Neue Techniken

Vorteile eines erdgebundenen Teleskops: Zugang – Aufwand – Kosten

Nachteile eines erdgebundenen Teleskops: Atmosphäre – Schwere

Diese Nachteile können zu einem großen Teil durch Korrekturen der Wellenfront mit Hilfe spezieller Techniken ausgeschaltet werden.

Es zeigt sich, daß mit zunehmendem Spiegeldurchmesser die technologische Probleme immer größer werden, da die Spiegel, um ein Durchbiegen während des Betriebs zu verhindern, dicker und damit immer schwerer gebaut werden mußten. Ein größeres Spiegelgewicht hat zur Folge, daß die Teleskopstruktur und die Montierung stabiler und aufwendiger sein müssen, was eine starke Zunahme der Kosten bedingt.

Baugröße herkömmlicher Teleskope mit einem formstabilen, starren Primärspiegel von hoher Oberflächengenauigkeit (</10) in einem Stück (Durchmesser, Gewicht, Kosten) bis maximal 4 bis 6 Meter.

Um größere Teleskope zu bauen, mußten neue Technologien für den Teleskopbau entwickelt werden: (dünnere Spiegel – mehrere Spiegel):

Aktive Optik

Ein niederfrequentes (<1Hz) Korrektursystem, das ein Durchbiegen des Spiegels im Betrieb kontinuierlich korrigiert. Die nötigen Korrekturen werden von einem Computer aus den Abweichungen des Bilds eines Referenzsterns vom Idealbild berechnet. Mit einem solchen Korrektursystem können „dünne“ Spiegel verwendet werden, die nur einen Bruchteil des Gewichts haben. Ein Vorteil dieses Systems ist, daß nicht nur die durch Lageveränderungen verursachten Durchbiegungen, sondern bis zu einem gewissen Grad auch Aberrationen korrigiert werden können.

Adaptive Optik

Der Spiegel wird mehrere hundert Mal pro Sekunde kontrolliert und entsprechend adaptiert. „Online“ in wenigen ms.

Honigwaben-Spiegel Ein solcher Spiegel hat nur eine sehr dünne durchgehende Fläche, auf deren Rückseite sich wabenähnliche Glasstrukturen befinden, die dem Spiegel dieselbe Steifigkeit wie ein dicker Spiegel geben. Weniger aufwendig als eine aktive Optik, aber nicht die gleiche Bildqualität.

Multi-Mirror-Teleskop

Hier befinden sich mehrere mittelgroße Spiegel auf derselben Montierung, deren Licht in einem gemeinsamen Fokus vereinigt werden. Als effektive Spiegelfläche ergibt sich die Gesamtfläche der Einzelspiegel.

Segmented-Mirror-Teleskop

Bei diesem Teleskoptyp besteht der Spiegel nicht aus einem einzelnen Stück, sondern ist aus vielen kleineren, dünnen (und damit leichteren) Spiegelstücken zusammengesetzt. Es muß auch hier das Bild eines Referenzsterns laufend beobachtet werden und die Lage der einzelnen Spiegel korrigiert werden.

Array von Teleskopen

Hierbei handelt es sich um individuelle Teleskope, deren Strahlengang in einem gemeinsamen Fokus zusammengeführt wird.

Hubble Space-Telescope

Es besitzt einen 2,4m-Ritchey-Cretien-Hauptspiegel mit einem Öffnungsverhältnis von 1:24. Es befindet sich außerhalb der Erdatmosphäre. Theoretisches Auflösungsvermögen von unter 0“,1 erreichbar.