Der Lauscher in der Eifel bleibt auf Empfang: 50 Jahre Radioteleskop Effelsberg
Das Radioteleskop Effelsberg
Jochen Magnus
Das Radioteleskop Effelsberg
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Der Kontrollraum des Teleskops.
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Dr. Reinhard Keller ist für die Messtechnik verantwortlich. Hier kalibriert er das Teleskop, ein Vogang, der mehrmals täglich wiederholt wird.
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Das Radioteleskop Effelsberg
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50 Meter abwärts.
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Dr. Norbert Junkes ist für die Öffentlchkeitsarbeit des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie in Bonn verantwortlich. Das Institut betreibt das Teleskop.
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Schräge Wege – je nach Kippwinkel des Teleskops.
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Stopp! Der Weg (oben links im Bild) ist nur bei einem bestimmten Kippwinkel der Teleskopschüssel zugänglich. Dann wird auch die Ampel grün…
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Blick auf den Schienenkranz, auf dem das Teleskop mehr als eine volle Umdrehung geschwenkt werden kann.
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Blick ins Eifeltal.
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Mitten durch das Tal verläuft die Landesgrenze zwischen Nordrhein-Westfalen und Rheinland-Pfalz. Hier sind Hunderte unscheinbarer Antennen des LOFAR-Teleskops, das höhere Frequenzen lauscht, als das Großteleskop, aufgebaut. LOFAR arbeitet mit vielen weiteren solchen Einrichtungen in ganz Europa zusammen.
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Der Besucherpavillion im Vordergrund.
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Das Radioteleskop Effelsberg
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Das Radioteleskop im Bau, ca. 1970.
MPIfR
Das Radioteleskop im Bau, ca. 1970.
MPIfR
1972 war das große Teleskop Schauplatz einer Folge der Science Fiction-Serie „Alpha Alpha“ mit dem damals bekannten Schauspieler Karl-Michael Vogler in der Hauptrolle (hier nicht im Bild). In der Fiktion erfanden Astronomen eine Bedrohung durch Außerirdische, um die irdischen Supermächte zur Zusammenarbeit zu bewegen. Die Folge hieß: „Der Weltfriede“ und ist auf Youtube zu finden.
ZDF
Auf dem Planetenweg geht es knapp 800 Meter zu Fuß weiter, an den fünf äußeren Planeten vorbei, bis man – 19 Meter vor dem Ziel – die Erde erreicht, kurz darauf die inneren Planeten Venus und Merkur passiert und schließlich an der Sonne ankommt. Ihre Erklärtafel ist nahe dem Radioteleskop Effelsberg angebracht. Bevor sich die Wanderer mit diesem astronomischen Großinstrument beschäftigen, sollen sie erst einmal ein Gefühl für die kosmischen Maßstäbe bekommen, die damit beobachtet werden. Das ist der didaktische Anspruch des Betreibers, des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie (MPIfR), das seinen Sitz im nahen Bonn hat.
Weltweit längster astronomischer Weg – Weiter geht's auf dem Mond
Verstärkt wird der Eindruck monströser Entfernungen im All durch eine gedachte Verlängerung des Planetenwegs: Sirius, hellster Stern am Nachthimmel, ist mit einer Entfernung von 8,6 Lichtjahren ein kosmischer Nachbar unserer Sonne. Im Maßstab des Planetenwegs – 1:7,7 Milliarden – entspricht das 11.000 Kilometern. Das ist ziemlich genau die Entfernung zwischen Effelsberg und dem Radioteleskop Apex hoch in der Atacama-Wüste in Chile, an dem das MPIfR maßgeblich beteiligt ist. Damit wird der Planetenweg theoretisch zum längsten astronomischen Wanderweg der Welt. Eine noch umfänglichere Erweiterung wäre es, so schlägt Norbert Junkes, Öffentlichkeitsarbeiter des MPIfR, vor, auch die nächsthellsten Sterne am Himmel, Canopus und Alpha Centauri, dem Weg anzufügen. Maßstabsgetreu käme dann die Hinweistafel zu Alpha Centauri, mit „nur“ 4,3 Lichtjahren Entfernung der nächstgelegene Stern, nach Halifax in Kanada. Das wäre sicherlich zu organisieren, doch die Hinweistafel für Canopus (310 Lichtjahre) müsste schon auf dem Mond aufgestellt werden. Da kann nur die Nasa helfen, die dort bald wieder landen möchte. Doch zum 50. Geburtstag des Radioteleskops wird sie das nicht mehr schaffen, denn heute schon wird gefeiert.
