Laserpointer ins All

© ESO / Y. Beletsky, TNO/ESO / Fred Kamphues

Zuverlässige Leitsternlaser revolutionieren die Sternenbeobachtung. Die „Guide Star Alliance“ um Wilhelm Kaenders, Wallace Clement und Domenico Bonaccini Calia kamen damit aufs Treppchen beim Berthold Leibinger Innovationspreis.

Sterne funkeln nicht. Es ist die Erdatmosphäre, die uns das Funkeln vorgaukelt. All die Schlieren, Temperaturgrenzflächen und Strömungen in der Luft stören das Bild und behindern die Astronomen, die per Teleskop ins All blicken möchten. Bei scheinbar glasklarem Himmel können diese Störungen das Licht eines Sterns um ein Vielfaches vergrößern und damit kleinere Begleiter verdecken. Blasse Objekte, die ein Teleskop eigentlich noch immer spielend auflösen könnte, verschwinden und Strukturen auf Planeten vermatschen zu grauen Flächen.

Es gibt zwei Wege, die Störung auszugleichen: entweder ins Weltall ausweichen, wie mit dem Hubbleteleskop, oder einen Leitstern finden, dessen Helligkeit bekannt ist. So kann ein Computer die Verzerrung − das Funkeln − des Leitsterns herausrechnen und daraus Steuerungs­informationen ableiten, die einen variablen Spiegel lenken und ihn in Echtzeit parallel zur Verzerrung verformen. Dann funkeln auch die anderen Sterne im Sichtfeld des Teleskops nicht mehr.

Leitstern selbst erzeugen

Aber was tun, wenn kein geeigneter Leitstern in der Nähe ist? Mithilfe eines Laserstrahls selbst einen erzeugen: Die Idee stammt aus den 1990ern: Ein Laser strahlt parallel zur Teleskopachse in den Himmel und regt in rund 90 Kilometer Höhe Natriumatome an, die daraufhin Licht abstrahlen. Es entsteht ein klarer, heller „Stern“. Damit das funktioniert, braucht der Laser eine Wellenlänge von exakt 589,2 Nanometern. Das lässt sich nur mit Farbstofflasern erreichen. Und die sind bei der erforderlichen Leistung im kleinen, zweistelligen Wattbereich − gelinde ausgedrückt – technologie- und betreuungsintensiv und damit oftmals eher Last als Hilfe.

Wilhelm Kaenders, Wallace Clements, Domenico Bonaccini Calia und ihre Verbündeten in der „Guide Star Alliance“ schufen nun einen neuen Leitlaser für Großteleskope. Er liefert genau die richtige Leistung, verursacht aber − zumindest im Maßstab einer Großsternwarte − nicht mehr Aufwand als ein Laserpointer. Das erste installierte System leitet seit April 2016 das europäische „Very Large Telescope“ auf dem Monte Paranal in Chile.

Damit beginnt eine neue Ära der Sternenkunde, denn mit dieser Technik können terrestrische Teleskope mit großen Spiegeln endlich ihre ganze Auflösung ausspielen. Die Menschheit wird bald tief ins All schauen.

Mehr Infos unter: www.eso.org

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