Extremely Large Telescope

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Teleskop
Extremely Large Telescope
Der Hauptspiegel und die Nachführmechanik des ELT
Der Hauptspiegel und die Nachführmechanik des ELT
Typ Nasmyth-Montierung Reflektor
Standort Cerro Armazones

Höhe 3.060 m
Geogra­fi­sche Koor­di­naten 24° 35′ 20″ S, 70° 11′ 32″ WKoordinaten: 24° 35′ 20″ S, 70° 11′ 32″ W
Wellenlänge optisches, Nah- und Mittel-Infrarotteleskop
Apertur 39 m

Bauzeit 10 Jahre (geplant)
Inbetriebnahme 2027
Besonderheit Zusammengesetzt aus 798 sechseckigen Spiegelelementen

Das Extremely Large Telescope (ELT), zuvor European Extremely Large Telescope (E-ELT), ist ein im Bau befindliches optisches Teleskop der nächsten Generation für die Europäische Südsternwarte (ESO). Es erhält einen Hauptspiegel mit 39 Metern Durchmesser, der aus 798 sechseckigen Spiegelelementen zusammengesetzt sein wird.[1] Damit soll es das weltweit größte optische Teleskop werden.

Geschichte

Der ESO-Rat während seines Treffens vom 11. bis 12. Juni 2012
Nächtliches Panoramabild des Cerro Armazones (Chile), des im April 2010 erwählten Standorts für das Extremely Large Telescope

Die Planungen wurden in einer dreijährigen Studie (Phase B) durchgeführt, welche die ESO im Dezember 2006 genehmigte. Ein wesentlicher Bestandteil der Phase ist die Arbeit an einem Basis-Design für das Teleskop (Baseline Reference Design), dessen dritte Version Ende 2008 in Arbeit war. Die Phase ist mit 57,3 Mio. Euro finanziert. Die Begutachtung des endgültigen Designs fand vom 21. bis 24. September 2010 statt.[2] Im Vorfeld der Planungen war in Projektstudien das Overwhelmingly Large Telescope (OWL mit 100 Metern, etwa 2030) entworfen, allerdings als technisch zu anspruchsvoll und finanziell riskant befunden worden. Eine andere weiter in die Zukunft reichende Vorstudie betraf das 50-m-Spiegelteleskop EURO 50, dessen Verwirklichung ebenfalls zu Gunsten des ELT zunächst aufgegeben wurde.

Am 9. Dezember 2011 fiel die Entscheidung zum Bau des Teleskops in der chilenischen Atacamawüste, obwohl nicht alle 15 Mitgliedsstaaten der Europäischen Südsternwarte den zusätzlichen Finanzierungsbedarf des Geräts sichergestellt hatten. Die Kosten wurden Ende 2011 auf 1,1 Milliarden Euro beziffert. Bei einem Treffen des ESO-Rates am 11. Juni 2012 im ESO-Hauptsitz Garching wurde mit der notwendigen Zwei-Drittel-Mehrheit der ESO-Mitglieder der endgültige Beschluss zum Bau getroffen. Dabei wurde festgelegt, dass bis zur Bewilligung von mindestens 90 Prozent der Baukosten durch die Mitgliedsstaaten zunächst nur Mittel für vorbereitende Arbeiten am Standort des Teleskops freigegeben werden.[3] Am 3. März 2013 war das Projekt von allen teilnehmenden Ländern ratifiziert.[4]

Baufortschritt

Der Straßenbau begann im März 2014,[5] offizieller Baustart des Teleskops war der 19. Juni 2014.[6] Im Dezember 2014 waren bereits über 90 Prozent der Gesamtkosten durch die ESO gesichert. Kalkuliert wird mit etwa 1 Milliarde Euro für die Konstruktionsphase.[7] Das Erste Licht ist für das Jahr 2027 geplant.[8]

Im Mai 2016 wurde für rund 400 Mio. Euro der Auftrag zum Bau der Kuppel und Teleskopstruktur an ein Konsortium der Firmen Astaldi, Cimolai und EIE Group vergeben. Der Bau der Zufahrtsstraße sowie die Einebnung des Bauplatzes waren zu diesem Zeitpunkt abgeschlossen.[9][10]

Der Bau des Teleskopgebäudes begann im Mai 2017.[11]

Mitte Juni 2017 gab die ESO bekannt, den Namen des Teleskops von European Extremely Large Telescope in Extremely Large Telescope zu ändern, um die zunehmende Anzahl internationaler Partner und den Standort in Chile widerzuspiegeln.[12]

Nach der Fertigstellung wird mit Betriebskosten von 30 Mio. Euro pro Jahr gerechnet.[13]

