Europa greift nach den Sternen

"Das neue Teleskop hat 42 Meter Durchmesser – wir machen damit den größten technologischen Sprung in der Astronomiegeschichte, seit Galileo erstmals ein Teleskop an den Himmel gerichtet hat," erklärt Jason Spyromilio nicht ohne Stolz. Der Leiter des Projekts der Europäischen Astronomieorganisation ESO mit Sitz in Garching plant mit seinem Team ein Teleskop, das fünfmal größer ist als die besten heutigen Teleskope mit gut acht Metern Spiegeldurchmesser.

Jetzt haben die Wissenschaftler und Forschungspolitiker den Standort für das neue Superauge ausgewählt. Das Extremely Large Telescope (ELT), so der vorläufige Name des Giganten, wird auf Cerro Armazones in der chilenischen Atacama-Wüste errichtet. Der 3060 Meter hohe Berg bietet exzellente Sichtbedingungen: Mehr als 300 Nächte im Jahr sind perfekt klar und die Luft ist extrem ruhig. Kein Standort in Europa ist ähnlich gut. Auch die bis zuletzt von Spanien favorisierte Kanareninsel La Palma ist verglichen mit Chile nur zweite Wahl. Zudem liegt Cerro Armazones in Sichtweite des Paranal-Observatoriums, das Europas Astronomen bereits seit den 90er Jahren in Chile betreiben. Da können die Forscher auch für das Riesenteleskop die bestehenden Werkstätten und Wohngebäude nutzen.

Innovationen bei Optik, Elektronik und Mechanik

Die Astronomen haben klare Anforderungen an den neuen Star unter den Teleskopen, erklärt Mark McCaughrean von der Europäischen Weltraumorganisation Esa: "Es muss sehr groß sein, um auch noch sehr schwache Objekte zu erfassen. Zudem muss es perfekt scharf sehen." Dazu schalten die Astronomen mit der adaptiven Optik die Luftunruhe aus. Biegsame Spiegel im Strahlengang werden bis zu 1000-mal pro Sekunde so verformt, dass sie genau das Flimmern der Atmosphäre kompensieren. "Dann sieht unser Teleskop so scharf, als wäre es im Weltraum", erklärt der Chefwissenschaftler Roberto Gilmozzi. Aber er räumt auch ein: "Das ist die größte technologische Herausforderung, die wir zu meistern haben."

Astronomen und Ingenieure setzen bei diesem Projekt auf enorme Innovationen bei Optik, Elektronik und Mechanik. Ursprünglich hatte die Eso sogar ein 100 Meter großes Teleskop geplant. Da das innerhalb von zehn Jahren nicht realisierbar schien, favorisiert man jetzt eine kleinere Variante. Der Hauptspiegel von 42 Metern Durchmesser wird ein gigantisches Puzzle aus 960 Teilen, die jeweils 1,4 Meter groß sind. Alle Segmente müssen auf einige zehn Nanometer genau positioniert werden. Die gesamte Gitterkonstruktion des Teleskops wiegt mehr als 5000 Tonnen. Da das Instrument auch mal durchhängt oder im Wind wackelt, müssen alle optischen Teile exakt zu steuern sein. Nur so lässt sich das Teleskop präzise auf Himmelsobjekte ausrichten.

Ideale Partner

Wenn alle technischen Hürden genommen werden, bietet sich Mark McCaughrean und seinen Kollegen ein einmalig scharfer Blick in den Kosmos. "Wir werden Dinge sehen, die bisher im Unscharfen verschwimmen, etwa junge Sterne und die Planeten, die sie umkreisen." Er hoffe, endlich das Rätsel zu lösen, wie Sterne und Planeten entstehen – und damit unsere eigene kosmische Vergangenheit zu verstehen.

Das Teleskop ist besonders im Infrarotbereich empfindlich. Es registriert also die Wärmestrahlung der himmlischen Objekte und dringt damit selbst durch dicke Staubwolken hindurch. Ebenso leuchten die frühesten Galaxien im Kosmos, die nur einige hundert Millionen Jahre nach dem Urknall entstanden sind, im Infrarotbereich. Daher wird auch das James Webb Space Telescope von Nasa und Esa, der Nachfolger des Hubble-Weltraumteleskops, in diesem Wellenlängenbereich arbeiten. "Das nur sechs Meter große Webb-Teleskop und unser 42-Meter-Teleskop werden sich ideal ergänzen", betont Mark McCaughrean. Das Teleskop im Weltraum sei empfindlicher, dafür zeige das viel größere Teleskop am Boden eine immense Fülle an Details.

Mit dem ELT wird Europa seine führende Stellung in der Astronomie behalten. Denn die beiden in den USA geplanten Großteleskope haben "nur" 22 bzw. 30 Meter Durchmesser. Die Konkurrenz aus den USA nimmt die europäischen Pläne mittlerweile sehr ernst. Vor zwei Jahrzehnten, als in Chile der Bau von Europas Paranal-Sternwarte begann, blickten manche US-Astronomen recht hochmütig auf das ambitionierte Projekt. Am Ende hatte Europa Erfolg – und die Geschichte soll sich nun wiederholen.

Doch bis es so weit ist, müssen Forscher und Ingenieure noch viel tun, erklärt Roberto Gilmozzi: "Die Baupläne sind so gut wie fertig. Geht alles glatt, beginnen wir im kommenden Jahr mit den Arbeiten auf Cerro Armazones. Im Idealfall richten wir das neue Teleskop im Jahr 2018 erstmals an den Himmel." Gut 100 Millionen Euro hat man in den vergangenen Jahren bereits für Planung und technische Vorarbeiten investiert. Die Kosten für das Gesamtprojekt dürften bei fast einer Milliarde Euro liegen. Die Finanzierung sei noch nicht komplett gesichert, betont Roberto Gilmozzi. Doch er und sein Team seien vorsichtig optimistisch, die fehlenden Mittel zusammenzubekommen.

Die Signale aus den 14 ESO-Mitgliedsstaaten, darunter Deutschland, Österreich und die Schweiz, sind durchaus positiv. Europas Astronomen werden wohl auch weiter weltweit führend nach den Sternen greifen – gemeinsam mit ihren chilenischen Kollegen: Denn die dürfen, als Gegenleistung für das Überlassen des Berges, das neue Teleskop kostenfrei mitbenutzen.

Autor: Dirk Lorenzen
Redaktion: Andreas Ziemons