revolutionärer Tragweite sein kann. Last, but not Least, wird auch die Theorie der kosmischen Strings einer Überprüfung unterzogen.

Wo gibt es einen geeigneten Himmel um so ein Großteleskop nutzen zu können?

Nach einem Ausschreibungs-Wettbewerb hat man sich vor 2 Jahren für den 3060 Meter hohen Berg Cerro-Armazones in der Atacama-Wüste, Chile, aufgrund der hervorragenden Qualität für Himmelsbeobachtungen und der Möglichkeit der Zusammenarbeit des E-ELT mit der bereits bestehenden Infrastruktur des Very Large Telescope des ESO am nur 20 km entfernten Cerro-Paranal, entschieden.
Durchschnittlich sind in diesem Gebiet ca. 320 Nächte pro Jahr sternenklar! Davon kann der Hobbyastronom im meist trüben und lichtverschmutzten Mitteleuropa nur träumen.

Was kostet nun so ein gigantisches Projekt?

Das E-ELT wird zum Komplex des La Silla Paranal Observatoriums gehören und es ist ein  Budget von
1,083 Milliarden Euro
zur Verfügung gestellt worden. Aus dem grundlegenden Entwurf 2006 erfolgten 2007 und 2010 weitere elf Design-Studien, wobei aus Kosten- und Praktikabilitätsgründen (einfachere Konstruktion, schnellere Errichtung, Windlast, Sicherheitsmaßnahmen bei Erdbeben usw.) der Spiegeldurchmesser von ursprünglich 42 Meter auf 39 Meter verkleinert worden war.

Anbei noch einige Darstellungen wie das E-ELT am Ende aussehen wird:

E-ELT Hauptkomplex

 

 

 

 

 

 

 

Spiegel-Attrappe zur Verdeutlichung der Größe

 

 

 

 

 

 

E-ELT im Vergleich zu einem Airbus340

Der Weltraum – unendliche Weiten! Wir schreiben das Jahr 2012 und noch immer hat kein Mensch einen Fuß auf fremde Planeten gesetzt (außer in Hollywood). „Avatar“, ein Science-Fiction-Blockbuster, ist momentan der erfolgreichste Film aller Zeiten. Warum? Im Film werden Träume Wirklichkeit. Wir landen auf fernen Planeten, erobern außerirdische Kulturen.  Reisen in ferne Galaxien werden sorgar zum Wochenendtrip.

NASA-project-orion-artist

Darstellung eines Raumschiffs für interstellare Reisen (Quelle: NASA / Wikipedia)

weiterlesen

Wenn man sich mit der Astronomie auseinanderzusetzen beginnt, stolpert man bald über die Tatsache, dass Spiegelteleskope die Linsenfernrohre schon längst über weite Strecken abgelöst haben. In diesem Beitrag will ich erläutern wie das wahre Arbeitsgerät der Astronomen und Amateurastronomen aussieht und warum das so ist.

In Christophs Beitrag haben wir gesehen, dass es den Astronomen nicht ausschließlich um Vergrößerung und Auflösung geht, sondern auch das Lichtsammelvermögen der Teleskope eine wichtige Rolle spielt. Die Distanzen im Weltall sind gigantisch und die meisten interessanten Objekte sehr lichtschwach. Nun geht es darum, wie viel Licht ein Teleskop sammeln kann. Je heller ein Objekt im Fernrohr erscheint desto besser. Dabei gibt es eine einfache Faustregel, der doppelte Teleskopdurchmesser erzeugt ein 4-mal so helles Bild. weiterlesen

[latexpage]

Zeigt man sein Teleskop stolz Freunden, Verwandten oder wem auch immer, dann kommt mit fast 100%iger Wahrscheinlichkeit die Frage: „Und, wie weit kann man damit vergrößern?“
Das kommt daher, dass der Laie das Fernglas/Fernrohr automatisch mit Vergrößerung in Zusammenhang bringt – denn dazu ist so was ja schließlich da, oder?

Immer wieder werden in Supermärkten Teleskope inkl. Zubehör mit sagenhaften Vergrößerungswerten zu unglaublich günstigen Preisen angeboten! Ein ideales Geschenk um Kinder mit der Astronomie vertraut zu machen? Werte wie “600-fache Vergrößerung” hören sich schon gewaltig an und sind natürlich ein super Lockmittel. So mancher Käufer meint damit die farbenprächtigen Fotos in den Illustrierten live bewundern zu können. Hier führt uns die Werbung ganz einfach in die Irre, denn Vergrößerung ist nur das drittwichtigste an einem Fernrohr.

Ein Linsenfernrohr am Dreibein, wie man es auch im Supermarkt bekommt

Warum vergrößern Astronomen überhaupt?

Das Weltall ist voller interessanter Objekte wie Galaxien oder Sternhaufen. Auch die Planeten sind mehr als nur helle Lichtpunkte am Nachthimmel. Und das bei nur 10facher Vergrößerung. Die Ringe des Saturn sind schon bei circa 150-facher Vergrößerung sichtbar. Am Mond sehen wir schon mit freiem Auge viele Krater, doch erst im Teleskop werden schon bei geringen Vergrößerungen viele Details sichtbar. weiterlesen

<< Teil 2 meines Berichts zu den aktuellen Entwicklungen im Bereich der Weltraumpolitik. Der erste Teil wurde am Freitag veröffentlicht.

