Abenteuer Astronomie

Der Artikel im vorletzten Newsletter über »Interferometrie für alle« war natürlich als Vision für eine fernere Zukunft zu verstehen: Kein Mensch glaubt, dass es auf einem der nächsten ATTs Glasfaser-Interferometer im ‚OHANA-Stil zu kaufen geben wird. Die Frage war, ob irgendwo ein grundlegender »showstopper« lauern könnte, der die kohärente Kopplung zweier oder mehrerer Amateurteleskope, die sich auf einer Starparty zusammenfinden, kategorisch ausschliesst. Noch vier weitere Astronomen »vom Fach«, alle mit Erfahrung mit optischen Interferometern aus erster Hand, haben sich seither gegenüber dem interstellarum Astronomie-Newsletter geäussert: Christian Hummel von der ESO, der schon mit mehreren Interferometern gearbeitet hat, Guy Perrin vom Obs. de Paris, dem den Erfolg auf dem Mauna Kea gelang, Markus Schoeller von der ESO, der dort in einer führenden Position am Very Large Telescope Interferometer arbeitet, und Karl-Heinz Hofmann vom MPIfR in Bonn aus der Gruppe des Speckeinterferometrie-Pioniers Gerd Weigelt. Probleme gibt es mehr als genug, das wird immer klarer, als da (z.B.) wären:

• die Glasfasern zum Verbinden der einzelnen Teleskope – hier muss man sogenannte single-mode-Fasern benutzen, um die allesentscheidende Phaseninformation des Lichts zu erhalten, und derartige Fasern sind sehr teuer und auch noch schwer handzuhaben. Zahlreiche Dreckeffekte müssen verhindert oder aktiv bekämpft werden (mit Polarisationstorsionsmodulen etwa …), was meist aufwändige Labormesstechnik zur Kontrolle erfordert. Und dann ist es auch noch besonders knifflig, das Licht im Teleskopfokus überhaupt in eine solche Faser einzukoppeln, deren lichtleitender Kern nur 5 µm groß ist.
• die Stabilität aller optischen Komponenten – von der präzisen Nachführung aller Teleskope über möglichst geringes Seeing (!) bis zur Einkopplung in die Faser muss alles extrem genau passen. Gegen das Seeing muss man entweder zu (moderat komplexer) adaptiver Optik greifen oder gleich im nahen IR beobachten (wo die Detektoren unbezahlbar sind), und bei der Fasermontage ist höchste Stabilität Pflicht: »Vibrationen sind ein Killer«, so Perrin. Und Schoeller weiss: »Vibrationen im Teleskop und vor allem ein wackliger Aufbau werden alle Fringes [also Interferenzmuster] zerstören.« Hofmann verweist sogar auf Vibrationsprobleme mit dem VLT – wobei die Amplitude nur etwa 1 µm beträgt, was trotzdem viele Probleme macht.
• die Delay Lines, die dafür sorgen müssen, dass die Lichtwege vom Himmelsobjekt über die auf der Wiese verteilten Teleskope und die Glasfasern bis zum zentralen Strahlvereiniger alle mikrometergenau gleich lang sind. »Delay lines sind aber feinmechanisch aufwändige Geräte und deshalb teuer«, warnt Hummel, und Perrin betont die Notwendigkeit von »a lot of engineering«. Und Hofmann verweist auf die Notwendigkeit, die relativen Positionen der Teleskope zueinander und zur Erdachse ausserordentlich genau zu vermessen, damit die Delay lines überhaupt ihren Dienst tun können.

Fazit der Experten: »Ich fürchte, das wird nicht einfach sein.« (Hummel) »Unfortunately it is more difficult than it appears.« (Perrin) »Ich denke, es wird sehr schwer sein, beliebige Teleskope zusammenzuschalten.« (Schoeller) »Ich glaube, dass Deine Idee […] nicht funktioniert.« (Hofmann) Aber Perrin findet die Vorstellung, beliebige Kleinteleskope per Glasfaser zu vereinigen, zumindest »sehr interessant, denn das war das ursprüngliche Ziel unserer Experimente.« Davon war sein Keck-Experiment allerdings ziemlich weit entfernt, weil hier zwei identische Teleskope zusammengeschaltet wurden: Schoeller gemahnt in diesem Zusammenhang an »die goldene Regel der Interferometrie«, nach der die beteiligten Teleskope so ähnlich wie möglich sein müssen (und er hält ‚OHANA für reichlich utopisch). Aber in Sachen Interferometrie für Amateure schliesst er: »Ich denke mal, dass irgendwann ein Hobbyastronom ein Interferometer haben wird, aber sicher nicht auf einer Sternenparty.« Und auch Perrin sieht »keinen grundsätzlichen show-stopper« dafür: »Es ist nur ein schwieriges Experiment, das immer noch eine Menge Technik erfordert, obwohl die Rezepte inzwischen generell gut bekannt sind.«