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Themen der Wissenschaft: Teleskoptechnik: Der Stoff, aus dem die Spiegel sind: Zerodur

Seit rund 50 Jahren spielt die Glaskeramik Zerodur beim Bau ­professioneller ­astronomischer Großteleskope eine herausragende Rolle. Ihre Spiegel profitieren von den Eigenschaften dieses Materials, das sich durch seine äußerst geringe Wärmeausdehnung auszeichnet. Und die Erfolgsgeschichte geht weiter: Auch bei der kommenden Generation extrem großer Teleskope machen sich die ­Konstrukteure die Vorteile von Zerodur zu Nutze.
Dargestellt ist hier nicht etwa der große Hauptspiegel M1, sondern der Rohling des viel kleineren Fangspiegels M2, mit einem Durchmesser von immerhin noch 4,25 Metern! Er wird hier von Spezia­listen der Schott AG begutachtet.

In der chilenischen Atacamawüste, an einem der trockensten Orte der Erde, entsteht derzeit das weltweit größte optische Teleskop. Mit diesem Extremely Large Telescope (ELT), wie es im Fachjargon genannt wird, will sich die Europäische Südsternwarte (ESO) ab dem Jahr 2025 höchst anspruchsvollen Beobachtungsaufgaben widmen, die selbst für Großteleskope der bisherigen Generation unerreichbar waren und sich dabei im Grenzbereich des technisch Möglichen bewegen. Zu den konstruktiven Herausforderungen des gigantischen ELT zählt sein hochpräziser Hauptspiegel mit einem Durchmesser von 39,3 Metern, der sich aus insgesamt 798 einzelnen, hexagonalen Spiegelsegmenten zusammensetzt.

Um den hohen Anforderungen an die Abbildungsqualität zu genügen, fiel die Wahl des Spiegelträgermaterials, wie schon bei vielen vorausgegangenen Tele­skopprojekten, auf die seit Langem bewährte Glaskeramik Zerodur. Dieses Lithium-Aluminium-Silikat besitzt eine verschwindend geringe thermische Ausdehnung und ist damit seit 50 Jahren für den Tele­skopbau prädestiniert – eine gute Gelegenheit, um auf diese Erfolgsgeschichte zurückzublicken ...

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  • Literaturhinweise

Bach, H., Krause, D. (Hrsg.): Low Thermal Expansion Glass Ceramics, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, 2005

Döhring, Th. et al.: Forty Years of Zerodur Mirror Substrates for Astronomy – Review and Outlook. In: Proceedings of SPIE 7018, S. 1 – 12, 2008

Jacobsen, A., Müller, R.: 50 Quadratmeter höchste Präzision – Zerodur-Glaskeramik als Spiegelträger für das VLT. In: Sterne und Weltraum 1/1990, S. 20 – 25

Petzoldt, J., Scheidler, H.: Verfahren zum Herstellen transparenter Glas­keramiken. Offenlegungsschrift 1 596 860, Deutsches Patentamt 1970

Petzoldt, J., Scheidler, H.: Verfahren zum Herstellen transparenter Glas­keramiken. Offenlegungsschrift 1 596 860, Deutsches Patentamt 1970

Petzoldt, J.:Zerodur – ein neuer glas­keramischer Werkstoff für die reflektierende Optik. In: Sterne und Weltraum 5/1976, S. 156 – 161

Schott AG (Hrsg.): 40 Years of Zerodur – The Success Story of a Unique Material. Solutions – The Schott Technology Magazine (Special Edition), Mainz, 2008

Thiem, M.: Der Superheld – Seit einem halben Jahrhundert ist Zerodur-Glaskeramik ihrer Zeit voraus. In: Solutions – The Schott Technology Magazine 1/2018, S. 22 – 25

Witt, V.: Auf Planetensuche in der Atacama-Wüste. In: Sterne und Weltraum 3/2018, S. 78 – 85

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