Derzeit stellen die Teleskope der Acht- bis Zehn-Meter-Klasse das Nonplusultra der optischen und infraroten Astronomie dar. Aber nun sind die Astronomen bereit für den nächsten Sprung bei der Öffnung ihrer Instumente: Auf dem Mauna Kea in Hawaii soll das "Thirty Meter Telescope" (TMT) mit einem Hauptspiegeldurchmesser von 30 Metern errichtet werden, und in Chile wird die Europäische Südsternwarte ESO das "European Extremely Large Telescope" (E-ELT) mit einem Hauptspiegeldurchmesser von 39 Metern bauen.

Solche Teleskope besitzen die 10 bis 15-fache Lichtsammelfläche der bisherigen größten Instrumente und können somit noch sehr viel lichtschwächere Objekte am Himmel beobachten. Zudem werden die Teleskope mit adaptiven Optiken ausgerüstet und erreichen damit drei- bis vierfach höhere räumliche Auflösungen als ihre Vorgänger. Eine wichtige Aufgabe der Riesenteleskope wird die detaillierte Untersuchung möglicher erdähnlicher Exoplaneten sein, die mit anderen Instrumenten aufgespürt wurden.

Bislang gab es beim US-amerikanischen TMT Probleme bei dem geplanten Standort, da Organisationen der hawaiianischen Ureinwohner, die den Mauna Kea als heiligen Berg betrachten, Einwände gegen die Errichtung eines weiteren Teleskops erhoben hatten. Nun erteilte das "Hawaiian Board of Land and Natural Resources", das auch als Naturschutzbehörde fungiert, die Erlaubnis, das TMT auf dem Mauna Kea zu bauen. In Bälde wird das TMT-Konsortium aus Universitäten in den USA und Kanada und Forschungseinrichtungen in Indien, China und Japan die Baupläne dem "Department of Land and Natural Resources" für die endgültige Abnahme vorlegen.

Noch in diesem Jahr soll mit den Erschließungsarbeiten auf dem 4200 Meter hohen Mauna Kea begonnen werden, mit dem eigentlichen Baubeginn ist ab April 2014 zu rechnen. Wenn alles glatt läuft, könnte das Riesenteleskop im Jahr 2021 in Betrieb gehen. Das TMT-Projekt wird außerdem mit rund 250 Millionen Dollar der "Gordon and Betty Moore Foundation" gefördert, einer gemeinnützigen Stiftung des Mitbegründers des US-Halbleiterherstellers Intel.

Ein 30-Meter-Spiegel kann nicht mehr aus einem Stück gefertigt werden, sondern wird beim TMT aus 492 sechseckigen Spiegelelementen mit je 1,44 Meter Größe zusammengesetzt. Die Elemente werden entweder aus einem Glas mit äußerst geringer thermischer Ausdehnung oder aus einer Glaskeramik bestehen. Eine Entscheidung hierzu ist noch nicht gefallen. Das Teleskop wird optisch für Beobachtungen im nahen Ultravioletten ab Wellenlängen von 310 Nanometern über das sichtbare Licht bis ins nahe Infrarot bei 28 Mikrometer Wellenlänge ausgelegt. Es ermöglicht somit eine vielfältige Nutzung auch für zukünftige Messinstrumente.

Das E-ELT mit seinem 39-Meter-Hauptspiegel wird auf dem Berg Cerro Armazones in der chilenischen Atacama-Wüste erbaut. Der Standort in einer Höhe von 3060 Metern ist rund 20 Kilometer vom Cerro Paranal entfernt, auf dem sich die vier Acht-Meter-Teleskope des europäischen "Very Large Telescope" (VLT) befinden, die zusammen das derzeit leistungsfähigste Instrument für die optische und infrarote Astronomie darstellen. Die ESO erwartet den Beitritt von Brasilien als weiteres ESO-Mitglied und erhofft die Ratifizierung innerhalb eines halben Jahres vom brasilianischen Parlament. Dann stehen der ESO rund 90 Prozent der Finanzmittel zur Verfügung, die für die Errichtung des E-ELT benötigt werden.

Laut Statuten darf die ESO erst ab einer so hohen Deckung mit Großprojekten beginnen. Noch in diesem Jahr soll mit dem Bau der Zugangsstraße auf den Cerro Armazones begonnen werden, auf den derzeit nur eine Schotterpiste führt. Danach wird der Gipfelbereich des Bergs durch Sprengungen eingeebnet, um mit dem Bau des Schutzgebäudes, das von seiner Größe her schon an ein kleineres Stadion erinnert, beginnen zu können. Im Frühjahr 2014 sollen die ersten Fundamentierungsarbeiten starten.

Der 39 Meter große Hauptspiegel weist die halbe Länge eines Fußballfelds auf und wird ähnlich wie beim TMT aus kleinen Spiegelsegmenten zusammengesetzt. 798 sechseckige Spiegelemente mit je 1,4 Meter Größe sollen zusammen eine Lichtsammelfläche von 978 Quadratmetern ergeben. Das Material, aus dem sie bestehen sollen, wurde bislang noch nicht ausgewählt. Die Fertigstellung des dann größten Teleskops der Welt wird für die frühen 2020er Jahre erwartet.