  • Baustelle im Oktober 2018
    Baustelle im Oktober 2018
  • … und im September 2019 …
    … und im September 2019 …
  • … im Jahr 2020
    … im Jahr 2020
  • Im Jahr 2021 erfolgte der Besuch des chilenischen Ministers Andrés Couve.
    Im Jahr 2021 erfolgte der Besuch des chilenischen Ministers Andrés Couve.
  • Das Fundament im Jahr 2022
    Das Fundament im Jahr 2022
  • Blick aus dem Inneren der ELT Kuppel, August 2023
    Blick aus dem Inneren der ELT Kuppel, August 2023

Standort

Als Standort wurden unter anderem Argentinien, Chile, Marokko, Spanien (La Palma), Südafrika, Tibet, Grönland und die Antarktis in Betracht gezogen. Intensiv untersucht wurden vor allem die ersten vier Möglichkeiten.[14] Am 26. April 2010 wurde Cerro Armazones, ein Berg mit 3060 m Höhe, als Standort für das ELT ausgewählt.[15] Cerro Armazones liegt in der chilenischen Atacamawüste, ca. 130 km südlich der Stadt Antofagasta und nur 20 km entfernt von Cerro Paranal, dem Standort des Very Large Telescope (VLT). Eine Vereinbarung zwischen der ESO und dem Staat Chile, in der 189 km² Land um den Cerro Armazones für den Bau des Teleskopes als Schenkung an die ESO übertragen und weitere 362 km² in der Umgebung des Geländes für 50 Jahre zum Schutzgebiet erklärt wurden,[16] um Beeinträchtigungen des ELT durch Lichtverschmutzung oder Bergbauarbeiten zu verhindern, wurde am 13. Oktober 2011 in Santiago de Chile unterzeichnet. Insgesamt wurde die Schutzzone des Paranal-Armazones-Komplexes somit auf 1270 km² ausgeweitet. Durch die unmittelbare Nähe zum VLT kann ein großer Teil der zum Betrieb der Teleskope notwendigen Infrastruktur gemeinsam genutzt werden.[17]

Ausstattung

Das ELT mit geöffneter Kuppel
Das ELT mit geöffneter Kuppel
... und von oben (Grafiken)
... und von oben (Grafiken)
Das optische System des ELT

Design

Das Teleskop wird mit seinem 39,3 Meter Primärspiegelsystem aus 798 sechseckigen Segmenten, jedes 1,45 Meter im Durchmesser und nur 5 Zentimeter dick, 13-mal so viel Licht einfangen wie die besten Teleskope zur Zeit seines Baus. Ein innovatives Fünfspiegelsystem erlaubt fortschrittlichste adaptive Optik mit mehr als 6000 Aktuatoren zur Korrektur von atmosphärischen Turbulenzen mit einer Dynamik von mehr als 1000 Aktionen pro Sekunde.[18] Die Gesamtstruktur wird in etwa 2800 Tonnen wiegen.[19]

Im Januar 2017 erhielt die Schott AG den Zuschlag der ESO für die Herstellung des Sekundärspiegels. Seit Mai läuft die Produktion des 4,25 Meter großen Sekundärspiegelträgers (M2). Nach dem Guss und Erstarren der Glasmasse wird der Spiegelrohling thermisch nachbehandelt, um das Glas in die Glaskeramik Zerodur umzuwandeln.[20][21]

Im Januar 2018 begann in Mainz die Produktion des Hauptspiegels durch die Schott AG. Bei voller Auslastung wird eine Produktion von einem Spiegelsegment pro Tag erwartet.[22]

Instrumente

Das Teleskop in Nasmyth-Montierung wird mit etlichen Instrumenten ausgerüstet werden, zwischen denen man innerhalb von Minuten umschalten können soll. Auch die Positionierung des Teleskops und der Kuppel auf unterschiedliche Himmelsorte wird ohne große Zeitverzögerung möglich sein.

Modell des EAGLE-Spektrografen

Acht unterschiedliche Instrumente und zwei fokale Module befinden sich in Konzipierung mit dem Ziel, dass mindestens zwei oder drei zum Zeitpunkt des Ersten Lichts, die anderen in den folgenden zehn Jahren fertiggestellt werden sollen.[23]

Folgende Instrumente sind vorgeschlagen:

Die beiden fokalen Module, die sich in Untersuchung befinden:

Die Instrumente mit adaptiver Optik können eine Winkelauflösung von 0,005 Bogensekunden erreichen. Dies entspricht etwa einem Abstand von 1 AU in 600 Lichtjahren Entfernung. Bei einem Abstand von 0,03 Bogensekunden (1 AU in 100 Lichtjahren Entfernung) erreicht der Kontrast von EPICS bereits 108, ausreichend um viele Planeten neben den viel helleren Sternen zu sehen.[37] Zum Vergleich: Das menschliche Auge hat ein Auflösungsvermögen von etwa 60 Bogensekunden.

