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Teleskope: Kamera der Superlative fertig gestellt

Die größte CCD-Kamera der Welt ist seit Kurzem einsatzbereit: Ab dem Jahr 2022 soll sie mit dem Durchmusterungsteleskop LSST den Himmel über Chile erforschen. Letzteres wird das leistungsstärkste Instrument zur systematischen Beobachtung des gesamten Firmaments werden.
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Bereits im Jahr 2022 soll LSST, das »Large Synoptic Survey Telescope«, in 2080 Meter Höhe von den chilenischen Anden aus in den Nachthimmel blicken, ausgerüstet mit der größten Digitalkamera der Welt. In einer Pressemitteilung gab das Brookhaven National Laboratory (BNL) bekannt, dass der CCD-Chip mit 3,2 Milliarden Pixeln, das »Herz« der Kamera, nun fertig gestellt ist. Das LSST mit einem Spiegeldurchmesser von 8,3 Metern wird das leistungsfähigste und lichtempfindlichste Instrument zur permanenten Durchmusterung des Firmaments werden.

Bis zu 30 Terabyte Daten soll das LSST liefern – und zwar pro Nacht. Dabei verteilen sich die 200-Megapixel-Sensoren des Chips auf 21 Module, die so genannten Rafts. Jede dieser Einheiten lässt sich einzeln ansteuern. Gemeinsam ermöglichen sie jedoch Aufnahmen von einem Bereich des Himmels, der etwa der 40-fachen Fläche des Vollmonds entspricht. Tatsächlich ist der Blickwinkel des Teleskops mit 3,5 Grad – das entspricht der siebenfachen Breite der Mondscheibe – außergewöhnlich groß. Somit lässt sich der gesamte von Chile aus beobachtbare Nachthimmel innerhalb vergleichsweise weniger Beobachtungsstunden aufnehmen.

Die Kamera für das LSST (Computergrafik)Laden...
Die Kamera für das LSST | Mit einem Durchmesser von rund 1,6 Metern und einer Länge von drei Metern wird die LSST-Kamera die größte Digitalkamera der Welt werden. Die Detektorfläche hat einen Durchmesser von 64 Zentimetern und enthält 3200 Megapixel. Die Kamera soll 2022 in Betrieb gehen und pro Jahr 6000 Terabyte an Bilddaten liefern.

Aus den Bildern soll auch ein Film entstehen, der die Helligkeitsänderung kosmischer Objekte im Zeitraffer zeigen wird. Aber das LSST wird den Wissenschaftlern etliche weitere Daten liefern, etwa genauere Informationen über die Auswirkung der Dunklen Energie und zur Verteilung der Dunklen Materie im Kosmos. Außerdem wird erwartet, dass sich mit der riesigen Digitalkamera hunderte noch unbekannte Asteroiden aufspüren lassen, mit denen die Entwicklung des Sonnensystems detaillierter nachzuvollziehen ist.

Hinter der Entwicklung des Projekts stehen mehr als 30 Institutionen aus aller Welt. Die Finanzierung wird vor allem von der US-amerikanischen National Science Foundation und dem US Department of Energy, DOE, Office of Science übernommen. Zu Letzterem gehört auch das Brookhaven National Laboratory.

Die Konstruktion des aufwändigen Kamerasystems war dabei alles andere als einfach. »Wir haben erst recht spät entdeckt, dass wegen der Verkabelung (der Module) die Möglichkeit eines Kurzschlusses entsteht«, berichtet Paul O'Connor, Leitender Wissenschaftler am Brookhaven National Laboratory. »Also mussten wir sie alle mühsam neu miteinander verbinden.« Doch insgesamt gilt das Projekt als sehr viel versprechend. Für die meisten der beteiligten jungen Ingenieure und Wissenschaftler war es die erste große Herausforderung. Viele von ihnen werden künftig am ATLAS-Detektor des Teilchenbeschleunigers CERN oder der Verbesserung des PHENIX-Experiments mitarbeiten. Das Brookhaven National Laboratory wird jedoch auch nach der Inbetriebnahme des LSST weiterhin eine wichtige Rolle spielen, vor allem was den Digitalsensor der Kamera betrifft.

Um das Teleskop zu betreiben, muss der CCD-Chip auf minus 100 Grad Celsius gekühlt werden, zudem wird das System unter Vakuum betrieben. Die hoch aufgelösten Bilder werden Forschern aus Chile und den USA sofort zugänglich sein. Schließlich sollen die Aufnahmen für Wissenschaftler aus der ganzen Welt verfügbar sein, um unseren Blick in den Kosmos zu erweitern.

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