Künstlerische Darstellung der Schüsseln des SKA-Radioteleskops.
So soll das "Square Kilometre Array" in Südafrika einmal aussehen. Bildrechte: SKA Organisation

Square Kilometre Array Der revolutionäre Blick in die Entwicklung des Universums

Größer, schneller, präziser: Die Pläne für das Square Kilometre Array (SKA) klingen spektakulär. Das Radioteleskop soll das weltweit Größte werden und sogar noch mehr Rekorde brechen. Die Astronomie erhofft sich dadurch revolutionäre Blicke ins Universum. Ob ferne Galaxien, Dunkle Materie, der Ursprung des kosmischen Magnetismus oder Einsteins Relativitätstheorie - was die Forschung mit dem SKA vorhat, ist durchweg ambitioniert. Eine Firma aus Sachsen-Anhalt hilft dabei, dass der Plan aufgeht.

Künstlerische Darstellung der Schüsseln des SKA-Radioteleskops.
So soll das "Square Kilometre Array" in Südafrika einmal aussehen. Bildrechte: SKA Organisation

So ein gigantisches Projekt hat es noch nicht gegeben: Das Square Kilometre Array (kurz: SKA) soll einmal eine Gesamtfläche von einem Quadratkilometer abdecken - zumindest, wenn man alle Teile nebeneinander stellen würde. Denn das Radioteleskop besteht dann aus tausenden Schüsseln, Spiegeln und Antennen, die in Südafrika und Australien aufgebaut werden. Denn dort gibt es fernab jeder Zivilisation nicht nur die beste Sicht auf das Zentrum der Galaxie, sondern auch besonders wenig störende Strahlung.

Mikrowellen, Mobiltelefone oder Wlan stören nämlich die Radiowellen, mithilfe derer das SKA ins Weltall blickt. Das südafrikanische Antennenfeld des SKA wird in der Karoo-Halbwüste entstehen und den Kern der hohen und mittleren Frequenzen des Funkspektrums abdecken. Die Antennen werden aber auch in anderen Teilen des afrikanischen Kontinents verteilt sein - etwa in Namibia, Ghana, Madagaskar oder Mauritius. In der australischen Region Murchison wird der untere Frequenzbereich betrachtet.

Größer, schneller, präziser

Ein Überblick über das Gelände des MeerKAT-Radioteleskop, das bereits aus mehreren Schüsseln besteht und derzeit in der Karoo-Halbwüste in Südafrika gebaut wird.
In der südafrikanischen Karoo-Halbwüste stehen bereits Schüsseln des Projekts "MeerKAT", die ebenfalls Teil des SKA werden sollen. Bildrechte: SKA South Africa

Die Entwickler des SKA wollen offenbar zahlreiche Rekorde brechen: Mithilfe des SKA werden Astronomen den Himmel außerdem wesentlich schneller absuchen können als je zuvor. Es wird über einen immens großen Frequenzbereich operieren können, denn durch seine schiere Größe ist es 50 Mal so empfindlich wie bisherige Radioteleskope. Die Bildauflösung des Hubble-Weltraumteleskops wird dementsprechend auch um das 50-fache übertroffen.

Um die Datenmengen auszuwerten, die das Riesen-Teleskop liefern wird, werden neuartige Hochleistungscomputer gebraucht. Außerdem brauchen die Wissenschaftler extrem leistungsfähige Langstrecken-Netzwerke, deren Kapazität größer ist, als die des heutigen weltweiten Internetverkehrs, um das System zu betreiben. Das SKA-Radioteleskop gilt also nicht umsonst als eines der größten wissenschaftlichen Projekte der Geschichte.

Ferne Galaxien, dunkle Materie und Einsteins Relativitätstheorie

Das Ziel des Mammut-Projekts ist nicht weniger ambitioniert als die technische Umsetzung: Das SKA soll dabei helfen, die grundlegendsten Fragen der Welt zu beantworten und gleichzeitig wissenschaftliche Entdeckungen ermöglichen. Denn es soll ganz neue Beobachtungsmöglichkeiten für die Astronomie zu eröffnen.

Die Pläne der SKA-Wissenschaftler lassen sich grob in fünf Hauptziele unterteilen. Allen gemeinsam ist: Sie könnten unser Verständnis vom Universum neu definieren. Die Forschungsfragen stammen aus den Disziplinen der Grundlagenphysik, Teilchenphysik, Astrophysik und der Kosmologie.