Wissenschaftliche Ziele

Mit Hilfe des ELTs sollen erdähnliche Planeten in der Umgebung anderer Sterne gefunden werden, die erstmalig auch abgebildet werden können. Es soll bei der Klärung der Frage nach der Natur von dunkler Materie und dunkler Energie helfen und dabei grundlegende Fragen der Physik adressieren. Hier ist die Klärung der Frage von Interesse, ob Naturkonstanten tatsächlich überall und zu jeder Zeit so waren bzw. sind wie wir sie kennen. Sterne innerhalb und außerhalb unserer Galaxie sollen beobachtet werden. Hier erwartet man einen deutlichen Erkenntnisgewinn bei Sternbildungsprozessen durch eine bislang nicht mögliche Beobachtung von frühen Phasen der Sternentwicklung. Ebenso sollen schwarze Löcher und die Galaxien-Entwicklung untersucht werden. Erstmalig können damit schwarze Löcher mit einer Masse zwischen 100 und 1000 Sonnenmassen nachgewiesen werden. Von Interesse sind hier insbesondere Galaxien aus der Frühphase des Universums.[38]

Vergleich mit anderen Großteleskopen

Vergleich der Spiegelflächen optischer Teleskope
Name Apertur
Durchmesser (m)		 Spiegelfläche
(m²)		 Erstes Licht
ELT 39,3 978 2027
Thirty Meter Telescope (TMT) 30 655 2027[39]
Giant Magellan Telescope (GMT) 24,5 368 2029[40]
Southern African Large Telescope (SALT) 11,1 × 9,8 79 2005
Keck-Observatorium 10,0 76 1990, 1996
Gran Telescopio Canarias (GTC) 10,4 74 2007
Very Large Telescope (VLT) 8,2 4 × 50 1998–2000

Siehe auch

Commons: Extremely Large Telescope – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise

