Teleskop-Zittern unter Kontrolle: Ein innovativer Service am LBT

12. April 2013

Große mechanische Strukturen wie das Large Binocular Telescope (LBT) auf dem 3200m hohen Mt. Graham in Arizona sind anfällig für Vibrationen, die vor allem bei der Bewegung des Teleskops entstehen oder durch Wind angeregt werden. Allerdings können bereits leichte Vibrationen eine der wichtigsten Einsatzarten des LBT gefährden. Dessen zwei 8,4-m-Hauptspiegel, die auf einer gemeinsamen Montierung sitzen, sollen mit Hilfe der sogenannten Interferometrie so zusammengeschaltet werden, dass sie das gleiche Auflösungsvermögen besitzen – die gleiche Fähigkeit, winzigste Details abzubilden – wie ein einzelnes Teleskop mit einem Spiegeldurchmesser von 23 Metern. Auf diese Weise könnten Himmelsaufnahmen mit dem LBT einen Detailreichtum liefern, wie er sonst erst mit der nächsten Generation von Großteleskopen erreichbar wäre.

Allerdings kann ein Zittern der optischen Elemente des Teleskops dem interferometrischen Verfahren einen Strich durch die Rechnung machen: es würde das erreichbare Auflösungsvermögen merklich begrenzen und zu einem deutlichen Verlust an Detailschärfe führen.

Hier kann das neue System OVMS helfen (Optical path difference and Vibration Monitoring System, wörtlich das »System zur Überwachung von Lichtwegunterschieden und Vibration«). Das OVMS wurde Ende März vom LBT-Observatorium übernommen. Seine 30 Vibrationssensoren (Beschleunigungsmesser) liefern hochpräzise Messdaten über die vibrationsbedingten Bewegungen der Spiegel. Diese Daten stehen den Regelungssystemen der am LBT installierten astronomischen Beobachtungsinstrumente zur Verfügung, insbesondere der Regelung der Interferometer, so dass sich der schädliche Einfluss der Vibrationen zumindest zum Teil ausgleichen lässt.

OVMS wurde in einer Zusammenarbeit des Max-Planck-Instituts für Astronomie und des Steward Observatory in Tucson, Arizona, entwickelt. Die Hauptbeteiligung lag bei denjenigen Teams, welche die interferometrischen Kameras LINC-NIRVANA und LBTI bauen (das deutsch-italienische bzw. das US-amerikanische Interferometer für das LBT). Von Anfang an wurde das Projekt auch durch das LBT-Observatorium unterstützt. In dieser Zusammenarbeit hatte das MPIA/LINC-NIRVANA-Team eine leitende Rolle und war verantwortlich für die Projektkoordination. Es übernahm auch die Entwicklung der Software-Komponenten einschließlich des Datenerfassungssystems, während das LBTI/Steward-Team für die Entwicklung, Beschaffung und Installation der Hardware verantwortlich zeichnete.

Jetzt, wo das innovative System zur Vibrationsmessung durch das LBT-Observatorium übernommen worden ist, werden dessen Messdaten allen Nutzern des Teleskops als Serviceleistung des Observatoriums zur Verfügung gestellt. Insbesondere bei den Interferometern werden diese Daten dafür sorgen, dass das einzigartige Auflösungsvermögen, welches das LBT verspricht, auch wirklich ausgereizt werden kann.

Fünf Vibrationssensoren auf der Haltestruktur eines der beiden adaptiven Sekundärspiegel des LBT.
Fünf Vibrationssensoren auf der Haltestruktur eines der beiden adaptiven Sekundärspiegel des LBT.
 
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