Technologie voor telescopen

Sinds zijn ontdekking 400 jaar geleden is de telescoop geëvolueerd van een kleine, met de hand bedienbare telescoop voor visuele waarnemingen tot een grote, geavanceerde telescoop die met de computer wordt bestuurd en volledig digitale resultaten levert. Voor deze ontwikkeling zijn twee eigenschappen bepalend geweest: de hoeveelheid licht die met een telescoop kan worden opgevangen en de scherpte of resolutie. De hoeveelheid licht die kan worden opgevangen hangt af van de diameter van de spiegel van de telescoop. Met een grotere spiegel kunnen lichtzwakkere objecten worden waargenomen. Een hogere resolutie maakt het ook makkelijker om deze objecten waar te nemen.

De Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) is een wereldleider in de sterrenkunde en heeft meerdere geavanceerde technieken ontwikkeld die het mogelijk maken om de grootste telescoopspiegels te maken en hun optische kwaliteit te garanderen.

ESO heeft de technologie actieve optiek ontwikkeld die nu wordt toegepast op de modernste telescopen met een gemiddelde en grote spiegel. De optische kwaliteit blijft behouden door actuatoren die de vorm van de flexibele spiegel aanpassen tijdens het waarnemen.

De scherpte die kan worden bereikt met grote optische telescopen is zelfs op de beste plekken op aarde niet beter dan die van telescopen met een diameter van 20 tot 40 centimeter. Door atmosferische turbulentie wordt de resolutie van een 4-meter telescoop meer dan tien keer zo slecht vergeleken met wat theoretisch mogelijk is. Een ster in het midden van het beeldveld wordt meer dan 100 keer zo lichtzwak. De NASA/ESA Hubble Space Telescope heeft geen last van deze vervaging omdat hij zich in de ruimte bevindt. Bij de meeste moderne telescopen wordt gecompenseerd voor atmosferische verstoringen door het gebruik van adaptieve optiek. Met ESO’s VLT is de weg vrij gemaakt voor deze adaptieve optiek, een revolutie voor aardse telescopen.

Met behulp vaninterferometrie wordt het licht dat twee of meer telescopen opvangen gecombineerd. Hierdoor wordt de scherpte verbeterd tot ver voorbij de mogelijkheden van één telescoop. ESO heeft een voortrekkersrol gespeeld met de Very Large Telescope Interferometer (VLTI) op Paranal.

Telescopen zelf kunnen ook imperfecties in sterrenkundige waarnemingen veroorzaken. Productiefouten en onregelmatigheden in de apparatuur, van spiegels tot vaste onderdelen, kunnen het zicht op het heelal vertroebelen. In de loop der jaren hebben ingenieurs meerdere aanpassingen gedaan die beeldfouten door de mechanische beweging van de telescoop en schade door warmte tegengaan. Het vormen en slijpen van de spiegels is verbeterd, en de ondersteuning en spiegels zijn stijver gemaakt waardoor vervormingen zijn gereduceerd. Door glas te gebruiken dat weinig uitzet of krimpt bij temperatuurveranderingen worden vervormingen geminimaliseerd. Om de kleine, maar merkbare turbulentie van de atmosfeer in de telescoopbehuizing te verminderen wordt het warmteverlies van de motoren en elektrische apparatuur ’s nachts beperkt. Overdag wordt de behuizing die de telescoop tegen de wind beschermt gekoeld.