Pressemitteilung

Verträge für ELT-Spiegel und -Sensoren unterzeichnet

18. Januar 2017

Im Rahmen einer feierlichen Zeremonie wurden heute am Hauptsitz der ESO vier Verträge für wichtige Komponenten des sich im Bau befindlichen Extremely Large Telescope (ELT) unterzeichnet. Dazu zählen insbesondere der Guss der riesigen Sekundär- und Tertärspiegel des Teleskops, erteilt an die Firma SCHOTT in Mainz, dazu die Lieferung der Spiegelzellen zur Unterstützung dieser beiden Spiegel, vergeben an die SENER-Gruppe, sowie und die Lieferung der Kantensensoren, die ein wesentlicher Bestandteil des großen segmentierten Primärspiegelsteuerungssystems des ELT sind, erteilt an das FAMES-Konsortium. Der Sekundärspiegel wird der weltweit größte jemals an einem Teleskop angebrachte Sekundärspiegel und gleichzeitig auch der größte konvexe Spiegel sein, der je produziert wurde.

Die Bauarbeiten am 39-Meter-ELT, dem größten optischen/nahinfraroten Teleskop der Welt, schreiten voran. Das riesige Teleskop nutzt ein komplexes optisches System aus fünf Spiegeln, das zuvor noch nie zum Einsatz kam und optische und mechanische Elemente erfordert, die moderne Technologie an ihre Grenzen bringen.

Nun wurden Verträge für die Produktion mehrerer dieser anspruchsvollen Teleskopkomponenten von Tim de Zeeuw, dem Generaldirektor der ESO, und Vertretern dreier Industrieunternehmen aus ESO-Mitgliedsländernn unterschrieben, darunter auch die Firma SCHOTT in Mainz.

Anlässlich der Vertragsunterzeichnung meint Tim de Zeeuw: „Es ist mir eine große Freude, diese vier Verträge heute zu unterzeichnen, mit denen wir fortschrittliche Komponenten für das revolutionäre optische System des ELT in Auftrag geben. Sie unterstreichen, wie der Bau dieses Riesenteleskops in vollem Gange voranschreitet – mit dem Ziel, im Jahr 2024 erstes Licht zu sehen. Wir bei der ESO freuen uns auf die Zusammenarbeit mit SCHOTT, SENER und FAMES – drei führenden Industriepartnern aus unseren Mitgliedsländern.“

Die ersten beiden Verträge wurden mit SCHOTT, vertreten durch den Leiter Geschäftsbereich Advanced Optics Schott AG Mainz Christoph Fark, unterzeichnet. Das Unternehmen soll aus ihrem keramischen Spezialmaterial Zerodur© [1], das sich nur sehr wenig ausdehnen kann, die größten Einzelspiegel des ELT gießen – den 4,2-Meter-Sekundär- und den 3,8-Meter-Tertiärspiegel.

Sobald der Sekundärspiegel in einer Höhe von 39 Metern über dem Primärspiegel kopfüber an der Oberseite der Teleskopstruktur angebracht ist, wird er der größte jemals an einem Teleskop genutzte Sekundärspiegel und der größte jemals produzierte konvexe Spiegel sein [2]. Doch auch beim konkaven Tertiärspiegel des Teleskops handelt es sich um keinen gewöhnlichen Spiegel [3]: Die Größe des Sekundär- und Tertiärspiegels des ELT wird mit der Größe der Primärspiegel vieler moderner Forschungsteleskope vergleichbar sein, sie werden 3,5 bzw. 3,2 Tonnen wiegen [4]. Der Sekundärspiegel soll Ende 2018 und der Tertiärspiegel bis Juli 2019 ausgeliefert werden.

Den dritten Vertrag unterzeichnete die ESO mit der SENER-Gruppe, die durch Diego Rodríguez vertreten wurde, dem Leiter der Raumfahrtabteilung. Der Vertrag umfasst die Lieferung hochentwickelter Stützzellen für den Sekundär- und Tertiärspiegel des ELT und das entsprechende komplexe System mit aktiver Optik, das sicherstellen soll, dass die schweren, aber flexiblen Spiegel ihre ursprüngliche Form behalten und innerhalb des Teleskops richtig positioniert sind. Hierbei ist größte Präzession vonnöten, damit das Teleskop die optimale Bildqualität liefern kann [5].

Im Auftrag des FAMES-Konsortiums, das sich aus Fogale und Micro-Epsilon zusammensetzt, wurde der vierte Vertrag von den jeweiligen Geschäftsführern Didier Rozière (FAMES, Fogale) und Martin Sellen (FAMES, Micro-Epsilon) unterzeichnet. Der Vertrag umfasst die Fertigung von insgesamt 4608 Kantensensoren für die 798 sechseckigen Segmente des Primärspiegels des ELT [6].

Die Sensoren sind die präzisesten, die je in einem Teleskop verwendet wurden, und können relative Positionen auf eine Genauigkeit von wenigen Nanometern messen. Sie bilden einen fundamentalen Teil des sehr komplexen Systems, das die Position der ELT-Primärspiegelsegmente relativ zu ihren Nachbarn kontinuierlich erfasst, wodurch sie zusammenarbeiten können und sich ein perfektes Abbildungssystem ergibt. Es ist nicht nur eine große Herausforderung Sensoren mit der geforderten Präzision herzustellen, sondern auch sie schnell genug zu produzieren, damit Tausende innerhalb kürzester Zeit geliefert werden können.

