Zentraler Meilenstein beim Bau der Relay Optics Bench für ELT-MICADO erreicht

Vor wenigen Tagen wurde die optische Bank der Relay Optics (Vor-Optik) als zentrales Bauteil für das High-Tech-Instrument MICADO fertiggestellt. Dies ist ein wichtiger Meilenstein, denn MICADO ist eines von nur vier großen Messinstrumenten, mit denen das derzeit im Bau befindliche größte Teleskop der Welt für den sichtbaren und infraroten Wellenlängenbereich – das Extremely Large Telescope (ELT) – noch im Laufe dieses Jahrzehnts seinen wissenschaftlichen Betrieb aufnehmen wird. 

Während in der chilenischen Atacamawüste auf dem über 3000 Meter hohen Berg Cerro Armazones die Bauarbeiten am riesigen Kuppelgebäude des ELT voranschreiten (siehe Bild weiter unten), arbeiten zeitgleich zahlreiche Forschungsinstitutionen und die kooperierenden Firmen fieberhaft an der Entwicklung und dem Bau der Teleskopkomponenten und der wissenschaftlichen Messinstrumente. Voraussichtlich ab 2028 wird das ELT der Europäischen Südsternwarte ESO dann mit seinem Hauptspiegel von 39 Metern Durchmesser „erstes Licht“ haben. Es ist der Moment, wenn erstmals die Strahlung eines Himmelsobjekts von einem Teleskop und seinen Kameras eingefangen wird und die Leistungsfähigkeit in der Praxis getestet werden kann. Das ELT beobachtet dabei insbesondere im nah-infraroten Spektralbereich.

MICADO

Wie bei allen Großteleskopen muss das vom Hauptspiegel gesammelte Licht der Himmelsobjekte im Fokus von High-Tech-Messinstrumenten wie speziellen digitalen Kameras und Spektrographen verarbeitet werden. Das Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA) in Heidelberg ist mit Beiträgen zu MICADO und METIS gleich an zwei der vier ELT-Instrumente der ersten Generation beteiligt.

Der Name MICADO ist ein Akronym und steht für „Multi-AO Imaging Camera for Deep Observations“. MICADO wird es erlauben, mit dem ELT Direktbilder und Langspaltspektren im Wellenlängenbereich zwischen 0.8 und 2.4 Mikrometern aufzunehmen. Die Kombination dieses Hochleistungsinstruments mit dem riesigen ELT wird in fast allen Bereichen der Astrophysik - von der Erforschung von Exoplaneten bis hin der ferner Galaxien - neue Maßstäbe setzen.

Dank adaptiver Optik (AO), mit der die durch Turbulenzen in der Erdatmosphäre erzeugte Bildunschärfe in Echtzeit korrigiert werden kann, wird die Bildqualität von MICADO beugungsbegrenzt sein und die Auflösung des James Webb Weltraumteleskops (JWST) um bis zu einen Faktor 6 übertreffen können. Das Gesichtsfeld ist mit knapp einer Bogenminute Durchmesser jedoch kleiner als beim JWST.

Das Konsortium zum Bau von MICADO besteht aus insgesamt zehn Institutionen aus sechs Ländern sowie der ESO selbst und wird vom Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik (MPE) in Garching geleitet (siehe Link unten). Das MPIA in Heidelberg liefert die warme Vor-Optik (Umgebungstemperatur) von MICADO, die das Sternenlicht vom Teleskop nahezu verlustfrei hinsichtlich der Empfindlichkeit und Bildschärfe in die kalte Hauptkameraoptik (stickstoffgekühlt, 77K) leitet. Dieses Subsystem bereitet quasi den direkt vom 39m-Teleskop kommenden Strahl für MICADO auf. Darüber hinaus liefert das MPIA die Kalibrierungseinheit für alle wissenschaftlichen Standardbeobachtungsmodi.

Optische Bank aus Kohlefaser (Carbon)

Basis für die Montage dieser wichtigen Komponenten ist eine aus Kohlefaser gefertigte optische Bank, die später - komplett bestückt und mit einer Schutzhaube versehen - den oberen Teil des MICADO Instruments auf über 6 Metern Höhe bildet. Diese sogenannte „MICADO Relay Optics Bench“ wurde nun vom Unternehmen CarbonVision fertiggestellt und vom MICADO-Team des MPIA abgenommen.

„Damit ist ein zentraler Meilenstein für den MPIA-Beitrag zu MICADO erreicht und wir sind einen entscheidenden Schritt vorangekommen, um dieses einzigartige Instrument an dem künftig größten Teleskop der Welt zum Einsatz zu bringen. Wir danken deshalb unseren Partnern CarbonVision und Carbon-Werke Weißgerber für die ausgezeichnete Arbeit, die geleistet wurde!“, sagt Dr. Ralph Hofferbert, MICADO-Projektmanager am MPIA.

Bei der optischen Bank handelt es sich um das größte Carbon-Bauteil, das jemals von CarbonVision entwickelt wurde. Trotz der enormen Abmessungen von rund 4,7 m × 2,2 m × 0,2 m wiegt es lediglich rund 500 kg. So konnte es von nur vier Personen in rund 60 Minuten montiert und verklebt werden.

In wenigen Wochen, voraussichtlich Ende Februar 2024, wird die optische Bank nach finalen Feinarbeiten und einer schwarzen Lackierung zur Reduzierung von Streulicht an das MPIA geliefert und dann für etwa drei Jahre in der Montagehalle des Instituts mit optischen Komponenten wie den Spiegeln der Vor-Optik und den Kalibrationseinheiten bestückt und getestet. Anschließend wird es am Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik (MPE) in Garching mit den restlichen Komponenten von MICADO kombiniert. Für das Frühjahr 2028 ist dann die Verschiffung des kompletten Instruments nach Chile geplant, um dann am hoffentlich ebenfalls fertiggestellten ELT installiert zu werden.

Weiterführende Informationen:

MICADO-Webseite am MPE in Garching
ELT-Webseite der ESO

Video zu MICADO

MPIA-Meldung zu MICADO und METIS vom Mai 2023

KJ