PCS

Planetenkamera und -spektrograph für das ELT

Die Planetenkamera und der Planetenspektrograph werden das ELT-Äquivalent zum Instrument  SPHERE sein. Ausgestattet mit einem eigenen eXtremen Adaptiven Optiksystem (XAO), hochentwickelten Koronagraphen, differentiellen Bildgebungssystemen sowie Möglichkeiten zur hochauflösenden Spektroskopie, soll das Instrument die Detektion und Charakterisierung von Exoplaneten bis hin zu Erdgröße in der solaren Nachbarschaft ermöglichen.
Durch das Erreichen von Kontrastwerten um 10⁻⁹ bei Winkelabständen von einer zehntel Bogensekunde wird PCS in der Lage sein, nach Biosignaturen in den Atmosphären nahegelegener (<10 pc) Exoplaneten zu suchen.

Projektstatus

PCS befindet sich derzeit in einer Roadmap-Studienphase. Ziel dieser Studie ist die Erstellung eines Weißbuchs, das die genauen wissenschaftlichen Fragestellungen, das Instrumentenkonzept sowie Prototyplösungen für eine zweistufige AO-Regelung in Form von  SAXO+ und eines deformierbaren Spiegels mit hoher Aktuatoranzahl beschreibt. Die Studie sowie die Fertigung und Verifikation der Prototypen sollen bis 2028 abgeschlossen sein. Anschließend kann ein tatsächliches Instrumentenkonsortium gebildet werden, und das eigentliche Projekt kann mit einer formalen Phase-A-Studie beginnen.

Instrumentenkonzept

Da das Instrumentenkonzept bislang noch nicht endgültig festgelegt ist, können derzeit nur symbolische Blöcke dargestellt werden, die die Subsysteme repräsentieren. Das interne AO-System des ELT soll durch eine zusätzliche Stufe ergänzt werden, die mit einer größeren Anzahl an Aktuatoren (>13.000 statt 5.352) und höheren Regelkreisfrequenzen (>2 kHz statt 1 kHz) arbeitet. Dadurch wird eine Wellenfrontqualität erreicht, die besser ist als bei allen anderen zum gleichen Zeitpunkt existierenden ELT-Instrumenten.
Zusätzlich wird eine weitergehende, hochentwickelte Wellenfrontkontrolle eingesetzt, um instrumenteninterne Aberrationen zu korrigieren und die koronagraphischen Einheiten bei der Erzeugung gezielter dunkler Bereiche in der stellaren Punktbildfunktion zu unterstützen. Bildgebende – möglicherweise polarimetrische – sowie hochauflösende spektroskopische Instrumente in den wissenschaftlichen Fokalebenen vervollständigen das Instrumentarium zur Charakterisierung von Exoplaneten.

Konsortium

Die aktuelle Roadmap-Studie wird von der ESO geleitet und unter Mitwirkung von CNRS-LIRA, Paris, Frankreich; CNRS-LAM, Marseille, Frankreich; CNRS-CRAL, Lyon, Frankreich; CNRS-IPAG, Grenoble, Frankreich; CNRS-LAGRANGE, Nizza, Frankreich; CNRS-INSU; LCF, Paris, Frankreich; INAF-OAS, Bologna, Italien; Genfer Sternwarte, Schweiz; Durham University, Vereinigtes Königreich; MPIA, Heidelberg, Deutschland; IACE, Porto, Portugal; Universität Leiden, NOVA, Niederlande; sowie ATC Edinburgh, Vereinigtes Königreich, durchgeführt.