„Neben den drei Dimensionen des Raumes – Länge, Breite und Höhe – gibt es noch eine vierte Dimension: die Zeit. Zum Jubiläum des Radioteleskops eröffnen wir nun auch einen Zeitreiseweg“, kündigt Junkes an. 100 Meter dieses neuen Wegs entsprechen einem Jahr in der Geschichte des Radioteleskops, so der Astronom.
Die erste Station zeigt die Einweihung des Radioteleskops nach einer rund dreijährigen Bauzeit am 12. Mai 1971. Doch schon ein paar Tage vorher war die erste erfolgreiche Messung durchgeführt worden: Der Überrest einer Supernova-Explosion konnte beobachtet werden. Die erste Beobachtung mit einem neuen Teleskop nennen Astronomen traditionell „First Light“, also erstes Licht. Doch wieso Licht? Das Teleskop empfängt doch Radiowellen, man könnte die Sterne also bestenfalls hören und nicht sehen?
Tatsächlich finden bei modernen Großteleskopen, auch bei optischen, immer Computerberechnungen statt, die erst spektakuläre Bilder entstehen lassen. Radiowellen sind wie Licht auch elektromagnetische Wellen, allerdings schwingen sie viel langsamer, und somit ist ihre Wellenlänge wesentlich höher: beides ungefähr um den Faktor 10.000. Im Gegensatz zum sichtbaren Licht werden Radiowellen aber nur zum kleinen Teil von den interstellaren Staub- und Nebelwolken sowie unserer Atmosphäre absorbiert. Das öffnet ein Fenster für Beobachtungen vom Erdboden aus bis weit ins Universum hinein. Weil auch Licht nur mit einer „zulässigen Höchstgeschwindigkeit“ von 300.000 Kilometern pro Sekunde reisen kann, ist der Blick über Milliarden Lichtjahre Entfernung gleichzeitig auch einer über Milliarden Jahre in die kosmische Vergangenheit.
Doch zurück auf den Zeitreiseweg und damit zur Geschichte des Teleskops. Als es vor 50 Jahren in Betrieb ging, war es mit seiner 100 Meter durchmessenden „Schüssel“ das größte voll bewegliche Radioteleskop der Welt. 29 Jahre lang behielt es diesen Ehrentitel, bis im Jahr 2000 die USA in Green Bank im Bundesstaat West Virginia ein noch etwas größeres in Betrieb nahmen: Von ovaler Form, misst es 100 mal 110 Meter. Aber es ist eher ein Partner des Effelsberger Teleskops als ein Konkurrent. Denn beide Teleskope – sowie viele andere – werden oft zusammengeschaltet. VLBI (Very Long Baseline Interferometry) heißt dieses Verfahren, das es erlaubt, bei hell strahlenden Radioquellen die Bildauflösung erheblich zu steigern. Rund um den Globus können die Beobachtungsinstrumente zu einem Teleskop so groß wie die Erde kombiniert werden. Auch hier sind Computerberechnungen nötig, um die Signale der einzelnen Teleskope – jedes mit einer hochpräzisen Zeitmarke versehen – zu einem Bild zusammenzurechnen. Die dritte Station des Zeitreisewegs in Effelsberg weist auf die frühen VLBI-Versuche 1973 hin.
