Technik kurz erklärt Die Entwicklung des Arecibo-Teleskops

Autor: M.A. Bernhard Richter

In unserer Serie „Technik kurz erklärt“ stellen wir jede Woche ein Meisterwerk der Konstruktion vor. Heute: Das Arecibo-Teleskop.

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Das Arecibo Teleskop - lange Zeit das größte Teleskop der Welt.
Das Arecibo Teleskop - lange Zeit das größte Teleskop der Welt.
(Bild: Arecibo Observatory / Chris Amelung / CC BY 2.0)

Das Arecibo-Teleskop war ein 305 m großes sphärisches Reflektor-Radioteleskop, das in eine natürliche Senke in der Nähe von Arecibo, Puerto Rico, gebaut wurde. Ein kabelmontierter, lenkbarer Empfänger und mehrere Radarsender wurden in 150 m Höhe über der Schüssel montiert. Das Arecibo-Teleskop war 53 Jahre lang das größte Einzelteleskop der Welt, bis es im Juli 2016 vom FAST in Guizhou, China, übertroffen wurde.

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Das Teleskop wurde vor allem für Forschungen in der Radioastronomie, der Atmosphärenforschung und der Radarastronomie sowie für die Suche nach außerirdischer Intelligenz (SETI) genutzt. Die NASA nutzte das Teleskop auch für Programme zur Erkennung erdnaher Objekte.

Ursprung im kalten Krieg

Die Ursprünge des Observatoriums gehen auf die Bemühungen der 1950er Jahre zurück, eine Abwehr gegen ballistische Interkontinental-Raketen zu entwickeln.

Das Observatorium wurde zwischen Mitte 1960 und November 1963 gebaut. William E. Gordon und George Peter von der Cornell University beaufsichtigten den Entwurf für die Erforschung der Ionosphäre der Erde. Ihnen gefielen die Dolinen in den Karstgebieten von Puerto Rico, die perfekte Hohlräume für eine sehr große Schüssel boten. Ursprünglich war ein feststehender Parabolreflektor vorgesehen, der in eine feste Richtung zeigte, mit einem 150 m hohen Turm, der die Ausrüstung im Brennpunkt hielt.

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George Doundoulakis erkannte die Einschränkungen, die ein Turm oder ein Stativ um das Zentrum (den wichtigsten Bereich des Reflektors) herum dargestellt hätte, und entwarf ein besseres Design, indem er die Einspeisung aufhängte. Er präsentierte der Cornell University seinen Vorschlag für ein torusartiges Fachwerk, das an vier Seilen von vier Türmen über dem Reflektor aufgehängt war und an seinem Rand eine Schienenbahn für die azimutale Fachwerkpositionierung hatte.

Diese zweite Traverse in Form eines Bogens sollte darunter aufgehängt werden, der sich auf den Schienen um 360 Grad drehen sollte. Der Bogen hatte auch Schienen, auf denen sich die Einheit für die Höhenpositionierung bewegen würde. Ein Gegengewicht würde sich symmetrisch gegenüber dem Vorschub bewegen, um Stabilität zu gewährleisten, und im Falle eines Orkans könnte der gesamte Vorschub angehoben und abgesenkt werden. Helias Doundoulakis entwarf das Seilaufhängungssystem, das schließlich angenommen wurde.

Erste Schäden

Am 21. September 2017 verursachten starke Winde einen Bruch der 430-MHz-Leitungszuführung, die auf die Hauptantenne fiel und etwa 30 der 38.000 Aluminiumplatten beschädigte. Die meisten Arecibo-Beobachtungen nutzten nicht die Leitungseinspeisung, sondern verließen sich stattdessen auf den Empfänger in der Kuppel. Insgesamt war der Schaden minimal, aber er trübte die Zukunft des Observatoriums weiter.

Die Wiederherstellung aller früheren Fähigkeiten erforderte mehr als das bereits bedrohte Betriebsbudget des Observatoriums, und die Nutzer befürchteten, dass stattdessen die Entscheidung getroffen werden würde, das Observatorium stillzulegen.

Am 10. August 2020 brach ein Stützkabel der Hilfsplattform von Turm 4 und verursachte Schäden am Teleskop, einschließlich eines 30 m langen Risses in der Reflektorschüssel. Die Anlage war kürzlich nach dem Durchzug des Tropensturms Isaias wieder geöffnet worden.

Es war unklar, ob der Kabelbruch durch Isaias verursacht wurde. Die Schäden betrafen sechs bis acht Paneele in der Kuppel und die Plattform, die für den Zugang zur Kuppel verwendet wird.

Das Ende

Kurz vor dem 1. Dezember 2020 rissen laut Ángel Vázquez, dem Leiter des Observatoriums, auch die Litzen der Tragseile des Empfängers. Dies führte zum Einsturz der Empfängerplattform gegen 7:55 Uhr Ortszeit am 1. Dezember 2020, als das zweite Hauptkabel von Turm 4 riss und die anderen beiden verbleibenden Stützkabel kurz darauf ebenfalls aufgaben.

Der Einsturz der Empfängerstruktur und der Kabel auf die Schüssel verursachte umfangreiche zusätzliche Schäden. Als der Empfänger fiel, scherte er auch die Spitzen der Türme ab, durch die die Stützkabel liefen.

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Über den Autor

M.A. Bernhard Richter

M.A. Bernhard Richter

Redakteur Online/Print/Video, konstruktionspraxis – Alles, was der Konstrukteur braucht