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Dr. Walter Alef

Leiter der technischen Abteilung
"VLBI-Technologie"

Tel.: +49 228 525-289

VLBI Technologie

VLBI - Interferometrie mit überlangen Basislinien

Ein konventionelles Radio-Interferometer besteht aus zwei oder mehreren Radioteleskopen, die über Kabel oder Radio-Links zu einem einzigen größeren Antennensystem verbunden werden. Basislinien sind die Distanzen zwischen den Teleskopen. Die einzelnen Teleskope erhalten von einer zentralen Frequenznormale/Uhr die Referenz für das Heruntermischen der Beobachtungsfrequenz und die Markierung der digitalisierten Daten, die zu einem zentralen Korrelator geschickt werden. Der Korrelator entfernt den durch die Geometrie bedingten Gangunterschied t(t) und multipliziert die Datenströme paarweise miteinander.

Konventionelles 2-Element Interferometer
Konventionelles 2-Element Interferometer

Mit einem Interferometer erhält man wesentlich detailliertere Bilder von simultan beobachteten Radioquellen als mit einem einzelnen Teleskop eines Antennenarrays. Die Auflösung einer Radioquelle ist abhängig von der Distanz zwischen zwei Teleskopen und der Wellenlänge des empfangenen Signals.

(Längere Basislinien + kürzere Wellenlängen = höhere Auflösung).

Durch den Einsatz von zwei oder mehreren weit auseinander liegenden Radioteleskopen und der Aufzeichnung des empfangenen Videosignals auf einen Datenträger erzielt man mit VLBI sehr hohe Winkelauflösung. Wegen des großen Abstands der Teleskope müssen unabhängige Frequenznormale/Uhren eingesetzt werden. Die erforderliche Stabilität wird mit Wasserstoff-Maser Uhren erreicht, die Werte besser als 10⁻15 erreichen und bis zu Wellenlängen von 1mm eingesetzt werden können.

VLBI System mit unabhängigen Standard-Atomoszillatoren Bild vergrößern
VLBI System mit unabhängigen Standard-Atomoszillatoren

Mit Bezug auf die Winkelauflösung kann ein solches Interferometer als ein riesiges Einzelteleskop gesehen werden, das den Durchmesser von Kontinenten oder der ganzen Erde erreichen kann. Mit sehr langen Basislinien können feinste Details mit Winkelausdehnungen von 0,0001 Bogensekunden separiert werden. Diese hohe Auflösung öffnet nicht nur neue Wege bei der Untersuchung von kompakten Radioquellen inner- und außerhalb unserer Galaxis, sie ermöglicht auch die Vermessung von Punkten auf der Erde innerhalb einer Genauigkeit von weniger als Zentimetern und erlaubt die direkte Bestimmung der Bewegungen der Erde im Weltall (UT1, Polbewegung) sowie der festen Erdoberfläche (Kontinentalverschiebung).

 
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