In 15 Jahren ein erneuter Mondspaziergang?

Raumfahrt ist immer ein politisches Thema, denn nur Staaten können diese Kosten (mit-)tragen. Auch wenn Projekte zum Teil von der ESA finanziert werden, muss man bedenken, dass auch hier die Mitgliedstaaten ihren jährlichen Beitrag leisten.

Eine Chance die Kosten möglichst niedrig zu halten ist die Kooperation verschiedener Nationen. Auch die ISS wäre ohne die Zusammenarbeit von NASA, ESA, den Kanadiern, Japan und Russland nicht zustande gekommen. Nur ein Staat probt den Alleingang: China. Das Reich der Mitte hat mittlerweile ein sehr ambitioniertes Weltraumprogramm auf die Beine gestellt. Erklärtes Ziel ist die Errichtung einer eigenen Raumstation und ein neuer Mondflug. Sollte es zu keinen groben Verzögerungen kommen, dann ist in den nächsten 10 bis 15 Jahren mit einem neuen Mondspaziergang zu rechnen, meint Peter Hulsroj vom ESPI. weiterlesen

Der Weltraum. Unendliche Weiten. Ein rechts- und politikfreier Raum? Nein, nur wird den Raumfahrtaktivitäten in Europa sehr wenig Aufmerksamkeit geschenkt. Unsere privilegierte Stellung auf diesem Hochtechnologie-Sektor ist gefährdet. Die IAAZ war bei einem Vortrag von Peter Hulsroj, Direktor des European Space Policy Institute (ESPI) zum Thema „Aktuelle Entwicklungen der Europäischen Weltraumpolitik“ dabei. weiterlesen…

In meinem letzten Beitrag („Wie kommt eigentlich die Farbe aufs Astrofoto?“) haben wir uns gefragt, warum wir fast nur Grautöne am Himmel sehen und die Fotos trotzdem so bunt sind. Wo aber kommen diese Farben eigentlich her und was es hat es mit ihnen auf sich?

Was Farben eigentlich sind
Farben entstehen durch die unterschiedlichen Wellenlängen des Lichts. Kurzwelliges Licht erscheint blau und langwelliges Licht rot. Die Wellenlänge bestimmt also die Farbe des jeweiligen Lichtes. Im Bild unten sehen wir die Regenbogenfarben, also das für uns sichtbare Licht.

Das Spektrum des sichtbaren Lichts

Licht entsteht, weiterlesen…

Wer schon einmal in einer Sternwarte durchs Teleskop geschaut hat weiß, dass alles was man im Fernrohr sehen kann, bis auf ein paar helle Planeten und Sterne, in tristen Grautönen erscheint. Auch Objekte die auf bekannten Astrofotos richtig farbenfroh erscheinen sind im größten Teleskop nur schwarz-weiß. Mancher Amateurastronom rühmt sich oftmals bei „idealen“ Bedingungen zB. im großen Orionnebel einen Hauch von Farbe erkannt zu haben, doch letztendlich sind es bestenfalls leichte Ocker-  oder Grüntöne.

 ABER wir kennen doch alle die beeindruckenden farbigen Bilder der Himmelsobjekte!
weiterlesen…

Es ist noch gar nicht so lange her, dass die (jetzt eingemotteten) Space Shuttles regelmäßig gestartet sind – was aber war ihr Ziel? Nun, sie sind fast immer zur International Space Station (ISS) geflogen. Die ISS ist ein riesiges, in ihrer Ausdehnung fußballplatzgroßes Raumlabor und beherbergt permanent 6 Astronauten aus aller Herren Länder. Aktuell sind 2 Amerikaner, 3 Russen und ein Holländer im Orbit.

Credits: NASA/ESA

Credits: NASA/ESA

weiterlesen…

Heute, 01.02.2012, gab es eine Spitzengelegenheit in Wien direkt von Frau Dr. Pauss vom CERN zu erfahren, was dort im Moment so passiert und geforscht wird. Titel der Veranstaltung: “Der Large Hadron Collider (LHC) am CERN: Unmögliches möglich und Unsichtbares sichtbar machen”. Christoph und ich waren dazu im ÖGAVN-Club in der Hofburg.

Nach Vorstellung der Professorin für Experimentelle Partikelphysik im Schweizer Bundesinstitut für Technologie in Zürich und Leiterin der Internationalen Beziehungen bei CERN in Genf durch ex-Bundeskanzler Dr. Wolfgang Schüssel folgte ein spannender Vortrag, der die wissenschaftlichen Aspekte des Large Hadron Colliders (LHC) und deren internationalen Herausforderungen beinhaltete.

Das internationale Forschungsprojekt
Der LHC ist wohl das internationalste Forschungsprojekt der Welt an dem etliche Nationen, hunderte Institute und tausende Forscher beteiligt sind. Trotz der Vielfalt an verschiedensten Kulturen können die Wissenschaftler an einem Tisch weiterlesen…