Adaptive Optik

Paul M. Sutter in Universe Today – Übersetzt von Harald Horneff

In dieser Serie erkunden wir die sonderbare, doch auch erstaunliche Welt der astronomischen Fachsprache! Das Thema heute: Adaptive Optik!

Angenommen, man ist Astronom. Man hat sich selbst ein großes, neues Observatorium gebaut, um den Himmel zu erforschen. Man blickt durch das Okular (heute eher auf den Bildschirm eines Computers) und erwartet, daß sich die Pracht des Universums selbst vor einem ausbreitet. Anstatt dessen sieht man zur eigenen Enttäuschung nur ein verschwommenes und verwackeltes Durcheinander.

Die Atmosphäre der Erde ist ziemlich gut, wenn es um den Schutz des Lebens geht, aber sehr schlecht, was die Astronomie betrifft. Ganz gleich wie groß das Teleskop ist, wie fortschrittlich und wie leistungsstark, solange es am Boden steht, hat es mit der kilometerdicken Atmosphäre zu kämpfen.

Das Problem sind die sich immer ändernden, turbulenten Bewegungen von warmer und kalter Luft, da diese versuchen, Wärme gleichmäßig über die Erde zu verteilen. Warme und kalte Luft haben unterschiedliche Brechungsindizes, was bedeutet, daß sie das Licht verschieden beugen. Daher folgt der Lichtstrahl eines fernen Sterns auf dem Weg durch unsere Atmosphäre nicht einer geraden Linie – das Licht ändert unaufhörlich seinen Weg in einem Zickzackkurs, da sich die Luft bewegt.

Es ist genau der gleiche Vorgang, der Sterne funkeln läßt. Es ist schön, aber störend.

Sicher, man kann einiges von der Luftunruhe abmildern, in dem man das Observatorium in einer Wüste (um die Luft so ruhig wie möglich zu halten) und/oder auf einer Bergspitze (um die Menge an Luft zwischen dem Observatorium und dem Weltraum zu minimieren) baut, aber aus der Welt schaffen kann man diese Unruhe nicht.

Man könnte das Observatorium auch ins All transportieren, aber Raketen kosten sehr viel und Starts sind so teuer, daß es sehr viel kosteneffektiver ist, das große Observatorium auf der Erde zu belassen.

Die Lösung? Man läßt Laser aufleuchten und baut eine adaptive Optik.

Man schießt einen hellen Laser in den Himmel und beobachtet, wie er auf Grund der gleichen atmosphärischen Störungen tanzt, welche die Beobachtungen verleiden. Jetzt befestigt man den Spiegel des Teleskops auf einem verstellbaren Tisch. Wenn der Laser sich ändert, variiert man sogleich den Spiegel und eliminiert die Effekte der turbulenten Atmosphäre.

Dies ist eine einfache Idee, aber sehr schwer in die Praxis umzusetzen. Eine der Ursprünge der Entwicklung dieser Technologie stammt aus geheimen Forschungen des US-Militärs, um feindliche Satelliten besser zu verfolgen. Erst um 1990 war die Technik ausgereift genug, um sie zu einer tragenden Säule der modernen Astronomie zu machen.