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13 Milliarden Lichtjahre im Fokus - Karlsruher Technologie am größten bodengebundenen Astronomieprojekt ALMA beteiligt

2013-04-26Press|PI|Anwendungen|

In 50 Antennen der ALMA-Teleskopanlage in der Atacama-Wüste in Chile werden hochpräzise Positioniersysteme von Physik Instrumente (PI) aus Karlsruhe eingesetzt. Sie richten unter extremen Umgebungsbedingungen die Subreflektoren zu den großen Hauptreflektoren der Radioteleskope aus, um äußere Einflüsse auszugleichen und genaue Messergebnisse zu gewährleisten.

Die Antennen des ALMA-Observatoriums, das jetzt offiziell in Betrieb genommen wurde, empfangen elektromagnetische Strahlungen mit Millimeter- und Submillimeterwellenlänge und bilden aktuell die höchstentwickelte Teleskopanlage der Welt. Durch die Zusammenführung der Signale aller Teleskope beträgt die Empfangsfläche für kosmische Strahlung insgesamt 7000 Quadratmeter. Sie liefert Erkenntnisse in bisher unerreichter Auflösung und Empfindlichkeit über die Entstehung neuer Galaxien, Sterne und Planeten, aber auch über Sternensysteme des frühen Universums, die zum Teil mehr als 13 Milliarden Lichtjahre entfernt sind.

Die Anforderungen an die Technik sind hoch und liegen an der Grenze des Machbaren. Geringer Luftdruck, Temperaturunterschiede von bis zu 50 Grad Celsius, starke Winde, Staub und Regen sind zusätzliche Herausforderungen in 5000 Metern über dem Meeresspiegel.

Hier bringt PI sein technologisches Wissen und seine langjährige Erfahrung in der Mikro- und Nanostelltechnik ein. Die Positioniersysteme für die Subreflektoren erlauben trotz extremer Umgebungsbedingungen eine schnelle und präzise Ausrichtung in sechs Bewegungsrichtungen. Sie befinden sich in den Kopfteilen der Teleskope und sind hinter den Subreflektoren montiert.
Die Subreflektoren kompensieren äußere Einflüsse, die beispielsweise durch Drehung der Teleskope oder der Antennenschüssel, durch Schwerkraft oder durch thermische Effekte und Windlast entstehen. Die präzise Positionierung der Subreflektoren garantiert, dass die gebündelte Strahlung ohne Streuverluste an den Empfänger weitergeleitet wird und hochwertige Signale in die Auswertung einfließen.

Die Zuverlässigkeit und Genauigkeit der Positioniersysteme konnte PI vor Inbetriebnahme des Observatoriums in der ALMA VertexRSI Testantenne der General Dynamics Tochter Vertex Antennentechnik zeigen. Auch das technologische Vorläuferprojekt von ALMA, das Radioteleskop des Atacama Pathfinder Experiment (APEX) in Chile, nutzt erfolgreich das sechsachsige Positioniersystem.

Die bisher erhobenen Messdaten und die daraus gewonnen Erkenntnisse des ALMA-Observatoriums sind spektakulär und belegen die Leistungsfähigkeit der Radioteleskope und ihrer Präzisionsbauteile.

Über Physik Instrumente (PI)

Das Unternehmen Physik Instrumente (PI) ist für die hohe Qualität seiner Produkte bekannt und nimmt seit vielen Jahren eine Spitzenstellung auf dem Weltmarkt für präzise Positioniertechnik ein. Seit 40 Jahren entwickelt und fertigt PI Standard- und OEM-Produkte mit Piezo- oder Motorantrieben. Mit vier Standorten in Deutschland und fünfzehn ausländischen Vertriebs- und Serviceniederlassungen ist die PI Gruppe international vertreten.

PI ALMA

Hauptreflektor und Subreflektor eines Vertex-Radioteleskops (Bild: ESO/NAOJ/NRA, Elisabeth Stenvers)

PI M-850KWAH

Sechsachsiges Positioniersystem (Hexapod) von PI zur präzisen Ausrichtung der Subreflektoren

PI ALMA Controller

Digitaler Hexapodcontroller mit vergrößerter Oberfläche
zur lüfterlosen Kühlung 

PI ALMA Antennen
ALMA in Betrieb: Radioteleskope der Vertex Antennentechnik GmbH auf Empfang (Bild: ESO/NAOJ/NRAO, J. Guarda)

Doris Knauer

Tel. 0721 4846-1814
Fax 0721 4846-1019
E-Mail d.knauer@pi.ws

Physik Instrumente (PI)
GmbH & Co. KG
Auf der Römerstraße 1
76228 Karlsruhe