Radioastronomie : Antennen-Krake auf Weltraummission

Aus Tausenden Antennen soll das größte Radioteleskop der Welt entstehen. Ralf Nestler war in Westaustralien, um ein Vorläuferprojekt mit eigenen Augen zu begutachten.
Eine Animation der Parabolantennen für das Radioteleskop SKA. © SPDO/Swinburne Astronomy Productions/SKA

Es mutet an, als habe der Filmvorführer die Rollen durcheinandergebracht. Eben noch staubt der Geländewagen über die rote Sandpiste des Outbacks, spult Kilometer herunter zwischen halb verdorrten Gewächsen, eröffnet Blicke auf Warane und Emus. Dann sind plötzlich gewaltige Parabolantennen zu sehen. Ab und an setzen sich die Zwölf-Meter-Ungetüme in Bewegung, schwenken nach rechts und links, recken sich in die Höhe.

Hier, mitten im Irgendwo Westaustraliens entsteht ein Park aus 36 dieser Antennen. Tag und Nacht sollen sie Radiosignale aus dem All empfangen, von der Sonne, fernen Neutronensternen und Quasaren. Die Forscher hoffen, dadurch mehr über die Entwicklung von Galaxien, aber auch des gesamten Universums zu erfahren. Der Clou: Indem sie die Antennen zusammenschalten, arbeiten sie wie ein einziges, riesiges Gerät, das ungleich schärfere Aufnahmen ferner Objekte liefert.

Das "Interferometrie" genannte Prinzip ist nicht auf drei Dutzend Antennen beschränkt, es lässt sich noch viel weiter treiben. Und genau das wollen Radioastronomen aus aller Welt machen. So soll der Antennenpark im Outback die Keimzelle eines riesigen Teleskops werden, zumindest wenn es nach dem Wunsch der Australier geht. 3.000 Schüsseln sollen über den Kontinent verteilt und miteinander verbunden werden. Hinzu kommen Dipolantennen, die einen anderen Frequenzbereich abdecken – als würde das menschliche Auge um die Fähigkeit erweitert, zusätzlich im Infrarotspektrum sehen zu können. Aber auch Afrika hat sich als Standort für das Megaprojekt beworben, bei dem eine Detektorfläche von insgesamt einem Quadratkilometer geplant ist: das Square Kilometre Array (SKA).

In den nächsten Wochen soll ein Fachgremium entscheiden, wo der Antennenverbund aufgebaut wird. Es wird ein Forschungsmonster, das sich über mehrere Tausend Kilometer erstreckt. Dieses Monster kann 50 Mal schärfer ins All blicken als das beste vorhandene Radioteleskop. Es muss 10.000 Mal schneller arbeiten als gegenwärtige Anlagen, weil es sonst am selbst erzeugten Datenschwall erstickt. Es wird zu großen Teilen fern der Zivilisation leben, damit es die schwachen Signale aus dem All wahrnehmen kann, und nicht das elektromagnetische Rauschen von Handynetzen, Stromleitungen oder Flugzeugen. Es wird sich da draußen selbst mit Energie versorgen müssen, aus Dieselgeneratoren und Solaranlagen.

"Der Kontrast zwischen Wildnis und Hightech erinnert mich an den Film Fitzcarraldo , in dem ein Mann im Dschungel eine Oper bauen will und sogar ein Schiff über den Berg zieht, um seinen Traum zu verwirklichen", sagt Brian Boyle. Er leitet die SKA-Bewerbung von Australien und Neuseeland und reist in diesen Wochen um die Welt, um für seine Vision zu werben. Ebenso wie Bernie Fanaroff, der für ein SKA wirbt, dessen Zentrum in Südafrika ist und dessen Antennen bis nach Ghana und Madagaskar reichen.

Beide Kandidaten bieten eine gesetzlich geschützte "radioleise" Kernzone für das SKA, in der bereits ein kleiner Antennenpark entsteht. Damit können sie demonstrieren, wie gut sie Radioastronomie beherrschen und auch ihre aktuellen Forschungen vorantreiben. Denn es wird ohnehin noch rund zehn Jahre dauern, bis die ersten SKA-Komponenten arbeiten.

Ein Gebiet so groß wie die Niederlande, 110 Einwohner, die nächste Stromleitung 200 Kilometer entfernt

So werden in der südafrikanischen Karoo-Region gerade die Parabolantennen des Meerkat -Projekts aufgebaut, während jenseits des Indischen Ozeans das Askap -Projekt Gestalt annimmt. Die Antennenschüsseln stehen rund 700 Kilometer nordöstlich von Perth im Murchison Radio-Astronomy Observatory . Das Gelände ist gut geeignet für diese Wissenschaft: etwas größer als die Niederlande , nur 110 Einwohner, die nächste Stromleitung 200 Kilometer entfernt.

