Testanlage ETpathfinder geht in eine neue Phase
Ein Fortschritts-Workshop im Februar stellt den Beginn einer neuen Phase der internationalen Testanlage ETpathfinder dar. In ihrem Reinraum in Maastricht bauen europäische Forschende und Unternehmen ein realistisches Modell der vibrationsfreien Interferometer, die das Herzstück des Einstein-Teleskops bilden werden.
Wo vor weniger als 4 Jahren noch Bagger den Boden einer alten Lagerhalle aufgerissen haben, befindet sich heute ein Reinraum der Spitzenklasse. In der ETpathfinder-Anlage mit sechs hoch aufragenden Vakuumbehältern, die durch Strahlrohre miteinander verbunden sind, werden zentrale Technologien des zukünftigen Einstein-Teleskops entwickelt und getestet.
„Die erste Phase des Aufbaus der Infrastruktur ist nun praktisch abgeschlossen“, erklärt Projektleiter Prof. Stefan Hild (Universität Maastricht), der sich darauf freut, Technologien aus ganz Europa in den ersten Vakuumturm zu integrieren. Während ihres Fortschritts-Workshops in der ersten Februarwoche diskutierten ETpathfinder-Forschenden aus den teilnehmenden Labors in ganz Europa die nächsten Schritte für die Einrichtung.
Auf dem neuesten Stand der Technik bleiben
Einer der Teilnehmer an dem Workshop war Rafael Garcia vom spanischen Institut für Hochenergiephysik IFAE. Er erinnert sich daran, wie seine Arbeitsgruppe gebeten wurde, bei der Fertigstellung der Hitzeschilde für ETpathfinderzu helfen, die in vier Stufen zur thermischen Isolierung der Spiegel im innersten Teil des ETpathfinders beitragen. Garcia: „Diese Schilde schützen die Spiegel vor Wärmestrahlung aus der Umgebung. Das Design muss auch die Montage und den Zugang zu den Spiegeln berücksichtigen, neben anderen Fertigungsaspekten, die mit der Umgebung in einem Ultrahochvakuum zusammenhängen.”
Auf die Frage, warum sich das IFAE für das ETpathfinder-Projekt entschieden hat, muss Garcia nicht lange nachdenken. „IFAE ist Teil des Einstein-Teleskops und arbeitet immer gerne mit hochkarätigen Institutionen zusammen. Dies ist der Fall bei ETpathfinder, der wahrscheinlich fortschrittlichsten Forschungs- und Entwicklungsplattform für ET in Europa. Für mich persönlich ist es ein Privileg, für eine solche Forschungseinrichtung arbeiten zu dürfen. Das ermöglicht es mir, auf dem neuesten Stand zu bleiben!“
Außergewöhnlich
Das Einstein-Teleskop ist das europäische geplante unterirdische Observatorium für Gravitationswellen. Diese winzigen Erschütterungen der Raumzeit treten auf, wenn schwarze Löcher oder andere kompakte stellare Objekte im Universum zusammenstoßen. Das Einstein-Teleskop wird diese Wellen messen, indem es die Länge von Laserlaufstrecken zwischen Spiegeln in seinen 10 Kilometer langen Tunneln ständig überwacht.
Um die erforderliche Empfindlichkeit des Einstein-Teleskops zu erreichen – zehnmal besser als bei derzeitigen Observatorien – sind außergewöhnliche Maßnahmen erforderlich. Dazu gehören schwingungsdämpfende Pendel, um die Ausrüstung von der Mikroseismik der Erde zu isolieren, eine Vakuumumgebung und sogar eine kryogene Kühlung, um die Vibrationen der Spiegel selbst zu dämpfen.
Integriert
Ein Beispiel für neue Technologien, die in ETpathfinder zum Einsatz kommen, ist das innovative Kühlsystem, das von einem Konsortium aus drei niederländischen Unternehmen im Rahmen eines kürzlich gewährten Forschungs- und Entwicklungszuschusses für ETpathfinder entwickelt wird. Und es sind nicht nur Unternehmen, die technologische Lösungen zu ETpathfinder beisteuern.
Nur wenige Wochen nach dem Fortschritts-Workshop installierte ein Team des polnischen Nicolaus-Copernicus-Astronomical-Centers ein Paket von Seismometern und Infraschalldetektoren, um die Anlage in Maastricht zu überwachen und den Außenlärmpegel zu bestimmen, damit die Leistung der Schwingungsdämpfungstürme von ETpathfinder kalibriert werden kann. Diese Türme sind für das künftige Einstein-Teleskop von entscheidender Bedeutung, da sie das Lasersystem des Observatoriums von äußeren Vibrationen isolieren werden.
Als Forschungs- und Entwicklungseinrichtung wird ETpathfinder nicht in der Lage sein, selbst Gravitationswellen aufzuspüren – die zehn Meter langen Arme seiner Interferometer müssten dafür 1000-mal so lang sein. Aber als Ort, an dem die geplante Technologie getestet und integriert werden kann, trägt ETpathfinder bereits zum Erfolg des künftigen europäischen Observatoriums für Gravitationswellen bei, indem es zeigt, dass die vorgeschlagenen Lösungen für technologische Herausforderungen in einer realistischen Umgebung funktionieren.
