Weltweit größtes astronomisches Observatorium und Bozen
Was hat Bozen mit dem weltweit größten astronomischen Observatorium zu tun?
Ein Besuch bei der Firma Microgate
Am Montag, 27. April 2026, hatten Thomas (IW3AMQ) und Elmar (IN3MWE) mit einer kleinen Gruppe von Freunden die einzigartige Gelegenheit, die Firma Microgate in Bozen zu besuchen. Christian, ein Bekannter von Elmar, hat dazu eingeladen.
Um 17 Uhr ging’s los. Die Führung begann im dritten Stock des Firmengebäudes. Die gläsernen Wände im Konferenzraum gaben einen herrlichen Blick nach Süden frei.
Christian erzählte uns, was Microgate macht und warum sie ein weitweites Alleinstellungsmerkmal hat. Neben Anlagen für professionelle Präzisons-Zeitmessungen im Sportbereich stellt die Firma, als Einzige weltweit, die adaptiven Optiken für die größten optischen Teleskope her.
Christian fasste zusammen, warum diese großen Teleskope eine adaptive Optik benötigen und wie Microgate diese realisiert. Christian hat dabei als Elektronikingenieur u.a. die Steuerungsplatinen für die Geräte entworfen. Er erzählte, dass die Elektronikplatine aus achtzehn Schichten besteht. Beeindruckend!
Nach dieser theoretischen Einführung ging’s ins Allerheiligste. Mit dem Aufzug fuhren wir zunächst hinunter auf Ebene -1. Wir mussten alle einen Schutzanzug mit Kapuze und Füßlingen anziehen. Wir betraten den Reinraum, eine große Halle, über der ein Kran mit zweimal 10 Tonnen Tragkraft schwebt. In der Halle lagen die Holzkisten für den Transport der Spiegelsegmente und der Tragestruktur. Über die Treppe führte uns Christian nochmals viele Meter in die Tiefe.
Durch eine hermetische Tür betraten wir den Testraum. Da stand er nun, der M4-Spiegel des ELT (Extremely Large Telescope, Chile).
Es handelt sich um den größten adaptiven Spiegel, der jemals für ein Teleskop gebaut wurde. Christian erklärte uns die Details (technische Details weiter unten).
Wir durften auch einen Blick auf die Rückseite des Spiegels werfen, wo sich die gesamte Steuerung befindet. Sehr beeindruckend. Auch die thermische Steuerung für die Testumgebung mit einer Abweichung von maximal einem halben Grad Celsius wurde von Microgate entwickelt.
Nach diesem Besuch schauten wir uns noch die Arbeitsplätze der Ingenieure und die Elektronikwerkstatt an. Nach zwei sehr ausgefüllten, spannenden und äußerst informativen Stunden endete dieser Besuch.
Vielen Dank Christian!
73! Elmar IN3MWE
Wissensdurstige dürfen hier weiterlesen 🙂
Beeindruckende technische Details
Das ELT ist das Extremely Large Telescope, das größte optische Teleskop, das je gebaut wurde. Derzeit noch in der Fertigstellung, soll es bis März 2029 das „First Light“ sehen. Das Teleskop steht in Chile, auf dem Cerro Armazones in der chilenischen Atacama-Wüste. Der Gipfel liegt auf einer Höhe von 3.046 Metern und wurde aufgrund seiner extrem trockenen Luft und der klaren Sichtverhältnisse ausgewählt – ideale Bedingungen für die Infrarot-Astronomie. Die Bergkuppe wurde vor Baubeginn durch Sprengungen eingeebnet. Die Kuppel selbst ist 80 Meter hoch und hat einen Durchmesser von 116 Metern. Diese Fläche entspricht einem Fußballfeld. Selbst das Kolosseum in Rom schaut im Vergleich dazu klein aus. Der Primärspiegel des Teleskops hat einen Durchmesser von 39 Metern. Er besteht nicht aus einem Stück, sondern aus 798 sechseckigen Segmenten, wobei jedes etwa 1,4 Meter groß und 5 cm dick ist. Jedes Segment kann einzeln gesteuert und ausgerichtet werden. Dies ist notwendig, weil der gesamte Spiegel auf jeden Punkt am Himmel ausgerichtet werden kann. Die enormen statischen Kräfte machen eine entsprechende Korrektur der Segmente erforderlich. Das einfallende Lichte gelangt vom Hauptspiegel (M1) über vier weitere Sekundärspiegel (M2, M3, M4 und M5) ins Herz der Anlage. Dabei spielt der M4 nun die zentrale Rolle im Teleskop, das Bild mit Hilfe der adaptiven Optik zu korrigieren. Nach dem Weg vorbei an den insgesamt fünf Spiegeln gelangt das Licht zu den verschiedensten wissenschaftlichen Beobachtungsgeräten, von Kameras aller Art und Lichtwellenlängen bis zu extrem präzisen Spektrographen.
