Jede einzelne Nacht im Jahr öffnet das Very Large Telescope (VLT) der ESO
seine vier riesigen Augen, um den wunderschönen südlichen Nachthimmel zu inspizieren.
Jedes Auge ist ein gewaltiger Spiegel von 8,2 Metern Durchmesser, der das Licht des Nachthimmels sammelt
und es auf die optischen Systeme reflektiert, die daraus ultra-scharfe Bilder des Universums machen.
Doch diese Augen des VLT sauber zu halten, erfordert, dass jeder Spiegel ab und zu gereinigt und neu verspiegelt werden muss,
eine kritische und komplexe Prozedur.
Das ist der ESOcast!
Aktuellste Wissenschaft und ein Blick hinter die Kulissen der ESO, der Europäischen Südsternwarte.
Entdecken Sie die ultimativen Grenzen mit Ihrem Gastgeber Dr. J, alias Joe Liske.
Hallo und willkommen zum ESOcast
In dieser Folge schauen wir uns die Neuverspiegelung eines der Primärspiegel des VLT an.
Obwohl das regelmäßig geschieht, ist das alles andere als Routine.
Bei offener Kuppel sammelt sich Staub auf der Spiegeloberfläche an.
Obwohl diese Staubschicht recht dünn ist,
beeinträchtigt sie doch die Qualität der astronomischen Beobachtungen.
Daher muss der Spiegel regelmäßig gereinigt werden.
Ja, er muss sogar nicht nur gereinigt, sondern auch neu verspiegelt werden,
sprich: Seine hauchdünne Aluminiumbeschichtung muss erneuert werden.
Die ESO-Techniker und Ingenieure müssen sowohl schnell als auch sorgfältig arbeiten,
wenn sie diese Prozedur an dem zerbrechlichen 17-cm-dicken Spiegel ausführen,
um die Stillstandszeit des Teleskops zu minimieren.
Zunächst muss das Teleskop vorbereitet werden, damit der Spiegel und seine Halterung herausgenommen werden können.
Das Team entfernt gerade ein Instrument, dass an der Spiegelhalterung befestigt ist.
Außen wird schon ein Spezialgestell in Position gebracht.
Dieses Gestell trägt Spiegel und Halterung und federt die Last während des Transports ab.
Eine spezielle Hebebühne hebt das Gestell auf die Höhe der Spiegelebene.
Sobald es diese erreicht, rutscht das Gestell
auf einem Film aus Pressluft ins Gebäude und stoppt genau unter dem Spiegel.
Das Gestell wird angehoben, um Halterung und Spiegel aufzunehmen.
Sobald die Halterung sicher auf dem Gestell ruht, kann sie vom Rest des Teleskops abgetrennt werden.
Alle Bolzen werden entfernt und die Daten- und Steuerkabel werden abgezogen.
Das ist immer ein kritischer Moment und das Team geht mit größter Vorsicht vor,
damit sie den Spiegel ja nicht beschädigen.
Es gibt ja keinen Ersatzspiegel bei der ESO und einen neuen anzufertigen würde Jahre dauern.
Die Oberfläche des Spiegels ist extrem empfindlich.
Sie muss abgedeckt werden, bevor er aus dem Gebäude gefahren wird.
Die Plane schützt nicht nur den Spiegel, sondern verhindert auch, dass er das Sonnenlicht bündelt und alles in seinem Weg verbrennt.
Bevor der Spiegel komplett abgedeckt wird, muss noch ein kleinerer Spiegel entfernt werden.
Dieser Spiegel leitet das Licht des Hauptspiegels auf die verschiedenen Instrumente am Teleskop.
In den kommenden Tagen werden die Optik-Ingenieure auch diesen inspizieren und reinigen.
Dann ist der große Spiegel endlich komplett abgedeckt.
Das Gestell gleitet langsam aus dem Teleskopgebäude heraus
und trägt dabei das volle Gewicht des Spiegels und der Halterung; immerhin 50 Tonnen.
Wieder kommt die Hebebühne zum Einsatz und das Gestell wird langsam zum Boden herabgelassen.
Ein LKW platziert den hydraulischen Anhänger darunter. Dieser wird sorgfältig positioniert, um die wertvolle Fracht aufzunehmen.
Die Fracht wird mit Ketten gesichert, um sie vor dem Abrutschen zu bewahren— für den Fall eines Erdbebens oder plötzlichen Stopps.
Das Team ist jetzt fertig für die Fahrt hinunter zum Spiegel-Wartungsgebäude.
Diese Reise ist eine kritische Phase im gesamten Ablauf.
Bevor der Spiegel ins Freie geholt wird, muss das Wetter stimmen:
Starker Wind muss auf jeden Fall während des Transports vermieden werden,
da jegliches Flattern der leichten Abdeckung den Spiegel zerkratzen könnte.
Außerdem darf der Fahrer nicht auf die Bremse treten, da ein plötzlicher Halt gefährlich für den Spiegel sein könnte.
Daher fährt der Transport mit gemächlichen 5 km/h.
Doch selbst bei dieser Schrittgeschwindigkeit kommt er irgendwann am Spiegel-Wartungsgebäude an.
Der erste Schritt dort ist, den Spiegel vom Transportgestell und seiner Halterung zu lösen.
Das Gestell wird unter eine Spezialvorrichtung gefahren.
Der Spiegel wird mit Klammern in der Halterung gehalten. Diese werden alle manuell gelöst.