  1. Die Allgemeine Relativitätstheorie von Albert Einstein
  2. Galaxien, Kosmologie, Dunkle Materie und Dunkle Energie
  3. Messung der "Dark Ages": die ersten Schwarzen Löcher und Sterne
  4. Ursprung und Evolution des kosmischen Magnetismus
  5. Das Cradle of Life-Programm (Kosmochemie, Astrobiologie und die Suche nach außerirdischem Leben)

Das Square Kilometre Array soll also unter anderem einen detaillierten Blick darauf ermöglichen, wie sich nach dem Urknall die ersten Sterne und Galaxien im Universum gebildet und entwickelt haben und den Wissenschaftlern helfen, die geheimnisvolle Kraft, die als "Dark Energy" bezeichnet wird, zu verstehen - ihre Entdeckung wurde einst mit einem Physik-Nobelpreis belohnt. Und schlussendlich soll das SKA auch die Frage klären, ob wir wirklich allein in diesem Universum sind.

Urknall-Forschung Antrieb für Hightech-Teleskope aus Osterweddingen

Das Unternehmen Inkoma aus Osterweddingen im Landkreis Börde beteiligt sich am Bau eines Hightech-Teleskops. Das Teleskop soll dem Urknall auf die Spur kommen. Inkoma stellt Teleskopantriebe her.

Mehrere Personen stehen hinter einem Teleskopantrieb.
Das Unternehmen Inkoma aus Osterweddingen im Landkreis Börde beteiligt sich am Bau eines Hightech-Radioteleskops. Inkoma stellt präzise Teleskopantriebe her. Bildrechte: MDR/Leon Kessling
Mehrere Personen stehen hinter einem Teleskopantrieb.
Das Unternehmen Inkoma aus Osterweddingen im Landkreis Börde beteiligt sich am Bau eines Hightech-Radioteleskops. Inkoma stellt präzise Teleskopantriebe her. Bildrechte: MDR/Leon Kessling
Ein Teleskopantrieb in einer Maschinenhalle.
Das weltweit größte Radioteleskop soll in Südafrika in der Karoo-Wüste aufgebaut werden. Die Fertigstellung ist für 2023 geplant. Auf einer Fläche von einer Million Quadratmetern werden rund 3.000 einzelne Radioteleskope aufgestellt. Die werden zusammengeschalten und verfolgen gemeinsam Signale aus dem All. In China wurde ein Prototyp dieser Teleskope bereits erfolgreich getestet. Bildrechte: MDR/Leon Kessling
Mehrere Personen stehen hinter einem Teleskopantrieb.
Jedes einzelne Teleskop benötigt einen extrem präzisen Antrieb. Und der wird in Osterweddingen gebaut. Dieser Antrieb ermöglicht Bewegungen im Bereich von tausendstel Millimetern. Bildrechte: MDR/Leon Kessling
Mehrere Personen stehen in einer Maschinenhalle.
Der Geschäftsführer des Unternehmens Inkoma, Manfred Obermeier (im Vordergrund links), erklärt MDR SACHSEN-ANHALT, dass Wissenschaftler mit dem Teleskop dem Urknall auf die Spur kommen wollen. "Der Urknall ist 137 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt. Mit der Vielzahl und der Genauigkeit dieses Teleskops können wir erreichen, dass wir dem Urknall sehr nahe kommen und dann auch herausfinden können, wie das ganze Weltall entstanden ist." Bildrechte: MDR/Leon Kessling
Außenaufnahme des Unternehmens Inkoma in Osterweddingen.
In den nächsten Jahren werden am Standort in Osterweddingen rund 3.000 dieser Antriebe produziert. Bis zu 60 Millionen Euro will Inkoma investieren und etwa 250 Mitarbeiter unbefristetet beschäftigen.

Dieses Programm im Programm:
MDR SACHSEN-ANHALT HEUTE | 12. 02. 2018 | 19:00 Uhr

Quelle: MDR/mh
Bildrechte: MDR/Leon Kessling
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Ein Präzisionsantrieb aus Sachsen-Anhalt

Das SKA-Projekt ist eine Kollaboration von insgesamt elf Mitgliedsländern - Australien, Indien, Italien, Kanada, Neuseeland, die Niederlande, Schweden, Südafrika, Großbritannien, China und Deutschland. An der Entwicklung und dem Design des SKA sind rund 100 Organisationen aus mehr als 20 Ländern beteiligt.

