Quelle: ESON 27. Juni 2024.

27. Juni 2024 – Das deutsche Unternehmen SCHOTT hat erfolgreich den Rohling für das letzte der 949 Segmente gegossen, die für den Hauptspiegel (M1) des Teleskops in Auftrag gegeben wurden. Mit einem Durchmesser von mehr als 39 Metern wird der M1 der mit Abstand größte Spiegel sein, der je für ein Teleskop hergestellt wurde.

Aufgrund seiner Größe kann der M1 nicht aus einem einzigen Stück Glas gefertigt werden. Er besteht aus 798 sechseckigen Segmenten, die jeweils etwa fünf Zentimeter dick und 1,5 Meter breit sind und zusammen zehn Millionen Mal mehr Licht sammeln als das menschliche Auge. Weitere 133 Segmente wurden hergestellt, um die Wartung und Neubeschichtung der Segmente zu erleichtern, sobald das Teleskop in Betrieb ist. ESO hat außerdem 18 Ersatzsegmente beschafft, sodass die Gesamtzahl nun 949 beträgt.

Die M1-Rohlinge, geformte Werkstücke, die später zu Spiegelsegmenten poliert werden, bestehen aus ZERODUR©, einem von SCHOTT entwickelten Glaskeramikmaterial mit geringer Ausdehnung, das für die extremen Temperaturbereiche am Standort des ELT in der Atacama-Wüste optimiert wurde. Dieses Unternehmen hat auch die Rohlinge von drei weiteren ELT-Spiegeln – M2, M3 und M4 – in seinen Werken in Mainz hergestellt.

„Die ESO hat bei SCHOTT mehr als nur ZERODUR© bestellt“, erklärt Marc Cayrel, Leiter der ELT-Optomechanik bei ESO. „In enger Zusammenarbeit mit ESO hat SCHOTT jeden einzelnen Produktionsschritt optimiert und das Produkt so angepasst, dass es die sehr hohen Anforderungen des ELT erfüllt und oft sogar übertrifft. Die hervorragende Qualität der Rohlinge wurde während der Massenproduktion von mehr als 230 Tonnen dieses Hochleistungsmaterials beibehalten. Die ESO ist daher sehr dankbar für die Professionalität der kompetenten Teams bei SCHOTT, unserem vertrauenswürdigen Partner.“

Thomas Werner, Projektleiter bei SCHOTT, ergänzt: „Unser gesamtes Team ist begeistert, dass wir den größten Einzelauftrag für ZERODUR® in der Geschichte unseres Unternehmens abschließen konnten. Für dieses Projekt haben wir die Serienproduktion von Hunderten von ZERODUR®-Spiegelsubstraten erfolgreich abgeschlossen, während wir normalerweise nur Einzelstücke herstellen. Es war uns eine Ehre, die Zukunft der Astronomie mitgestalten zu dürfen.“

Nach dem Guss durchlaufen alle Segmente ein mehrstufiges, internationales Verfahren. Nach einer langsamen Abkühlungs- und Wärmebehandlungsphase wird die Oberfläche jedes Rohlings bei SCHOTT durch ultrapräzises Schleifen geformt. Anschließend werden die Rohlinge an das französische Unternehmen Safran Reosc geliefert, wo jeder Rohling in eine sechseckige Form geschnitten und auf einer optischen Fläche mit einer Genauigkeit von 10 Nanometern poliert wird. Das bedeutet, dass die Oberflächenunregelmäßigkeiten des Spiegels weniger als ein Tausendstel der Breite eines menschlichen Haares betragen. An der Arbeit an den M1-Segmentbaugruppen sind außerdem beteiligt: das niederländische Unternehmen VDL ETG Projects BV, das die Segmentstützen herstellt; das deutsch-französische FAMES-Konsortium, das die 4500 nanometergenauen Sensoren zur Überwachung der relativen Position jedes Segments entwickelt hat und deren Herstellung abschließt; das deutsche Unternehmen Physik Instrumente, das die 2500 Stellmotoren entwickelt hat, die das Segment nanometergenau positionieren können, und das dänische Unternehmen DSV, das für den Transport der Segmente nach Chile zuständig ist.

Nach dem Polieren und Zusammenbau wird jedes M1-Segment über den Ozean zur technischen Einrichtung des ELT am Paranal-Observatorium der ESO in der Atacama-Wüste transportiert – eine 10.000 Kilometer lange Reise, die bereits über 70 M1-Segmente hinter sich haben. Am Paranal, nur wenige Kilometer von der Baustelle des ELT entfernt, wird jedes Segment mit einer reflektierenden Silberschicht überzogen und anschließend sorgfältig gelagert, bis die Hauptstruktur des Teleskops bereit ist, sie aufzunehmen.

