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Die Radioastronomie hat sich seit ihren Anfängen um
1932 zu einer
der bedeutendsten Methoden für die Erforschung des Universums
entwickelt.
Ein eindrucksvoller Beweis dafür ist die Tatsache, daß
bereits vier
Nobel-Preise
für Beobachtungen in der Radioastronomie vergeben wurden;
so geschehen in den Jahren
1974, 1978,
1993
und letztmalig im Jahre 2006.
Elektromagnetische Strahlung im Bereich der Radiowellenlängen
(von 0,35 mm aufwärts bis etwa 15 m) trifft ständig aus dem
Kosmos
auf die Erde; sie wird mit Hilfe spezieller Antennen, wie
beispielsweise
dem 100-m-Radioteleskop,
empfangen.
100-m-Radioteleskop
Effelsberg
Dabei ist die große Oberfläche
der Antenne von etwa 7.850 m² wichtig für den sicheren
Nachweis
der außerordentlich schwachen Radiosignale, während der
große
Durchmesser von 100 m für das vergleichsweise hohe
Winkelauflösungsvermögen
maßgeblich ist, das heißt dem kleinsten Abstand an der
Himmelssphäre,
bei dem das Teleskop zwei verschiedene Objekte noch trennen kann.
Dieses
Auflösungsvermögen beträgt zum Beispiel 35 Bogensekunden
bei einer Wellenlänge von 1,3 cm und ist damit etwa zweimal besser
als das Auflösungsvermögen des menschlichen Auges für
sichtbares
Licht.
Das Radioteleskop wurde auf einem Ringfundament
von 64-m-Durchmesser errichtet. Das Gesamtgewicht der Stahlkonstruktion
beträgt 3.200 Tonnen. In knapp 12 Minuten kann der Parabolspiegel
des
Teleskops horizontal um 360° gedreht und in knapp 6 Minuten um
nahezu
90° gekippt werden, wodurch der gesamte Himmel über dem
Horizont
mit dem Teleskop erreichbar ist.
Obwohl schon 1972 in Betrieb gegangen, ist das 100-m-Teleskop
in Effelsberg auch heute noch eines der beiden größten
vollbeweglichen Radioteleskope
der Erde. Es kann zum Empfang von Radiowellen im Bereich vom 90 cm bis
hinunter zu 3,5-mm-Wellenlänge eingesetzt werden. Die
Beobachtungen
bei kurzen Wellenlängen werden dadurch möglich, daß
trotz
elastischer Verformungen der Stahlkonstruktion
von einigen Zentimetern nur eine maximale Abweichung des Reflektors von
der idealen Parabolform von 0,45 mm entsteht. Eine elektronische
Nachsteuerung
kompensiert die bei Kippung des Teleskops auftretende Verlagerung des
Brennpunktes.
100-m-Radioteleskop:
Spiegeloberfläche und
Empfängerkabinen
Als Empfangssystem
für die
vom Hauptreflektor gebündelte Radiostrahlung kommen Hornantennen
mit
angeschlossenen extrem empfindlichen und rauscharmen Verstärkern
zum
Einsatz. Sie werden im Brennpunkt der großen
Oberfläche knapp unterhalb der an den Stützbeinen befestigten
(Primär-) Fokuskabine montiert. Durch einen kleinen elliptischen
Umlenkspiegel im Strahlengang
ist es jedoch auch möglich, die Strahlung noch einmal zu
reflektieren
und zum Scheitelpunkt des Reflektors hin, in den
Sekundärfokus
zu bündeln. Dort ist der - teilweise auch gleichzeitige - Einsatz
weiterer Empfangssysteme möglich. Ein im Oktober 2006 eingesetzter
neuer Subreflektor
mit knapp 100 motorgesteuerten Einzelpaneelen steigert nochmals
die Genauigkeit der Beobachtungen. Die Instrumentierung zur
Erfassung,
Aufbereitung und Speicherung der gemessenen Signale sowie die
Prozeßrechner
zur Steuerung des Teleskops und zur Datenverarbeitung sind in dem
Gebäude
am Hang oberhalb des Teleskops untergebracht.
Die Finanzierung des Projekts in Höhe von 34
Millionen DM erfolgte
vorwiegend durch die Volkswagen-Stiftung.
Zusätzliche Mittel wurden durch das Land Nordrhein-Westfalen
und die Max-Planck-Gesellschaft
bereitgestellt.
Das damalige Bundesministerium für Forschung und Technologie, das
heutige Bundesministerium
für Bildung
und Forschung, finanzierte einige spezielle
Teile der Ausrüstung.
Technische Daten des Radioteleskops
| Reflektordurchmesser |
100 m |
| Geometrische Antennenfläche |
7.850 m² |
| Anzahl der Oberflächenelemente (Paneele) |
2.352 |
| Oberflächengenauigkeit |
< 0,5 mm |
| Brennweite im Primärfokus |
30 m |
| Umlenkspiegeldurchmesser (Gregory-Reflektor) |
6,5 m |
| Öffnungsverhältnis |
|
| - im Primärfokus |
f/0,3 |
| - im Sekundärfokus |
f/3,85 |
| Auflösungsvermögen (Breite der
Antennenkeule) |
|
| - bei 21-cm-Wellenlängen (1,4 GHz) |
9,4' (Bogenminuten) |
| - bei 3,0-cm-Wellenlänge (10 GHz) |
1,15' (Bogenminuten) |
| - bei 3,5-mm-Wellenlänge (86 GHz) |
10" (Bogensekunden) |
| Durchmesser des Schienenkranzes |
64 m |
| Justiergenauigkeit der Schiene |
+/- 0,25 mm |
| Drehbereich |
480° |
| Größte Drehgeschwindigkeit |
32°/min. |
| Leistung der 16 Drehmotoren |
je 17,5 kW |
| Radius des Zahnkranzes |
28 m |
| Kippbereich (Elevation über dem Horizont) |
von 7° bis 94° |
| Größte Kippgeschwindigkeit |
16°/min. |
| Leistung der 4 Kippmotoren |
je 17,5 kW |
| Gesamtgewicht |
3.200 t |
| Bauzeit |
1968-1971 |
| Inbetriebnahme |
1. August 1972 |
| Bauausführung |
Arbeitsgemeinschaft KRUPP/MAN |
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