Warum aber brauchen diese Teleskope die aufwändige adaptive Optik? Das Licht der Sterne und Galaxien erreicht uns nach einem Weg von Milliarden von Lichtjahren durch das Universum. Auf Grund dieser großen Entfernungen sind diese Lichtwellen praktisch parallel und ermöglichen einen sehr scharfen Blick in die Ferne. Allerdings gilt dies nur für Instrumente im Weltraum (Satelliten). Teleskope auf der Erde haben den Nachteil, dass das Licht durch die Erdatmosphäre hindurchmuss. Die Dichteschwankungen in der Atmosphäre führen dazu, dass die ursprünglich parallelen Lichtwellen verwoben werden. Dadurch wird aus einem ursprünglich feinen Lichtpunkt ein verwaschener Lichtfleck und verliert damit an Schärfe und an Information. Um nun diese Unschärfe weitmöglichst zu korrigieren, kommt die adaptive Optik zum Einsatz. Die Lichtfront aus dem Universum trifft auf den Primärspiegel und von dort über die oben genannten Spiegel zum M4. Dieser adaptive Spiegel M4 ist lediglich 1,95 Millimeter dick, hat aber einen Durchmesser von 2,4 Metern. Weil er so dünn ist. kann dieser Spiegel verformt werden. Dies erreicht man mit Hilfe von 5000 starken Permanentmagneten auf der Rückseite des Spiegels. Mit diesen Magneten schwebt der Spiegel über der Halterung und kann mit Hilfe von Elektromagneten, die den Permanentmagneten gegenüberstehen, verformt werden. Die Elektromagneten verändern den Abstand zwischen Spiegel und Halterung je nach Stärke des Magnetfeldes. Dadurch kann der Spiegel in Echtzeit verformt werden und aus dem verwobenen Sternenlicht wird wieder ein möglichst paralleler Lichtstrahl. Damit die Elektromagneten den Spiegel korrekt verformen, wird das ursprüngliche Licht aus dem Weltraum auf eine sehr schnelle Kamera, genannt Wellenfrontsensor, geleitet. Diese Kamera misst die Bewegungen des Lichts etwa 1000-mal pro Sekunde und berechnet sehr schnell, welcher Elektromagnet wie stark arbeiten muss, um die Lichtschwankungen ausgleichen zu können. 80.000-mal pro Sekunde werden die Aktuatoren (Elektromagnete) kontrolliert und verändert, um die korrekte Verformung des Spiegels zu erreichen. Dabei kommt ein extrem schneller Computer, der Real-Time Computer (RTC) zum Einsatz, der ebenfalls von Microgate entwickelt wurde. Durch den Einsatz dieser Technik wird aus einem verwaschenen Lichtfleck ein scharfer Lichtpunkt, in dessen Nähe oft sogar weitere Sterne sichtbar werden, die ansonsten verloren gingen.
Noch ein Kuriosum: Nachdem Teleskope dieser Größenordnung vor allem in Himmelsregionen blicken, in denen sich keine hellen Sterne befinden, muss mit künstlichen Sternen gearbeitet werden, um die Verzerrungen der Erdatmosphäre zu messen. Dazu wird ein gepulster Laserstrahl (589 nm) in die hohe Atmosphäre geschossen (Höhe etwa 90 km). Dort werden Natriumatome angeregt, welche wieder Licht zurücksenden. Das Licht dieser Atome wird gemessen.
Und warum das Ganze? Mit dem ELT erwartet man sich unter anderem, die extrem dünne Atmosphäre von Exoplaneten, also Planeten, die um andere Sterne kreisen, zu untersuchen. Wir kennen heute sehr viele Exoplaneten, die sich in der habitablen Zone dieser Sterne befinden. Finden wir dort Spuren von Leben? Es bleibt spannend.
Für den Bericht,
Elmar (IN3MWE)
