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500-Megapixel-Kamera mit Verschluss "made in Bonn"

20.07.2009
Astronomen der Universität Bonn haben einen Kameraverschluss angefertigt, der die Größe einer Zimmertür hat. Zum Vergleich: Der Verschluss herkömmlicher Spiegelreflex-Kameras ist nur wenig größer als eine Briefmarke.

Der Rekord-"Shutter" wird im kommenden Jahr in der wohl weltgrößten Kamera zum Einsatz kommen. Mit ihr wollen Astrophysiker unter anderem nach Anhaltspunkten für die rätselhafte Dunkle Energie suchen.

Dark Energy Camera (Decam) - der Name ist Programm: Unter der Projektleitung des National Fermi Acceleration Laboratory der USA (kurz: Fermilab) entsteht derzeit, was im nächsten Jahr vermutlich die größte Kamera der Welt sein wird. Ihre Aufgabe: Mit perfekten Aufnahmen eines Großteils des gesamten Himmels unter anderem rund 500 Millionen Galaxien aufzuspüren. In diesem Datenmaterial wollen die Astrophysiker nach dem suchen, was ihnen Aufschluss über die Natur der rätselhaften Dunklen Materie liefern kann.

Ein "kleiner", aber feiner Teil dieser Kamera wird das Gütesiegel "Made in Bonn" tragen: Der Kameraverschluss (engl. Shutter) wird von Spezialisten des universitären Argelander-Instituts für Astronomie (AIfA) gefertigt. Die dortige technisch-wissenschaftliche Arbeitsgruppe hat sich in den letzten 20 Jahren einen Namen mit der Entwicklung von astronomischen Kameras und deren Zubehör gemacht. "Wir sind international eine der ersten Adressen, wenn es um den Bau großformatiger Kameraverschlüsse hoher Präzision und Zuverlässigkeit geht", betont Arbeitsgruppenleiter Dr. Klaus Reif.

Der Verschluss einer Kamera steuert, wie viel Licht auf ihren Aufnahmesensor fällt. Er besteht aus zwei Lamellen. Bei der Belichtung wird die erste Lamelle zur Seite gezogen, so dass der Sensor frei liegt. Anschließend wird die zweite Lamelle wieder vor die Öffnung gezogen und verschließt sie. Bei sehr kurzen Belichtungen folgt die zweite Lamelle, noch bevor die erste ganz verschwunden ist: Es entsteht ein sich bewegender Schlitz. Daher der Name "Schlitzverschluss".

In der Astronomie muss das mit extremer Genauigkeit funktionieren. Denn eine astronomische Kamera liefert nicht einfach nur Bilder. Sie ist vor allem ein Präzisionsmessinstrument zur Bestimmung der Helligkeit von Himmelsobjekten. Damit das exakt klappt, müssen die Belichtungszeiten für jeden beliebigen Pixel des Aufnahmechips auf weniger als eine tausendstel Sekunde genau eingehalten werden. "Für unseren 'Bonn Shutter' ist das kein Problem", betont Reif nicht ohne Stolz.

Das Präzisionsgerät hat das Format einer Zimmertür. Die zentrale Öffnung hat 60 Zentimeter Durchmesser - so groß ist das Sensorfeld der Dark Energy Camera mit seinen 62 Sensoren und ca. 500 Megapixeln. Momentan sind Entwicklung und Fertigung im Elektroniklabor des AIfA und in der feinmechanischen Werkstatt des Observatoriums "Hoher List" in vollem Gange. In einem Jahr soll der Decam-Shutter an das Fermilab ausgeliefert werden.

Supernova-Entdeckungsmaschine

Die Kamera soll dann unter anderem Supernovae aufspüren - das sind explodierende Sterne. Die Entdeckung und Untersuchung von neu aufflammenden Supernovae in fernen Galaxien lieferte ursprünglich den entscheidenden Hinweis auf eine - unerwartet - beschleunigte Ausdehnung des Weltalls. Als Ursache postulierten Astronomen die Dunkle Energie, deren Natur aber bis heute völlig unklar ist. Das Decam-Projekt ist aber nicht das einzige, bei dem eine riesige Kamera die entscheidenden Daten zur Erforschung der Dunklen Energie und Dunklen Materie bereitstellt. Und immer wieder sind die Bonner Spezialisten gefragt. So haben beispielsweise kürzlich die University of Hawaii und das National Optical Astronomy Observatory in den USA zwei Bonn Shutter bestellt.

Das einzigartige Prinzip der riesigen Bonner Schlitzverschlüsse wurde inzwischen als Erfindung anerkannt. Auf eine Auszeichnung ist Klaus Reif aber besonders stolz: "Ich bin kürzlich von der Firma Leica eingeladen worden und habe unsere Shutter dort vorgestellt."

Kontakt:
Dr. Klaus Reif
Argelander-Institut für Astronomie der Universität Bonn
Telefon: 0228/73-7834
E-Mail: reif@astro.uni-bonn.de

Frank Luerweg | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-bonn.de

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