Wenn es später in diesem Jahrzehnt in Betrieb genommen wird, wird das ELT der ESO das größte Auge am Himmel sein. Es wird die größten astronomischen Herausforderungen unserer Zeit bewältigen und bisher unvorstellbare Entdeckungen machen.

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Die Europäische Südsternwarte (ESO) befähigt Wissenschaftler*innen weltweit, die Geheimnisse des Universums zum Nutzen aller zu entdecken. Wir entwerfen, bauen und betreiben Observatorien von Weltrang, die Astronominnen und Astronomen nutzen, um spannende Fragen zu beantworten und die Faszination der Astronomie zu wecken, und wir fördern die internationale Zusammenarbeit in der Astronomie. Die ESO wurde 1962 als zwischenstaatliche Organisation gegründet und wird heute von 16 Mitgliedstaaten (Belgien, Dänemark, Deutschland, Frankreich, Finnland, Irland, Italien, den Niederlanden, Österreich, Polen, Portugal, Schweden, der Schweiz, Spanien, der Tschechischen Republik und dem Vereinigten Königreich) sowie dem Gastland Chile und Australien als strategischem Partner unterstützt.

Der Hauptsitz der ESO und ihr Besucherzentrum und Planetarium, die ESO Supernova, befinden sich in der Nähe von München in Deutschland, während die chilenische Atacama-Wüste, ein wunderbarer Ort mit einzigartigen Bedingungen für die Himmelsbeobachtung, unsere Teleskope beherbergt. Die ESO betreibt drei Beobachtungsstandorte: La Silla, Paranal und Chajnantor. Am Standort Paranal betreibt die ESO das Very Large Telescope und das dazugehörige Very Large Telescope Interferometer sowie Durchmusterungsteleskope wie z. B. VISTA. Ebenfalls am Paranal wird die ESO das Cherenkov Telescope Array South betreiben, das größte und empfindlichste Gammastrahlen-Observatorium der Welt. Zusammen mit internationalen Partnern betreibt die ESO auf Chajnantor APEX und ALMA, zwei Einrichtungen zur Beobachtung des Himmels im Millimeter- und Submillimeterbereich. Auf dem Cerro Armazones in der Nähe von Paranal bauen wir „das größte Auge der Welt am Himmel“ – das Extremely Large Telescope der ESO. Von unseren Büros in Santiago, Chile, aus unterstützen wir unsere Aktivitäten im Land und arbeiten mit chilenischen Partnern und der Gesellschaft zusammen.

Die Übersetzungen von englischsprachigen ESO-Pressemitteilungen sind ein Service des ESO Science Outreach Network (ESON), eines internationalen Netzwerks für astronomische Öffentlichkeitsarbeit, in dem Wissenschaftler und Wissenschaftskommunikatoren aus allen ESO-Mitgliedsländern (und einigen weiteren Staaten) vertreten sind. Deutscher Knoten des Netzwerks ist das Haus der Astronomie in Heidelberg.

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• ESO Teleskop ELT

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Quelle: ESON 18. Dezember 2023.

18. Dezember 2023 – Nach ihrer Ankunft in Chile werden die Segmente zur ELT Technical Facility am Paranal-Observatorium der ESO in der Atacama-Wüste des Landes transportiert, wo sie für ihre zukünftige Installation auf der Hauptstruktur des Teleskops beschichtet werden. Da M1 nicht physisch als ein Stück hergestellt werden kann, wird er aus 798 individuellen Segmenten in einem großen hexagonalen Muster bestehen. Zusätzlich werden 133 weitere produziert, um das Erneuern der Beschichtung später zu erleichtern. Mit einem Durchmesser von mehr als 39 Metern wird er der größte Teleskopspiegel der Welt sein.

Das Polieren, die letzte Stufe des Herstellungsprozesses für M1-Segmente, wurde von dem weltweit führenden Anbieter von optischen Systemen, Safran Reosc, in der Nähe von Poitiers in Zentralfrankreich durchgeführt. Zur Bewältigung dieser heiklen Aufgabe wurde ein Gebäude komplett renoviert. Dabei entwickelte Safran Reosc neue automatisierte Arbeitsabläufe und Messverfahren, um sicherzustellen, dass das Polieren den hohen Standards für das ELT der ESO entspricht. Die Oberflächenunregelmäßigkeiten des Spiegels liegen bei weniger als 10 Nanometern, was weniger als einem Tausendstel der Breite eines menschlichen Haares entspricht. Um dieses Qualitätsniveau zu erreichen, verwendete Safran Reosc eine Technik namens Ionenstrahlpolierung, bei der ein Ionenstrahl die Spiegeloberfläche überstreicht und Unregelmäßigkeiten Atom für Atom entfernt.