An den Feierlichkeiten anlässlich der Vertragsunterzeichnung nahmen auch andere hochrangige Vertreter der beteiligten Unternehmen und der ESO teil, für die es eine ausgezeichnete Gelegenheit war, sich gegenseitig informell kennenzulernen. Schließlich sind die Unternehmen, die die optischen und mechanischen Komponenten herstellen, an nichts Geringerem als der Produktion des größten optischen Teleskops der Welt beteiligt.

Endnoten

[1] Zerodur wurde ursprünglich in den späten 1960er Jahren für astronomische Teleskope entwickelt. Das Material hat fast keine thermische Ausdehnung, sodass es sich selbst bei großen Temperaturschwankungen nicht ausdehnt. Chemisch ist das Material sehr widerstandsfähig, kann aber dennoch auf eine sehr gute Oberflächengüte poliert werden. Die eigentlich reflektierende Schicht aus Aluminium oder Silber wird üblicherweise kurz bevor das Teleskop in Betrieb geht auf die extrem ebene Oberfläche eingedampft. Viele bekannte Teleskope mit Zerodur-Spiegeln haben ihre Verlässlichkeit über Jahrzehnte bewiesen. Dazu gehört beispielsweise auch das Very Large Telescope der ESO in Chile.

[2] Da es sich um einen hochkonvexen asphärischen Spiegel handelt, ist die Herstellung des Sekundärspiegels eine große Herausforderung. Das Ergebnis wird somit ein wahrlich bemerkenswertes Beispiel für die Präzisionsoptik sein und nur eine von vielen Premieren beim Bau des ELT in diesem Bereich der Technologie darstellen. Das Gesamtgewicht des Sekundärspiegels und seines Stützsystems beträgt 12 Tonnen – und da er über dem Primärspiegel hängt, muss sorgfältig darauf geachtet werden, dass er nicht herunterfallen kann!

[3] Die meisten heutigen großen Teleskope, einschließlich des VLTs und das Hubble-Weltraumteleskops der NASA / ESA, benutzen nur zwei gekrümmte Spiegel, um ein Bild abzubilden. In diesen Fällen wird manchmal ein tertiärer Spiegel eingeführt, um das Licht auf einen geeigneten Fokus umzulenken – dieser Spiegel ist typischerweise klein und flach. Beim ELT hat der Tertiärspiegel jedoch auch eine gekrümmte Oberfläche, wobei die Verwendung von drei Spiegeln letztlich eine bessere Bildqualität über ein größeres Gesichtsfeld liefert, als dies bei einer Zwei-Spiegel-Konstruktion möglich wäre.

[4] Der Auftrag für das Polieren des Sekundärspiegels wurde bereits vergeben.

[5] Die M2- und M3-Zellen sind komplexe Vorrichtungen von mehr als 6,5 Metern Breite, welche, einschließlich der Spiegel selbst, fast 12 Tonnen wiegen. Durch einen Präzessions-Hexapod ermöglichen sie Ausrichtung und Nachführen mit einer absoluten Genauigkeit von wenigen zehn Mikrometern. Die Zellen kompensieren zudem Spiegelflächenverformungen in der Größenordnung von mehreren zehn Nanometern mittels einer innovativen Lösung mit verdrillten Schützen und seitlichen Trägern.

[6] Zum jetzigen Zeitpunkt sind 3288 fest bestellt (für die ELT-Phase 1) und weitere 1320 sind für die ELT-Phase 2 geplant, was insgesamt 4608 ergibt.

Weitere Informationen

Die Europäische Südsternwarte (engl. European Southern Observatory, kurz ESO) ist die führende europäische Organisation für astronomische Forschung und das wissenschaftlich produktivste Observatorium der Welt. Getragen wird die Organisation durch 16 Länder: Belgien, Brasilien, Dänemark, Deutschland, Finnland, Frankreich, Großbritannien, Italien, die Niederlande, Österreich, Polen, Portugal, Spanien, Schweden, die Schweiz und die Tschechische Republik. Die ESO ermöglicht astronomische Spitzenforschung, indem sie leistungsfähige bodengebundene Teleskope entwirft, konstruiert und betreibt. Auch bei der Förderung internationaler Zusammenarbeit auf dem Gebiet der Astronomie spielt die Organisation eine maßgebliche Rolle. Die ESO verfügt über drei weltweit einzigartige Beobachtungsstandorte in Chile: La Silla, Paranal und Chajnantor. Auf dem Paranal betreibt die ESO mit dem Very Large Telescope (VLT) das weltweit leistungsfähigste Observatorium für Beobachtungen im Bereich des sichtbaren Lichts und zwei Teleskope für Himmelsdurchmusterungen: VISTA, das größte Durchmusterungsteleskop der Welt, arbeitet im Infraroten, während das VLT Survey Telescope (VST) für Himmelsdurchmusterungen ausschließlich im sichtbaren Licht konzipiert ist. Die ESO ist einer der Hauptpartner bei ALMA, dem größten astronomischen Projekt überhaupt. Auf dem Cerro Armazones unweit des Paranal errichtet die ESO zur Zeit das European Extremely Large Telescope (E-ELT) mit 39 Metern Durchmesser, das einmal das größte optische Teleskop der Welt werden wird.

Die Übersetzungen von englischsprachigen ESO-Pressemitteilungen sind ein Service des ESO Science Outreach Network (ESON), eines internationalen Netzwerks für astronomische Öffentlichkeitsarbeit, in dem Wissenschaftler und Wissenschaftskommunikatoren aus allen ESO-Mitgliedsländern (und einigen weiteren Staaten) vertreten sind. Deutscher Knoten des Netzwerks ist das Haus der Astronomie in Heidelberg.

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Dies ist eine Übersetzung der ESO-Pressemitteilung eso1704.

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