ELT: Ein Himmelsauge der Superlative

PICA Stack-Aktoren für die präzise und zuverlässige Bildstabilisierung im weltweit größten Teleskop

Quelle: ESO

In den Weiten des Alls befinden sich viele weitestgehend unerforschte Himmelskörper, Planeten, Sterne und Galaxien – für uns Menschen völlig fremde Welten. Um diese zu erforschen, entwickelt die Europäische Südsternwarte (ESO) derzeit das ELT (Extremely Large Telescope) – es wird das weltweit größte Teleskop sein. Mit seinem fast 40 Meter messenden Hauptspiegel wird es alle bisher vorhandenen Teleskope übertreffen. Der Standort könnte kaum besser sein: auf dem Berg Cerro Armazones in der Atacama-Wüste in Chile, der 350 wolkenlos Nächte im Jahr hat. Dort wird das Teleskop, wenn alles nach Plan verläuft, 2027 das erste Licht empfangen.

Das größte Auge der Welt

Das ELT enthält ein bahnbrechendes optisches System bestehend aus insgesamt fünf Spiegeln. Jeder dieser Spiegel ist ein technisches Meisterwerk. Der Hauptspiegel M1 mit einem Durchmesser von 39 Meter ist ein Hohlspiegel bestehend aus 798 Einzelsegmenten. Zur hochpräzisen Lagerung und Ausrichtung dieser Segmente liefert PI mehr als 2.000 Aktoren, die auf einem hybriden Antriebsprinzip basieren, bestehend aus Motor-Spindel-Antrieb und Piezoaktor. Die einzelnen Segmente sammeln das Licht vom Nachthimmel und reflektieren es zum Sekundärspiegel M2. Dieser wiederum hängt mit einem Durchmesser von 4,20 Metern über dem Hauptspiegel und leitet das Licht gebündelt zum Tertiärspiegel M3. Hierbei handelt es sich um ein Modul aus drei gekrümmten Teilspiegeln, wodurch der Nachthimmel in einer noch nie dagewesenen Qualität abgebildet werden kann. Von hier aus wird das Licht in einen flachen adaptiven Spiegel M4 weitergeleitet. Dieser Spiegel kann seine Form bis zu 1.000 Mal pro Sekunde anpassen, um Verzerrungen durch atmosphärische Turbulenzen auszugleichen.

Piezobasierte Hochvoltaktoren im kleinsten Spiegel des ELTs

Der Spiegel M5 ist mit einem Durchmesser von zwei Metern der kleinste Spiegel im System und dennoch gleichzeitig der größte bekannte Kippspiegel der Welt. Er kompensiert Störungen, was zu einer hohen Abbildungsqualität führt und so ein präzises Bild ermöglicht.

Ein spanisches Unternehmen entwickelt und produziert für das ELT u. a. das Bildstabilisierungssystem für den Spiegel M5. Dabei kommen elf PICA Stack-Aktoren von PI Ceramic zum Einsatz. Diese werden in einem Rahmen zu einer so genannten Tip/Tilt-Stage (Kippspiegel) verbaut, sodass sich im Grundzustand eine Verkippung von 37,25° ergibt.

PI Ceramic – Daniel Jakobsen

Die Grenzen des Machbaren zu verschieben – dieser Anspruch treibt uns an. Unter demselben Stern steht die Entwicklung des weltweit größten Teleskops ELT. Wir freuen uns, mit unseren Hochvoltaktoren unseren Teil dazu beitragen zu können, die Grenzen des Machbaren im Universum zu verschieben.

Dr. Daniel Jakobsen, Technischer Vertriebsingenieur bei PI Ceramic

Ab 2027 können bislang verborgen gebliebene und kaum erforschte Himmelskörper dank des ELTs mit noch nie dagewesener Präzision und Auflösung dargestellt werden. Dazu tragen die Aktoren von PI Ceramic mit einem Durchmesser von 56 Millimetern und einer Auslenkung bei, die mit einer Präzision im Subnanometer-Bereich eingestellt werden kann. Durch ihre gestapelte Bauweise sind sie sehr robust und zuverlässig und so ideal für besondere Umgebungsbedingungen geeignet.

PI Ceramic – Daniel Jakobsen

Über den Autor

Dr. Daniel Jakobsen

Technical Sales Engineer, PI Ceramic GmbH

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