Obwohl bisher nur 18 Segmente verschickt wurden, werden in Kürze viele weitere von Safran Reosc an die ESO geliefert. Am 1. November 2023 verließ das 100. Segment die Produktionslinie und trat in die umfassende Inspektionsphase ein, die vor der endgültigen Lieferung stattfindet. Weiterhin hat Safran Reosc eine Produktionsrate von mehr als vier Segmenten pro Woche erreicht, mit einer erwarteten baldigen Steigerung auf fünf pro Woche, eine bemerkenswerte Leistung für die Serienproduktion von äußerst präzisen Optiken.

Der Bau des ELT der ESO erforderte die enge Zusammenarbeit mehrerer Unternehmen in Europa und Chile mit den Teams der ESO, was zeigt, dass das Teleskop ein wirklich internationales Unterfangen ist. Die Spiegelsegmente wurden von der deutschen Firma SCHOTT in ihrer Anlage in Mainz, Deutschland, gegossen, bevor sie zur Politur nach Frankreich zu Safran Reosc geliefert wurden. Andere Unternehmen, die an den Arbeiten an den Segmentbaugruppen beteiligt waren, sind: das niederländische Unternehmen VDL ETG Projects BV, das die empfindlichen Segmentstützen produzierte; das deutsch-französische Konsortium FAMES, das die 4500 Nanometer-genauen Sensoren entwickelte und herstellte, um die relative Position jedes Segments zu überwachen; und die deutsche Firma Physik Instrumente, die die 2500 Aktuatoren entwarf und herstellte, die in der Lage sind, das Segment mit Nanometer-Präzision zu positionieren. Die Firma DSV hat die schwierige Aufgabe übernommen, die Teile zu transportieren.

Die 18 polierten Spiegelsegmente haben Frankreich letzte Woche verlassen und befinden sich nun auf ihrer Reise von über 10.000 km zum Baustellenort des ELT in der Atacama-Wüste. Von dort aus wird das ELT der ESO die größten astronomischen Herausforderungen unserer Zeit bewältigen und bisher unvorstellbare Entdeckungen machen, sobald es später in diesem Jahrzehnt in Betrieb genommen wird.

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Die Europäische Südsternwarte (ESO) befähigt Wissenschaftler*innen weltweit, die Geheimnisse des Universums zum Nutzen aller zu entdecken. Wir entwerfen, bauen und betreiben Observatorien von Weltrang, die Astronominnen und Astronomen nutzen, um spannende Fragen zu beantworten und die Faszination der Astronomie zu wecken, und wir fördern die internationale Zusammenarbeit in der Astronomie.

Die ESO wurde 1962 als zwischenstaatliche Organisation gegründet und wird heute von 16 Mitgliedstaaten (Belgien, Dänemark, Deutschland, Frankreich, Finnland, Irland, Italien, den Niederlanden, Österreich, Polen, Portugal, Schweden, der Schweiz, Spanien, der Tschechischen Republik und dem Vereinigten Königreich) sowie dem Gastland Chile und Australien als strategischem Partner unterstützt.

Der Hauptsitz der ESO und ihr Besucherzentrum und Planetarium, die ESO Supernova, befinden sich in der Nähe von München in Deutschland, während die chilenische Atacama-Wüste, ein wunderbarer Ort mit einzigartigen Bedingungen für die Himmelsbeobachtung, unsere Teleskope beherbergt. Die ESO betreibt drei Beobachtungsstandorte: La Silla, Paranal und Chajnantor. Am Standort Paranal betreibt die ESO das Very Large Telescope und das dazugehörige Very Large Telescope Interferometer sowie Durchmusterungsteleskope wie z. B. VISTA. Ebenfalls am Paranal wird die ESO das Cherenkov Telescope Array South betreiben, das größte und empfindlichste Gammastrahlen-Observatorium der Welt. Zusammen mit internationalen Partnern betreibt die ESO auf Chajnantor APEX und ALMA, zwei Einrichtungen zur Beobachtung des Himmels im Millimeter- und Submillimeterbereich. Auf dem Cerro Armazones in der Nähe von Paranal bauen wir „das größte Auge der Welt am Himmel“ – das Extremely Large Telescope der ESO. Von unseren Büros in Santiago, Chile, aus unterstützen wir unsere Aktivitäten im Land und arbeiten mit chilenischen Partnern und der Gesellschaft zusammen.

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