Einsichten in ein Radioteleskop




    Das Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIfR) in Bonn betreibt seit 1. August 1972 eines der größten freibeweglichen Radioteleskope der Welt.


    Das 100-m-Radioteleskop bei Bad Münstereifel-Effelsberg in der Eifel ist mittlerweile über 30 Jahre alt. Wegen regelmäßiger Wartung und Pflege und nicht zuletzt aufgrund permanenter Modernisierungen sieht man ihm sein Alter nicht an.
    Schon bei seiner Konzeption wurde eine revolutionäre und für andere Teleskope richtungsweisende Konstruktion der homologen Verformung entwickelt: Trotz seiner über 3000 Tonnen behält das Teleskop in jeder Schwenklage seine paraboloide Form bei, d.h es gibt immer einen definierten Brennpunkt, der maximal um 20cm nachgeführt werden muß. 

    Das Kontrollzentrum und die Büros der Mitarbeiter der Außenstation des MPIfR vom Teleskop aus gesehen. Von hier aus wird das Teleskop durch speziell ausgebildete Operateure rund um die Uhr gesteuert. Auf Knopfdruck richtet sich das Teleskop Winkelsekunden genau auf eine vorgegebene Position am Himmel aus und wird exakt gegen die Erdrotation nachgeführt. Hier laufen auch die Unmengen von Daten zusammen, die das Teleskop liefert. Anschließend werden diese Daten on-line von den beobachtenden Wissenschaftlern ausgewertet.

    Die azimutale Drehachse des Teleskops liegt natürlich in der Mitte. Das Teleskop kann in jeder Richtung um 480° gedreht werden. 

    Unterirdisch befindet sich der sogenannte Königszapfen, die zentrale Lagerung des Teleskops. Hier laufen alle Kabelstränge zusammen, die von den Mess- und Regelanlagen in der Spitze des Teleskops dem Kontrollraum zugeführt werden. Unterhalb des Königszapfens sieht man die azimutalen Winkelencoder.

    Maximal kann das Teleskop mit 32°/min in azimutaler Richtung fahren. Gewaltige Motoren und Getriebe beschleunigen das Teleskop, gestatten aber auch eine sanfte Nachführung. Die Antriebsräder bewegen sich auf einer Schiene, die tief im Untergrund befestigt ist, da sie das gesamte Gewicht des Teleskop aushalten muß.

    Der Aufstieg zu den Fokuskabinen wird zunächst im Aufzug bis zur halben Höhe zurückgelegt. Wenn das Teleskop auf 7° Elevation geneigt ist, führt der Laufsteg auf einem der Stützbeine in luftiger Höhe weiter zur Primärfokuskabine.

    Von hier oben hat man einen wunderschönen Rundblick auf die umliegende Landschaft. Zu sehen ist die Besucherplattform, von der aus die Besucher das Teleskop bestaunen können.

    In der Primärfokuskabine angelangt, kann das Teleskop nun auf 90° Elevation (der Ruhestellung) gedreht werden, was zur Folge hat, daß die Wand langsam zum Boden wird. Alles was sich hier befindet muß also gut befestigt sein.

    Durch eine Öffnung - nunmehr im Boden - sieht man den oberen Teil des 21-cm-Empfängers in seiner Standardbox. Der graue Zahnradkranz erlaubt eine Korrektur des paralaktischen Winkels.

    Die sogenannten Nebenachsen erlauben eine Nachführung des Fokus. Das wird notwendig durch die homologe Verformung, der speziellen Konstruktion der Teleskopaufhängung.

    Von Außen schaut der 21-cm-Empfänger durch den Subreflektor. Wie an den Gebrauchsspuren zu erkennen ist, wird dieser Empfänger häufig herausgenommen. Zum Beispiel dann, wenn man mit kurzwelligen Empfängern in der Sekundarfokuskabine (Apexkabine) messen will.

    Es geht ziemlich steil eine enge Treppe an einem Stützbein wieder hinab in den Hauptspiegel. Auf dem Hinweg konnte man wegen der geneigten Teleskopstellung den Laufsteg an der Seite benutzen.

    In der Sekundärfokuskabine (Apexkabine) ist mehr Platz für eine Anzahl unterschiedlicher Empfänger. Will man diese Empfänger nutzen, muss die Apexkabine oben geöffnet werden, um die Hörner freizulegen.

    Auf diese offene Kabine geklettert, erkennt man eine Reihe kreisrunder Abdeckungen von Hörnern, damit kein Wasser eindringen kann. Die Strahlung jedoch geht ungehindert durch. Gebläse sorgen ebenfalls für ein schnelles Abtrocknen.

    Senkrecht über uns ist nun die Primärfokuskabine mit dem herausschauenden 21-cm-Empfänger, gehalten von den vier kräftigen Stützbeinen. Deutlich zu erkennen ist die Leiter, an der wir uns herunter bewegt haben.

    Den Hauptspiegel (die Schüssel) kann man nur mit einer Gletscherbrille betreten, da man sonst Gefahr läuft, Augenschäden davon zu tragen. Durch die gewaltige Fläche, die so groß ist wie ein Fußballfeld, wird das Licht der Sonne sehr stark reflektiert und gestreut.

    Tagsüber können auch Wartungsarbeiten an den Panelen durchgeführt werden. In den Außenbereichen des Teleskops sind die Wände sehr steil, so daß eine Absicherung der Mitarbeiter Pflicht ist.

    Eine beeindruckende Rohrkonstruktion sichert die Stabilität und die geforderte paraboloide Form des Teleskops in jeder Lage.

    Auf dem Weg zum riesigen Zahnkranz des Elevationsantriebs. Ebenso gewaltige Motoren wie zur azimutalen Steuerung gewährleisten eine präzise Positionierung des Teleskops auch in dieser Achse.

    Eine Kaskade von Endabschaltern sichert einen ungefährdeten Betrieb des Teleskops. Der dunkle Puffer im Vordergrund ist die allerletzte Sicherung, von der aber nur im äußersten Notfall Gebrauch gemacht werden sollte. Der Stab in der Mitte sorgt schon für ein erstes Herunterregeln.

    Die Winkelencoder für die Elevationsbewegung. Damit lassen sich die astronomischen Positionen genau auf den Elevationszahnkranz übertragen.

    Nebenan ein Kuriosum, aber äußerst nützlich und wichtig, das Pendel. Es reagiert auf gefährliche Eigenschwingungen des Teleskops und kann zum Notaus führen.

    Riesige Aggregate und Wasserbehälter zur Kühlung und Empfindlichkeitssteigerung sind auf einer unteren Ebene aufgebaut.

    Dringend notwendige Wartungsarbeiten rund ums Teleskop, wie hier an der elektrischen Verkabelung des Azimutantriebs, können nur zwischen 8 Uhr und 17 Uhr durchgeführt werden. Danach muß alles wieder funktionieren, um den Messbetrieb nicht zu gefährden.

    Mit einfachen aber wirkungsvollen Tricks versuchen die Techniker Getriebeprobleme zu lokalisieren. Der Nagel innerhalb des Einmachglases hat sich verbogen: Also hat sich der innere Teil mit eine lauten Ruck versetzt.

    In den Katakomben auf dem Weg zum Kontrollgebäude befindet sich ein Raum mit Batterien für den Fall eines Stromausfalls.

    Durch dieses gläserne Auge hat der Teleskopoperateur freie Sicht aufs Teleskop. 


    © 1. August 2002 - Peter Müller/MPIfR

    ur 3/2013

     
    loading content
    Zur Redakteursansicht