Durchleuchtung des Universums mit Submillimeter-Astronomie
Der Submillimeter-Wellenlängenbereich ermöglicht es der Astronomie, Objekte und Materie zu untersuchen, die bei anderen Wellenlängen unsichtbar sind. Dazu gehören kaltes und dichtes molekulares Gas – das Material, aus dem Sterne bestehen – sowie Staub verschiedener Größenordnungen, der optisches und ultraviolettes Licht absorbiert. „Beobachtungen im Submillimeterbereich ermöglichen es uns, Regionen im Universum zu untersuchen, in denen neue Sterne entstehen werden“, erklärt AtLAST Projektkoordinatorin Claudia Cicone von der Universität Oslo in Norwegen. „Sie ermöglichen es uns auch, die Position von sehr weit entfernten Galaxien genau zu messen und ihre physikalischen Eigenschaften zu bestimmen.“
Ein astronomisches Observatorium der nächsten Generation
Das Projekt AtLAST wurde ins Leben gerufen, um die Submillimeter-Astronomie durch den Bau einer astronomischen Einrichtung der nächsten Generation mit einer schüsselförmigen Einzelantenne voranzutreiben, die mit einem Durchmesser von 50 Metern und einem Sichtfeld von 2 Grad aufwartet. Sie wird auf der Chajnantor-Hochebene im Norden Chiles errichtet und weitgehend mit erneuerbaren Energien betrieben werden. „Eine Herausforderung bestand darin, eine Möglichkeit zu finden, diese in 5 000 Meter Höhe in einer abgelegenen Wüstengegend gelegene Anlage zuverlässig mit erneuerbarer Energie zu versorgen“, so Cicone. „Dazu mussten wir den spezifischen Strombedarf, die rauen Bedingungen des Standorts, die Stromspeicherung, die Ressourcennutzung und die Notwendigkeit der Zusammenarbeit mit der örtlichen Gemeinde San Pedro de Atacama berücksichtigen.“ Der Dialog mit den Gemeinschaften vor Ort war ein zentrales Element des Projekts. „Wir haben mit dem EU-finanzierten Projekt RENAISSANCE zusammengearbeitet, um Möglichkeiten auszuloten, die Energiewirtschaftsinfrastruktur und das Know-how von AtLAST mit San Pedro de Atacama und anderen Observatorien auf der Chajnantor-Hochebene zu teilen“, fügt Cicone hinzu.
Energieeffizienz, Ressourcenabhängigkeit und Wasserverbrauch
Das Projekt entwickelte erfolgreich ein innovatives und ehrgeiziges optisches und mechanisches Design für das AtLAST-Observatorium. Sobald die neue Anlage gebaut ist, wird sie der Astronomie ein wegbereitendes Instrument an die Hand geben, das zur Beantwortung einiger der dringlichsten Fragen zum Universum beitragen wird. „Wir haben außerdem zwei potenzielle Standorte auf der Chajnantor-Hochebene ausgemacht“, so Cicone. „An beiden Standorten haben wir 24 Meter hohe Wettertürme installiert, um gleichzeitig die Windgeschwindigkeit und Windböen zu messen, die Folgen für die Konstruktionsweise des Teleskops haben können. Der bevorzugte Standort befindet sich innerhalb des Atacama Astronomical Parks.“ Zu den weiteren Ergebnissen gehört die Erstellung eines Betriebskonzepts. Dabei wurde auf den Erkenntnissen und Erfahrungen ähnlicher Infrastrukturen wie dem Atacama Large Millimeter/submillimeter Array aufgebaut, dem derzeit größten Teleskop der Welt im Submillimeterbereich. In Bezug auf Energie wurde festgestellt, dass die Nutzung von Solarenergie im Vergleich zur ausschließlichen Nutzung von Dieselgeneratoren Kosteneinsparungen von bis zu 40 % ermöglichen würde. Die Einbeziehung einer geringen Menge an Dieselkraftstoff würde jedoch dazu beitragen, die Ressourcenverknappung der Bodenschätze sowie und den Wasserverbrauch um etwa ein Viertel zu verringern.
Transformative Wissenschaft und Nachhaltigkeit
Diese Arbeit wird im Rahmen eines neuen EU-finanzierten Projekts, AtLAST2, fortgesetzt. „Dieses Projekt wird von einem erheblich erweiterten Konsortium durchgeführt, an dem wichtige neue Partner aus Europa, Japan und Afrika beteiligt sind“, so Cicone. Ziel ist es, auf die technische Einsatzreife mehrerer Komponenten des AtLAST-Teleskops und seiner Energiewirtschaft hinzuarbeiten und den Nutzerkreis der AtLAST-Anlage zu erweitern. Darüber hinaus erfolgt eine vollständige Lebenszyklusanalyse der Infrastruktur, um ihre Auswirkungen auf die Umwelt zu verringern. „Das AtLAST-Projekt hat gezeigt, dass eine transformative Wissenschaft mit einem nachhaltigeren Ansatz Hand in Hand gehen kann“, fügt Cicone hinzu. „Nachhaltigkeit bedeutet auch, die lokalen Gemeinschaften in den Entscheidungsprozess einzubeziehen, um zu verstehen, welche Bedürfnisse und Prioritäten sie haben.“
Schlüsselbegriffe
AtLAST, Universum, Astronomie, Teleskop, Chile, Atacama