  1. ↑ Preparing a Revolution. Abgerufen am 29. März 2012.
  2. ↑ Projektseiten der ESO. Abgerufen am 5. März 2011.
  3. ↑ Pressemitteilung: ESO beschließt Bau des weltgrößten optischen Teleskops Abgerufen am 12. Juni 2012.
  4. ↑ Großbritannien bestätigt die Teilnahme am E-ELT
  5. ↑ Road to Armazones Started. ESO, 14. März 2014, abgerufen am 23. März 2014 (englisch).
  6. ↑ Offizieller Baubeginn mit Bergsprengung. AstroNews, 20. Juni 2014, abgerufen am 23. Juni 2014.
  7. ↑ Construction of Extremely Large Telescope Approved. In: Spaceref. 4. Dezember 2014;.
  8. ↑ ESO’s Extremely Large Telescope planned to start scientific operations in 2027. In: ESO. 11. Juni 2021, abgerufen am 12. Juni 2021.
  9. ↑ https://www.heise.de/newsticker/meldung/European-Extremely-Large-Telescope-ESO-vergibt-teuersten-Bauauftrag-fuer-Riesenteleskop-3220331.html?hg=1&hgi=7&hgf=false
  10. ↑ Die ESO unterzeichnet für Kuppel und Teleskopstruktur des E-ELT den größten Auftrag in der Geschichte der bodengebundenen Astronomie. In: eso.org. 25. Mai 2016, abgerufen am 5. April 2019.
  11. ↑ Construction begins on world's largest telescope in Chilean desert. 26. Mai 2017, abgerufen am 26. Mai 2017.
  12. ↑ Renaming the E-ELT Statement from ESO’s Director General. 13. Juni 2017, abgerufen am 13. Juni 2017.
  13. ↑ Klaus Buttinger: Mit dem größten Spiegel der Welt auf der Suche nach außerirdischem Leben. Oberösterreichische Nachrichten, 28. Februar 2015, abgerufen am 1. März 2015.
  14. ↑ — (Memento des Originals vom 24. September 2009 im Internet Archive)  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/www.eso.org
  15. ↑ E-ELT: Cerro Armazones in Chile wird Standort des größten optischen Teleskops der Welt. In: eso.org. 26. April 2010, abgerufen am 5. April 2019.
  16. ↑ eso1139 — Organisation Release ESO and Chile sign agreement on E-ELT. ESO, 13. Oktober 2011, abgerufen am 16. August 2023 (englisch).
  17. ↑ ESO und Chile unterzeichnen Abkommen über das E-ELT. Abgerufen am 29. März 2012.
  18. ↑ Roberto Gilmozzi, Jason Spyromilio: The European Extremely Large Telescope (E-ELT). In: The Messenger. Nr. 127, März 2007, S. 11–19, bibcode:2007Msngr.127...11G (eso.org (Memento des Originals vom 1. Mai 2014 im Internet Archive)).  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/www.eso.org
  19. ↑ E-ELT TELESCOPE DESIGN. In: ESO. 23. August 2012, abgerufen im September 2015.
  20. ↑ ESOcast 107 Light: Secondary Mirror of ELT Successfully Cast
  21. ↑ Das optische System des ELT
  22. ↑ Erste ELT-Hauptspiegelsegmente erfolgreich gegossen. Abgerufen am 10. Januar 2018 (deutsch).
  23. ↑ E-ELT Instrumentation. Abgerufen am 29. Oktober 2009.
  24. ↑ Luca Pasquini et al.: Proceedings of SPIE. In: SPIE. Ground-based and Airborne Instrumentation for Astronomy II. Jahrgang, CODEX: the high-resolution visual spectrograph for the E-ELT, 2008, S. 70141I–70141I–9, doi:10.1117/12.787936 (eso.org [PDF]).
  25. ↑ CODEX – An ultra-stable, high-resolution optical spectrograph for the E-ELT. IAC, abgerufen am 29. November 2012.
  26. ↑ Jean-Gabriel Cuby et al.: Proceedings of SPIE. In: SPIE. 7735: Ground-based and Airborne Instrumentation for Astronomy III. Jahrgang, EAGLE: a MOAO fed multi-IFU NIR workhorse for E-ELT, 2010, S. 77352D–77352D–15, doi:10.1117/12.856820, bibcode:2010SPIE.7735E..80C (eagle.oamp.fr (Memento des Originals vom 15. August 2011 im Internet Archive) [abgerufen am 29. November 2012]).  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/eagle.oamp.fr
  27. ↑ EAGLE: the Extremely Large Telescope Adaptive Optics for Galaxy Evolution instrument. Archiviert vom Original am 4. Oktober 2010; abgerufen am 29. Oktober 2009.  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/eagle.oamp.fr
  28. ↑ Markus E. Kasper, et al.: EPICS: the exoplanet imager for the E-ELT. In: SPIE (Hrsg.): Adaptive Optics Systems – Proceedings of the SPIE, Volume 7015. 2008, S. 70151S–70151S-12, doi:10.1117/12.789047, bibcode:2008SPIE.7015E..46K.
  29. ↑ Niranjan Thatte: HARMONI. University of Oxford, abgerufen am 30. November 2012.
  30. ↑ Bernhard Brandl: METIS – The Mid-infrared E-ELT Imager and Spectrograph. METIS consortium, abgerufen am 30. November 2012.
  31. ↑ Bernhard R. Brand et al.: METIS: the mid-infrared E-ELT imager and spectrograph. In: Proceedings of the SPIE. 7014. Jahrgang, August 2008, S. 70141N–70141N–15, doi:10.1117/12.789241, bibcode:2008SPIE.7014E..55B.
  32. ↑ MICADO – Multi-AO Imaging Camera for Deep Observations. MICADO team, abgerufen am 30. November 2012.
  33. ↑ Richard Davies et al.: MICADO: the E-ELT adaptive optics imaging camera. In: Proceedings of the SPIE. 7735. Jahrgang, Juli 2010, S. 77352A–77352A–12, doi:10.1117/12.856379, arxiv:1005.5009, bibcode:2010SPIE.7735E..77D.
  34. ↑ OPTIMOS–EVE: A Fibre-fed Optical–Near-infrared Multi-object Spectrograph for the E-ELT. ESO, abgerufen am 8. November 2017.
  35. ↑ SIMPLE – A high resolution near-IR spectrograph for the E-ELT. SIMPLE Consortium, archiviert vom Original am 4. März 2016; abgerufen am 30. November 2012.  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/simple.bo.astro.it
  36. ↑ E. Oliva, Origlia, L.: High-resolution near-IR spectroscopy: from 4m to 40m class telescopes. In: Proceedings of the SPIE. 7014. Jahrgang, August 2008, S. 70141O–70141O–7, doi:10.1117/12.788821, bibcode:2008SPIE.7014E..56O (@1@2Vorlage:Toter Link/www.eso.orgeso.org (Seite nicht mehr abrufbar. Suche in Webarchiven) [abgerufen am 30. November 2012]).  Info: Der Link wurde automatisch als defekt markiert. Bitte prüfe den Link gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.
  37. ↑ EPICS: direct imagine of exoplanets with the E-ELT, abgerufen am 25. September 2017
  38. ↑ information@eso.org: Science | ELT | ESO. Abgerufen am 6. Dezember 2022 (englisch).
  39. ↑ TMT International Observatory: Timeline
  40. ↑ Giant Magellan Telescope: Quick Facts
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