Mitteilung

Die ersten Segmente des weltgrößten Teleskopspiegels haben eine glänzende neue Oberfläche

14. März 2024

Der Bau des Extremely Large Telescope (ELT) der ESO in der chilenischen Atacama-Wüste hat einen neuen Meilenstein erreicht: Ein Team am Paranal-Observatorium der ESO hat den ersten Segmenten des Hauptspiegels des Teleskops eine reflektierende, glänzende Schicht sowie spezielle Sensoren hinzugefügt. Diese „Beschichtung“ bedeutet, dass die Segmente nun im Wesentlichen bereit sind, mit der Beobachtung des Himmels zu beginnen, sobald sie später in diesem Jahrzehnt im Herzen des größten optischen Teleskops der Welt installiert werden.

Der 39 Meter große Primärspiegel des ELT der ESO, genannt M1, wird der mit Abstand größte Spiegel sein, der jemals für ein Teleskop hergestellt worden ist. Zu groß, um aus einem einzigen Stück Glas hergestellt zu werden, wird er aus 798 sechseckigen Glaskeramiksegmenten bestehen, jedes etwa fünf Zentimeter dick und 1,5 Meter breit. Die Spiegelsegmente werden in einem mehrstufigen, multinationalen Prozess in Europa hergestellt. Die ersten 18 machten sich Anfang des Jahres auf den Weg über den Ozean zum Paranal, und die Beschichtung ist der nächste Schritt auf ihrer Reise – ein Meilenstein, den mittlerweile drei Segmente erreicht haben.

Die Beschichtung eines M1-Spiegelsegments ist ein komplexer Prozess, der etwa zwei Stunden in Anspruch nimmt. Neben einer reflektierenden Schicht, die 1,7 Gramm Silber verwendet, enthält die Beschichtung zusätzliche Schichten aus Nickel-Chrom und Siliziumnitrid, um die Haftung am Spiegelrohling zu verbessern und das Silber vor dem Anlaufen zu schützen. Insgesamt ist die Beschichtung rund 120 Nanometer dick und damit etwa tausendmal dünner als ein menschliches Haar.

Damit alle Segmente wie ein einziger Spiegel zusammenarbeiten können, sind sie mit Sensoren zur Erkennung von Fehlausrichtungen ausgestattet. Neben der Beschichtung der ersten M1-Segmente, haben die ESO-Ingenieure auch sogenannte Kantensensoren installiert, zwei pro Seite jedes Segments, und die für ihren Betrieb erforderlichen elektronischen und mechanischen Halterungen integriert. Schließlich haben sie Inspektionen und Gesundheitsprüfungen durchgeführt, um sicherzustellen, dass die Segmente für die Installation auf dem ELT der ESO bereit sind. Der gesamte Prozess findet in einem Reinraum in der ELT Technical Facility in Paranal statt, wo die Anzahl der Partikel in der Luft sorgfältig kontrolliert wird, um eine Kontamination zu vermeiden.

Die Beschichtungs- und Integrationsvorgänge werden für alle anderen M1-Segmente wiederholt. Das sorgfältige Testen und Dokumentieren des Prozesses für die ersten drei Segmente war daher von entscheidender Bedeutung, um sicherzustellen, dass der Betrieb hochgefahren werden kann, sobald neue Segmente in Paranal eintreffen.

Sobald das Teleskop betriebsbereit ist, wird der Beschichtungsprozess für jedes Segment alle 18 Monate wiederholt, um die beste Reflektivität und Empfindlichkeit zu gewährleisten. In der Praxis bedeutet dies, dass während der gesamten Lebensdauer des Teleskops täglich zwei Segmente neu beschichtet werden müssen. Um dies bei minimaler Beeinträchtigung der wissenschaftlichen Beobachtungen zu ermöglichen, werden zusätzlich zu den 798 für den Spiegel benötigten Segmenten weitere 133 hergestellt. Das weltweit größte Auge am Himmel ist bereit, die tiefgreifendsten astronomischen Herausforderungen unserer Zeit anzugehen und verspricht bahnbrechende Entdeckungen, sobald es später in diesem Jahrzehnt erstes Licht erblickt.