Der fertig montierte SKA-Schüssel-Prototyp - SKA-P - auf dem Montagegelände in Shijiazhuang, China.
Der Prototyp "SKA-P" auf dem Versuchsgelände in China. Bildrechte: SKA Organisation

Im Jahr 2016 wurde mit dem Bau des SKA mit einem Budget von 1,5 Milliarden Euro begonnen. Anfang Februar dieses Jahres ist der erste Prototyp der neuartigen SKA-Schüssel in China präsentiert worden. Und in dem steckt modernste Technik aus Sachsen-Anhalt: Das Unternehmen INKOMA Maschinenbau hat nämlich einen weltweit einzigartigen Präzisionsantrieb für das Radioteleskop entwickelt. Der ist nach Unternehmensangaben etwa drei Tonnen schwer und ermöglicht eine Schwenkwinkelgenauigkeit der Antenne von bis zu einem tausendstel Grad. Der Prototyp "SKA-P" zieht jetzt von der chinesischen Versuchsanlage nach Südafrika um und geht dort in einen einjähigen Probebetrieb. Dann wird auch klar sein, ob der Präzisionsantrieb aus Sachsen-Anhalt sich bewährt.

Bereits 2019 soll das SKA dann die ersten Daten sammeln und bis Mitte 2020 schließlich das komplette Teleskop-System fertiggestellt werden. Bereits jetzt sind sieben Radioteleskope - die KAT-7 - des Vorgänger-Projekts MeerKAT in der südafrikanischen Provinz Nordkap online und liefern Bilder aus fernen Winkeln des Universums.

(kie)

Hubble und sein Nachfolger

Kollidierende Galaxien, explodierende Sterne, gigantische Nebel - das hat uns Hubble geliefert. Nachfolger "James Webb" soll noch tiefer ins All schauen.

Hubble-Weltraumteleskop
Das Hubble-Weltraumteleskop. Seit 1990 umkreist es die Erde in einer Höhe von 570 Kilometern. Bildrechte: NASA
Hubble-Weltraumteleskop
Das Hubble-Weltraumteleskop. Seit 1990 umkreist es die Erde in einer Höhe von 570 Kilometern. Bildrechte: NASA
2008 veröffentlichte die NASA eine Sammlung von Bilder kolloidierender Galaxien, die das Hubble-Teleskop aufgenommen hatte.
2008 veröffentlichte die NASA eine Sammlung von Bilder kolloidierender Galaxien, die das Hubble-Teleskop aufgenommen hatte. Bildrechte: NASA, ESA, the Hubble Heritage, A. Evans (University of Virginia, Charlottesville/NRAO/Stony Brook University)
Ein sterbender Stern, 4.000 Lichtjahre von der Erde entfernt. Ein weißer Zwerg mit einer Temperatur von rund 200.000 Grad Celsius.
Ein sterbender Stern, 4.000 Lichtjahre von der Erde entfernt. Ein weißer Zwerg mit einer Temperatur von rund 200.000 Grad Celsius. Bildrechte: NASA, ESA, and K. Noll
Der Rote Spinnen Nebel. Rund 3.000 Lichtjahre entfernt im Sternbild Schütze. Hier hat Hubble riesige Schockwellen aufgenommen.
Der Rote Spinnen Nebel. Rund 3.000 Lichtjahre entfernt im Sternbild Schütze. Hier hat Hubble riesige Schockwellen aufgenommen. Bildrechte: ESA/Garrelt Mellema (Leiden University, the Netherlands)
Der Pferdekopf-Nebel. 3 Lichtjahre groß, im Sternbild Orion.
Der Pferdekopf-Nebel. 3 Lichtjahre groß, im Sternbild Orion. Bildrechte: NASA/ESA/STScI
Das James-Webb-Teleskop, der Hubble-Nachfolger, mit seinem 25 Quadratmeter großen Spiegel.
Das James-Webb-Teleskop, der Hubble-Nachfolger, mit seinem 25 Quadratmeter großen Spiegel. Bildrechte: NASA/Chris Gunn
Grafik: James-Webb-Teleskop
So soll das James-Webb-Teleskop ab Oktober 2018 die Erde umkreisen. Anders als Hubble wird das Webb-Teleskop aber nicht erdnah stationiert, sondern 1,5 Millionen Kilometer entfernt, am sogenannten Lagrange-Punkt L2. Bildrechte: NASA
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Dieses Thema im Programm: MDR S-ANHALT | Sachsen-Anhalt Heute | 12. Februar 2018 | 19:00 Uhr

Zuletzt aktualisiert: 13. Februar 2018, 16:23 Uhr