Hochempfindliche Kamera schießt 1.500 Bilder pro Sekunde

Im Rahmen eines Projekts der ESO und des französischen Centre National de la Recherche Scientifique/Institut National des Sciences de l'Univers (INSU-CNRS) ist mit der „OCam“ eine Kamera entstanden, die 1.500 Bilder pro Sekunde schießt und dabei selbst mit geringster Belichtung auskommt.

Diese schnellste Hochpräzisions-Schwachlichtkamera der Welt wird neue Möglichkeiten für das Very Large Telescope (VLT) der ESO eröffnen, indem sie hilft, störende atmosphärische Effekte auszugleichen. „Die Bilder, die man dadurch erhält, werden schärfer sein als bei derzeitigen Weltraumteleskopen“, meint Projektkoordinator Philippe Feautrier, Spezialist für Detektoren am Laboratoire d'Astrophysique de Grenoble, im Gespräch mit pressetext. Unter anderem wollen Wissenschaftler damit Jagd auf extrasolare Planeten machen.

1.500 Bilder pro Sekunde sind zwar beachtlich, doch kein Weltrekord. Wirklich beachtlich ist erst, dass diese hohe Geschwindigkeit auch mit einer extrem hohem Empfindlichkeit kombiniert wird. „Die OCam bietet das, was wir ein Subelektronenrauschen nennen“, sagt Feautrier. Das bedeutet, dass das Ausleserauschen des CCD-Chips so gering ist, dass wirklich ein einzelnes Lichtteilchen gemessen werden kann. Die Kombination dieser Empfindlichkeit mit der hohen Geschwindigkeit ist eine technische Ausnahmeleistung. „Im Allgemeinen ist eine Kamera umso unempfindlicher, desto schneller sie ist“, betont Feautrier. Hergestellt werden die OCam und ihr Detektor CCD220 von der britischen e2v technologies, einem Spezialisten für Hochleistungskomponenten.

Zur Anwendung kommen wird die hochempfindliche Highspeed-Kamera zunächst in der Astronomie, als Teil adaptiver Optiksysteme. Diese dienen dazu, das für wissenschaftliche Zwecke extrem störende „Funkeln“ der Sterne auszugleichen, das auf atmosphärische Turbulenzen zurückzuführen ist. Der Ansatz basiert auf der Berechnung von Echtzeitkorrekturen mithilfe einer Hochgeschwindigkeitskamera und die OCam setzt in diesem Bereich neue Maßstäbe. „Die Kamera wird große Sprünge in vielen Bereichen der Erforschung des Universums ermöglichen“, so Norbert Hubin, Leiter der ESO-Abteilung Adaptive Optics. Die OCam wird im VLT-Instrument „SPHERE“ zum Einsatz kommen, das 2011 installiert wird. Mit diesem Instrument wollen Wissenschaftler extrasolare Planeten direkt abbilden und dadurch die Erforschung ferner Welten vorantreiben.

Die OCam und ihr CCD-Detektor sind das Ergebnis eines fünfjährigen Projekts, das auch von der Europäischen Kommission mitfinanziert wurde. Es ist vorstellbar, dass die Kamera auch andere Forschungsgebiete erobert. „Ich denke, dass sie für biomedizinische Bildgebung interessant sein könnte“, meint Feautrier. Allerdings könnten die hohen Kosten des Systems für etwaige andere Anwendungen ein Hindernis sein.