Das klingt zwar einfach, doch mit der empfindlichen Spiegeloberfläche nur Zentimeter entfernt
erfordert das absolute Konzentration.
Wird nur eine Klammer vergessen, könnte das den Spiegel beim Anheben erheblich beschädigen.
Das Team ist damit erst fertig, wenn jede Klammer dreimal überprüft worden ist.
Haken, die unter den Spiegelrücken packen, werden herabgelassen und die Spezialvorrichtung hebt den Spiegel aus seiner Halterung.
Jetzt kann die Halterung entfernt werden.
Dann wird der Spiegel wieder heruntergelassen, um Arbeiten an seiner Rückseite auszuführen.
Bevor die Optik-Ingenieure mit der Neuverspiegelung beginnen, muss die Rückseite von Hand gereinigt werden.
Diese Reinigung ist wichtig, da hierbei Öl, Staub und andere Verschmutzungen entfernt werden, die in der Vakuumkammer dem Spiegel schaden könnten.
Danach wird das Bodengefäß der Vakuumkammer hereingebracht und der Spiegel vorsichtig hineingesetzt.
Als nächstes wird der Spiegel in einen Reinraum gefahren.
Der erste Schritt im Reinraum ist die manuelle Beseitigung aller stark verschmutzten Stellen des Spiegels.
Das erfordert eine ruhige und geschickte Hand, damit man den Spiegel nicht zerkratzt.
Dies macht man, um alle Partikel zu entfernen, die sich im nächsten Schritt nicht leicht abwaschen lassen.
Danach wird der Behälter, in dem der Spiegel ruht, in die Waschanlage gebracht,
wo der alte Spiegelbelag abgewaschen wird.
Der Waschprozess beginnt und ein riesiger Spezialsprüharm dreht sich knapp über der Spiegeloberfläche.
Ultra-sauberes Wasser und Chemikalien werden hier benutzt.
Unter den kritischen Augen der Optik-Ingenieure leistet die Maschine perfekte Arbeit und die Aktion läuft reibungslos ab.
Im nächsten Schritt wird mit Säure die Aluminiumschicht entfernt.
Man erkennt jetzt die eigentliche Farbe des Spiegels, die gelblich ist.
Der Spiegel ist aus einer speziellen Glaskeramit gefertigt, die sich bei Temperaturschwankungen nicht verformt.
Nochmals wird der Spiegel ausführlich abgespült, um eine hochreine Oberfläche zu garantieren.
Jetzt wird die ganze Flüssigkeit abgepumpt und der Spiegel ist bereit für die Vakuumkammer.
Diese liegt gleich nebenan.
Der Spiegel wird sofort nach der Reinigung in die Kammer gebracht, damit er nicht wieder verunreinigt wird.
Der untere Teil des Gefäßes wird angehoben und die Kammer geschlossen.
Jetzt kann die Luft abgepumpt werden, um das Vakuum zu schaffen, das für die Neuverspiegelung erforderlich ist.
Sobald das Vakuum erreicht ist, kann die neue Beschichtung beginnen.
Die Optik-Ingenieure benutzen ein elektrisch angeregtes Plasma, um die optische Oberfläche des rotierenden Spiegels vollständig zu reinigen.
Dann wird der Spiegel mit Aluminiumpartikeln bedampft.
Das dauert etwa eine halbe Stunde.
Nur 12 Gramm Aluminium werden benötigt, um die rund 50 Quadratmeter Spiegeloberfläche zu beschichten.
Die Schicht ist also nur etwa 80 Nanometer dick.
Das ist echt nicht viel!
Und nun ist der Moment der Wahrheit gekommen: Erfüllt die Qualität der neuen Beschichtung die hohen Standards des VLT?
Die Neuverspiegelung ist immer eine schwierige Sache:
Wenn der Spiegel nicht absolut sauber oder die Vakuumkammer verschmutzt ist, gelingt die Verspieglung nicht.
Die Spannung ist groß, wenn sich die Vakuumkammer öffnet und der Spiegel zum Vorschein kommt.
Eine erste visuelle Kontrolle zeigt, dass die Neuverspiegelung erfolgreich war.
Aber, was wirklich zählt ist, wie gut der Spiegel reflektiert. Daher werden die Prozentsätze des Licht gemessen, die der Spiegel reflektiert und streut.
Das Ergebnis beweist die hohe Reflektivität des Spiegels und die Experten sind voll zufrieden.
Die Neuverspiegelung war erfolgreich und der Spiegel glänzt wieder wie neu.
Unser Team steht jetzt bereit, den Spiegel wieder den Berg hinauf zu fahren und im Teleskop zu montieren.
Das VLT wird pünktlich wieder in Betrieb gehen
und den Astronomen wieder einen perfekten Ausblick in unser Universum ermöglichen.
Ich bin Dr. J. und sage auf Wiedersehen.
Schauen Sie demnächst wieder herein für das nächste kosmische Abenteuer.
Das Verspiegelungsteam
ESOcast wird produziert von der ESO, der Europäischen Südsternwarte. www.eso.org
ESO, die Europäische Südsternwarte, ist die größte zwischenstaatliche Wissenschafts- und Technologieorganisation in der Astronomie,
und entwickelt, konstruiert und betreibt die fortschrittlichsten bodengebundenen Teleskope der Welt
Untertitel: ESO, Übersetzung: Norbert Vorstädt