Wie die südafrikanischen Bewerber lädt auch die australische Regierung ab und an eine Handvoll Journalisten ein. Mit einer Propellermaschine werden sie ins Outback geflogen, um ihnen eine Vorstellung davon zu geben, was Askap leisten kann. Und natürlich das SKA, wenn es hierher kommt.

Die zusammengeschalteten Antennen sollen Galaxien mit ungekannter Genauigkeit abbilden. Nicht mithilfe von ausgesendeten Lichtstrahlen, wie es optische Teleskope tun, sondern indem sie Radiowellen detektieren. Sie liefern Informationen über ihre Ursprungsgebiete, die optischen Verfahren verborgen bleiben. Zum Beispiel können sie zeigen, wie Galaxien, die um supermassive schwarze Löcher rotieren, senkrecht zu ihrer "Karussellebene" Teilchenströme weit ins Universum schießen: sogenannte Jets.

Neben Detailaufnahmen planen die Wissenschaftler große Kartierungen, um etwa die dunkle Energie zu erforschen. Dabei handelt es sich um eine Art umgekehrte Gravitation, die dazu führt, dass sich das All immer schneller ausdehnt. "Indem wir die Lage der Galaxien kartieren, können wir sehen, wo es Häufungen und wo es Löcher gibt", sagt Minh Huynh vom Internationalen Zentrum für radioastronomische Forschung in Perth . "Die Beobachtungen vergleichen wir mit verschiedenen Simulationen der Entwicklung des Universums und können feststellen, wo die Theorien verbessert werden müssen."

Bei den 36 Askap -Schüsseln, doch erst recht bei den 3.000 Parabolantennen des SKA, stellt sich die Frage: Wie viele Antennen werden für die einzelnen Forschungsaufgaben herangezogen? Bei der australischen Variante würde etwa die Hälfte der Schüsseln in die radioleise Kernzone passen, der Rest entlang von fünf Spiralarmen angeordnet, wobei die Antennendichte nach außen abnimmt. Die letzten würden in Neuseeland errichtet. Ein gigantisches Werkzeug. Damit es viele Forscher nutzen können, werden sie jeweils nur einen Teil der Apparate zugewiesen bekommen. Wer den Arbeitsplan erstellt, macht sich jedenfalls keine Freunde.

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Kommentare

8 Kommentare Kommentieren

Abfallprodukte...

"Forscher spekulieren auf "Abfallprodukte"" "So wie das Cern das Internet hervorbrachte oder John O’Sullivan bei der Auswertung von radioastronomischen Daten eine Technik entwickelte, auf der das heutige WLAN basiert."
Internet von CERN!?
Egal, geschenkt, worauf die Forscher hoffen, das ist die Zustimmung der politisch Verantwortlichen, die hohe oder auch minder hohe, aber scheinbar "Orchideenfächern" dienende Ausgaben vor den WählerInnen rechtfertigen müssen.

Und da kommen solche Bezüge, egal wie sehr an den Haaren herbeigezogen natürlich gerade recht.

"Alle haben (auch profanen) Nutzen von diesen Forschungen!"

Viel besser wäre es, für eine breiter angelegte Allgemeinbildung zu sorgen, schulisch etwa, die dann "Neugier auf mehr Wissen" weckt und Forschungsinteressen auch dann besser vermitteln lässt, wenn ein unmittelbarer Nutzen nicht sofort erkenn- und bezifferbar ist!

Internet und CERN

Der Artikel ist sehr interessant; leider hat sich allerdings ein Fehler eingeschlichen: Am CERN wurde nicht das Internet entwickelt, sondern das World Wide Web (konkret der erste Webserver und der erste Webbrowser). Das Internet entstand in den USA aus dem ARPANET, aber das kann man ja alles auch in Wikipedia nachlesen.

WWW und Cern

Liebe(r) iushee,

Danke für Ihren Hinweis. Tatsächlich wurde im Text der Begriff Internet synonym für das World Wide Web (WWW) benutzt. Daher haben Sie natürlich recht.

Das WWW ist ja nur eine Möglichkeit das Netz zu verwenden. Genau genommen schleichen sich seit jeher nicht ganz exakte Begriffe in unseren Sprachgebrauch ein. So könnte man etwa diskutieren, ob "Internetsurfen" wirklich so passend ist, wenn wir das WWW über einen Browser aufrufen. Naja, letztlich ist es sogar im Duden gelandet, übrigens ebenso wie WWW, das dort auch als Synonym für "Internet" zu finden ist:

http://www.duden.de/suche...

Im Text haben wir es nun geändert.

Grüße aus der Redaktion