Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

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

nächste Meldung

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."

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

nächste Meldung

Im Focus: LaserTAB: Effizientere und präzisere Kontakte dank Roboter-Kollaboration

Auf der diesjährigen productronica in München stellt das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT das Laser-Based Tape-Automated Bonding, kurz LaserTAB, vor: Die Aachener Experten zeigen, wie sich dank neuer Optik und Roboter-Unterstützung Batteriezellen und Leistungselektronik effizienter und präziser als bisher lasermikroschweißen lassen.

Auf eine geschickte Kombination von Roboter-Einsatz, Laserscanner mit selbstentwickelter neuer Optik und Prozessüberwachung setzt das Fraunhofer ILT aus Aachen.

Im Focus: LaserTAB: More efficient and precise contacts thanks to human-robot collaboration

At the productronica trade fair in Munich this November, the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT will be presenting Laser-Based Tape-Automated Bonding, LaserTAB for short. The experts from Aachen will be demonstrating how new battery cells and power electronics can be micro-welded more efficiently and precisely than ever before thanks to new optics and robot support.

Fraunhofer ILT from Aachen relies on a clever combination of robotics and a laser scanner with new optics as well as process monitoring, which it has developed...

Im Focus: The pyrenoid is a carbon-fixing liquid droplet

Plants and algae use the enzyme Rubisco to fix carbon dioxide, removing it from the atmosphere and converting it into biomass. Algae have figured out a way to increase the efficiency of carbon fixation. They gather most of their Rubisco into a ball-shaped microcompartment called the pyrenoid, which they flood with a high local concentration of carbon dioxide. A team of scientists at Princeton University, the Carnegie Institution for Science, Stanford University and the Max Plank Institute of Biochemistry have unravelled the mysteries of how the pyrenoid is assembled. These insights can help to engineer crops that remove more carbon dioxide from the atmosphere while producing more food.

A warming planet

Im Focus: Hochpräzise Verschaltung in der Hirnrinde

Es ist noch immer weitgehend unbekannt, wie die komplexen neuronalen Netzwerke im Gehirn aufgebaut sind. Insbesondere in der Hirnrinde der Säugetiere, wo Sehen, Denken und Orientierung berechnet werden, sind die Regeln, nach denen die Nervenzellen miteinander verschaltet sind, nur unzureichend erforscht. Wissenschaftler um Moritz Helmstaedter vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt am Main und Helene Schmidt vom Bernstein-Zentrum der Humboldt-Universität in Berlin haben nun in dem Teil der Großhirnrinde, der für die räumliche Orientierung zuständig ist, ein überraschend präzises Verschaltungsmuster der Nervenzellen entdeckt.

Wie die Forscher in Nature berichten (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005), haben die...

Im Focus: Highly precise wiring in the Cerebral Cortex

Our brains house extremely complex neuronal circuits, whose detailed structures are still largely unknown. This is especially true for the so-called cerebral cortex of mammals, where among other things vision, thoughts or spatial orientation are being computed. Here the rules by which nerve cells are connected to each other are only partly understood. A team of scientists around Moritz Helmstaedter at the Frankfiurt Max Planck Institute for Brain Research and Helene Schmidt (Humboldt University in Berlin) have now discovered a surprisingly precise nerve cell connectivity pattern in the part of the cerebral cortex that is responsible for orienting the individual animal or human in space.

The researchers report online in Nature (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005) that synapses in...