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Extreme Hightech made in Mainz.

21. Oktober 2019

1969 landete der erste Mensch auf dem Mond. 50 Jahre später wird in Chile das Extremely Large Telescope (ELT) gebaut, das größte Teleskop der Welt. Und wie bei der Mondlandung ist auch dieses Mal die SCHOTT AG aus Mainz daran beteiligt.

Wie entstand das Universum? Gibt es intelligentes Leben außerhalb der Erde? Und was hat es mit der geheimnisvollen dunklen Materie auf sich? Neue Antworten auf diese Fragen soll in wenigen Jahren das Extremely Large Telescope (ELT) liefern, das die Europäische Südsternwarte (European Southern Observatory, ESO) seit 2014 in Chile errichtet. Mit dem Riesenteleskop stößt die ESO in neue Dimensionen vor, auch technisch. Das verdeutlichen schon die nackten Zahlen: Die rotierende Kuppel wird 5.000 Tonnen schwer sein und 85 Meter hoch, höher als das Kolosseum in Rom – eine riesige Glaskugel, die Verborgenes sichtbar machen soll.

Blick in die Glaskugel.

Auch beim ELT ist es Glas, genauer gesagt: eine Glaskeramik, die Licht ins Dunkel bringt. Herzstück des Teleskops ist ein 39 Meter großer Hauptspiegel, der aus fast 800 Einzelspiegeln besteht. Der riesige Sternenfänger sammelt das Licht ein, das aus weit entfernten Galaxien nach einer Tausenden von Lichtjahren währenden Reise im Nachthimmel über der chilenischen Atacama-Wüste ankommt, bündelt es und leitet es in ein optisches System aus vier weiteren, zwischen 2,4 und 4,2 Meter großen Spiegeln. Für vier von fünf Spiegelträgern der Teleskopoptik hat SCHOTT den Auftrag erhalten. Der Auftrag für den Bau des fünften Spiegels wurde dieses Frühjahr an die französischen Firmen Safran Reosc und Mersen Boostec vergeben.

Aus 1.400 Grad Celsius heißem Glas entstehen die Spiegelscheiben für den später aus 798 Hexagonen zusammengesetzten, 39 Meter großen Hauptspiegel.

Der traditionsreiche Glashersteller aus Mainz verfügt über langjährige Erfahrung in Optiken für die Weltraumforschung. Als Neil Armstrong und Buzz Aldrin 1969 als erste Menschen ihren Fuß auf den Mond setzten, hatten sie Kameras dabei, in denen optische Gläser von SCHOTT verbaut wurden. Die gestochen scharfen Fotos haben die Mondlandung ins kollektive Gedächtnis der Menschheit gebrannt. Später folgten weitere Mondmissionen sowie die Bestückung des fliegenden Observatoriums SOFIA.

Null Toleranz.

Doch auch für einen erfahrenen Hersteller wie SCHOTT verschiebt das ELT Grenzen. „Die Spiegelträger haben anspruchsvolle Spezifikationen, die an die Grenze des technisch Machbaren gehen“, sagt Thomas Werner, Projektleiter ELT bei SCHOTT. „Aber unsere Glaskeramik ist ‚extremely‛ gut vorbereitet.“ Schon winzige Veränderungen der Spiegelfläche hätten unscharfe Bilder zur Folge. Deshalb sind die Spiegelträger aus ZERODUR® Glaskeramik von SCHOTT gefertigt. Die Besonderheit: Der Werkstoff verfügt über einen thermischen Ausdehnungskoefiizienten nahe Null. Das heißt, selbst bei Temperaturschwankungen dehnt sich das Material praktisch nicht aus.

Für die Produktion nutzt SCHOTT neuartige CNC-Maschinen (Computerized Numerical Control), die eine bislang unerreichte Präzision erreichen. „Die Maschinen ermöglicht Toleranzen von 100 Mikrometern, also einem Zehntel Millimeter – doppelt so präzise wie bisherige Maschinen“, erklärt Werner. Die Maschinen werden in einem Neubau installiert, der gerade auf dem Werksgelände der SCHOTT-Zentrale in Mainz entsteht.

Anfang 2019 hat SCHOTT den ersten Spiegel ausgeliefert. Der sogenannte Sekundärspiegel M2 wird im oberen Bereich ders ELT-Optik positioniert und bündelt das Licht, das von dem Hauptspiegel reflektiert wird, und leitet es weiter. Mit einem Durchmesser von 4,25 Metern ist er der bislang größte jemals gefertigte Konvexspiegel. Der 1,5 Tonnen schwere Spiegelträger wurde aus einem 10 Tonnen schweren Rohling gefertigt. Die weiteren Spiegelkomponenten werden in den kommenden Jahren ausgeliefert.

Forschungszentrum am Ende der Welt.

Voraussichtlich 2025 soll das ELT seinen Betrieb aufnehmen – das „erste Licht“, wie es in der Sprache der Astronomen heißt. Baubeginn war Mitte 2014. Der Startschuss für das europäische Gemeinschaftsprojekt fiel bereits 2006, als der ESO-Rat die erste Planungsphase genehmigte. Mehrere Jahre nahm die Suche nach einem geeigneten Standort in Anspruch. 2011 entschied sich die ESO für den Cerro Armazones, einen 3.060 Meter hohen Gipfel in der chilenischen Atacama-Wüste, rund 130 Kilometer von der nächsten größeren Stadt entfernt und damit nicht lichtverschmutzt. Nur 20 Kilometer entfernt schaut seit 2000 ein anderes Großteleskop der ESO in den Himmel, das Very Large Telescope, für das SCHOTT Anfang der 1990er Jahre vier 8,2 Meter-Spiegelträger (aus einem Guss) geliefert hat. Das ELT wird Bilder liefern, die 15-mal so scharf sind wie die Aufnahmen bisheriger Teleskope. Der Bau wird rund eine Milliarde Euro kosten. Ursprünglich hatte man bei der ESO sogar geplant, ein Teleskop mit 100 Meter Durchmesser zu bauen. Doch dieses Overwhelmingly Large Telescope („überwältigend großes Teleskop“) war selbst den Visionären zu riskant und zu anspruchsvoll – aber das hätte man vor 20 Jahren vom ELT wohl auch gedacht.

Der Film zeigt, wie herausfordernd Herstellung und Logistik der ZERODUR® Spiegelträger von SCHOTT für das ELT sind.

SCHOTT & das ELT.

Alles Wissenswerte
in 6 Minuten.

Schott AG
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55122 Mainz

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