100 Meter weiter, entsprechend ein Jahr später, erzählt eine Infotafel des Wanderwegs von einem spektakulären Ereignis der Raumfahrt: 1974 wurde das Radioteleskop Effelsberg sechs Monate lang tagsüber als Empfangsstation für die Sonnensonde „Helios“, das erste große Projekt der deutschen Raumfahrt, genutzt.
Auf dem Weg in die Gegenwart tauchen weitere Meilensteine der astronomischen Forschung auf: 1977 konnte erstmals Wasser in einer anderen Galaxie in Millionen Lichtjahren Entfernung nachgewiesen werden, 1982 entstand in Zusammenarbeit mit weiteren Teleskopen die genauste Karte der Radiostrahlung des gesamten Himmels, 1983 wurde ein „kosmisches Thermometer“ zur Temperaturbestimmung von Molekülwolken in vielen Lichtjahren Entfernung erfunden, und nach weiteren Entdeckungen wurde zur „Halbzeit“, 1996, schließlich anstrengende Bodenarbeit nötig: Die komplette Laufschiene des Teleskops, ein Schienenkreis von 64 Meter Durchmesser, musste erneuert werden. Dafür wurde das 3200 Tonnen schwere Gerät aufgebockt. 2006 war ein weiteres Großprojekt fällig, und das Radioteleskop erhielt ein Tuning: Der Subreflektor an seiner Spitze, der die Radiostrahlung der großen Schüssel reflektiert und für die Empfänger bündelt, wurde gegen einen verbesserten Spiegel ausgetauscht.
Erdumspannende Kooperation von Teleskopen sorgt für Auslastung
Und weitere Messerfolge werden auf dem Weg erwandert: die Entdeckung einer Sternleiche, die sich viele Hundert Mal pro Sekunde um ihre eigene Achse dreht (ein Millisekunden-Pulsar), ein Neutronenstern mit extremem Magnetfeld, ein sogenannter Magnetar, in direkter Nachbarschaft des Schwarzen Lochs im Zentrum der Milchstraße. Das ist nicht einfach nur ein kosmischer Exot, sondern auch einer von vielen Prüfsteinen für Einsteins Relativitätstheorie, die auch hier Bestnoten erhielt.
2017 erzielte Effelsberg zusammen mit einem Netzwerk anderer Radioteleskope mit elf Millionstel Bogensekunden die bisher höchste Winkelauflösung überhaupt in der Astronomie. Solche präzisen Aufnahmen sind auch nötig, um – wiederum in Kooperation mit anderen Teleskopen – Details im Inneren von Galaxien ausmachen zu können. An der Grenze seiner konstruktiven Möglichkeiten, bei einer Wellenlänge von 3,5 Millimetern, können das Eifelteleskop und seine Geschwister sogar die Jets, das sind fast lichtschnelle Materieausströmungen aus den Polen Schwarzer Löcher, nachweisen.
Damit ist der Wanderer am Ziel angekommen, hat auf fünf Kilometern 50 Jahre Teleskopgeschichte kennengelernt. Doch das Radioteleskop selbst ist noch lange nicht am Ziel. „Bei guter Pflege kann es weitere 50 Jahre überdauern“, meint Reinhard Keller, der für die Messtechnik zuständig ist. Schließlich würde die gesamte Ausrüstung ständig gewartet und erneuert. „Wir sind immer noch überbucht“, freut sich der Cheftechniker. So sehr, dass er sogar um seine Wartungszeit „kämpfen“ muss. Jochen Magnus
1972 war das große Teleskop Schauplatz einer Folge des Science Fiction-Serie „Alpha Alpha“ mit dem damals bekannten Schauspieler Karl-Michael Vogler in der Hauptrolle (hier nicht im Bild). In der Fiktion erfanden Astronomen eine Bedrohung durch Außerirdische, um – in der Zeit des Kalten Krieges – die irdischen Supermächte zur Zusammenarbeit zu bewegen. Die Folge hieß: „Der Weltfriede“ und ist auf Youtube zu finden.
