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StartseiteForschung aktuellSüdafrikas Griff nach den Sternen06.03.2013

Südafrikas Griff nach den Sternen

In der Halbwüste Karoo nimmt das Radioteleskop MeerKAT Gestalt an

Wenn Astronomen leistungsfähige Teleskope bauen, dann tun sie das in der Regel an möglichst entlegenen Orten. Der Grund: Sie wollen ihre kostspieligen Präzisionsinstrumente vor den Erschütterungen, der Luftverschmutzung und dem Streulicht in der Nähe menschlicher Siedlungen schützen. In Südafrika hat man deshalb die kaum besiedelte Halbwüste Karoo als Standort gewählt, um dort MeerKAT zu bauen: das größte Radioteleskop der südlichen Hemisphäre.

Von Ralf Krauter

Sträucher, Tiere und Teleskope - viel mehr ist in der südafrikanischen Karoo-Hochebene nicht los. (picture alliance / dpa / Ralf Hirschberger)
Sträucher, Tiere und Teleskope - viel mehr ist in der südafrikanischen Karoo-Hochebene nicht los. (picture alliance / dpa / Ralf Hirschberger)

Der Blick aus dem Büro von Willem Esterhuyse ist beeindruckend. Auf der einen Seite sieht man den imposanten Tafelberg, der über Kapstadt thront, auf der anderen erstrecken sich endlose Surferstrände nach Norden. Dort, wo Willem Esterhuyse herkommt, bietet die Natur deutlich weniger augenfällige Reize.

Der Ingenieur stammt aus der Halbwüste Karoo, sieben Autostunden nordöstlich vom Kap der Guten Hoffnung. In einer menschenleeren Hochebene dort leitet er nun den Bau des größten Radioteleskops der südlichen Hemisphäre. Sein Name: Karoo Array Telescope, kurz MeerKAT.


"Der Ort, an dem wir das Teleskop bauen, liegt wirklich im Niemandsland. Es gibt kaum Menschen dort und damit auch kaum Störsignale im Radiofrequenzbereich, die unsere Messungen beeinträchtigen. Eine Kette von Hügeln rund um das Gelände schirmt die Antennen zusätzlich ab."

Die Antennen des Teleskops ähneln überdimensionalen weißen Satellitenschüsseln. Ihr Durchmesser: 13,5 Meter. Insgesamt 64 davon sollen für MeerKAT bis 2016 gebaut und über Glasfaserkabel zusammengeschaltet werden - die erste noch in diesem Jahr. Die maximale Ausdehnung des elliptischen Antennenfeldes beträgt 8 Kilometer.


"Wir haben viel Zeit damit verbracht, die Empfänger zu optimieren. Unser ursprüngliches Ziel war es, ein Instrument zu bauen, das mit den besten Radioteleskopen der Welt mithalten kann. Das aus 27 Antennen bestehende Very Large Array im US-Bundesstaat New Mexico war anfangs unsere Messlatte. Durch zahlreiche Verbesserungen beim Design hoffen wir nun aber, empfindlicher zu werden."

Läuft alles nach Plan, wird MeerKAT für Radiosignale einer bestimmten Wellenlänge gut 30 Prozent empfindlicher sein als die Anlage in den USA. Das macht es möglich, tiefer ins All zu blicken und größere Bereiche des Himmels abzusuchen. Zum Beispiel nach Spuren von Methusalemmolekülen aus dem frühen Universum oder nach exotischen Radioquellen wie Pulsaren und außerirdischen Zivilisationen.


Einer der Knackpunkte beim Zusammenschluss vieler Parabolantennen ist die Synchronisierung ihrer Daten. Man braucht dafür Hochleistungselektronik, die die leicht zeitverzögerten Signale der einzelnen Antennen so zusammenrechnet, als stammten sie von einer riesigen Parabolschüssel. Gemeinsam mit Kollegen hat der IT-Spezialist Alec Rust dafür spezielle Elektronikplatinen entwickelt. Ihr Herzstück, ein programmierbarer Prozessor, erledigt die Rechenarbeit hochparallel. Ein weiterer Vorteil:

"Um weitere Parabolantennen hinzuzufügen, braucht man nur ein paar zusätzliche Platinen. Das Design ist modular."

Die Arbeiten an dem 64 Parabolschüsseln umfassenden Teleskop sind deshalb wegweisend für den Bau viel größerer Antennenfelder für die Radioastronomie. Die Weichen sind bereits gestellt. Ab 2016 soll das MeerKAT-Antennenfeld um weitere 190 Schüsseln erweitert werden. Die Halbwüste Karoo soll nämlich das Herzstück des 1,5 Milliarden teuren Square Kilometre Arrays SKA beherbergen - ein internationales Großprojekt, an dem auch Deutschland beteiligt ist. MeerKAT-Projektleiter Willem Esterhuyse ist überzeugt: Mit dem Bau der Anlage wäre Südafrikas Aufstieg in die erste Liga der Sternenforscher nicht mehr aufzuhalten.

"Südafrika ist schon heute ein attraktiver Standort für Radioastronomen. Wenn das Megaprojekt SKA wirklich losgeht, werden noch mehr Forscher hierher kommen wollen, um bahnbrechende Wissenschaft zu machen. Für unser Land und seine Entwicklung kann das nur gut sein."

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