Schweizer Präzision für das grösste Radioteleskop der Welt
Das Square Kilometre Array Observatory (SKAO) ist ein herausragendes Beispiel für erfolgreiche internationale wissenschaftliche Zusammenarbeit. Es vereint zahlreiche Länder mit dem Ziel, das weltweit grösste Radioteleskop zu errichten. Die Schweiz ist seit 2022 Mitglied dieser Forschungsorganisation und leistet einen wichtigen Beitrag zu diesem ambitionierten Projekt.

Die Antennen des SKAO entstehen derzeit an zwei Standorten: Bis 2030 werden im westaustralischen Outback mehr als 300 Antennencluster errichtet, die in einem spiralförmigen Muster über Dutzende Kilometer hinweg verteilt sind. Jeder Cluster besteht aus 256 identischen, einfach gebauten Antennen; gesamthaft sind das somit mehr als 78’000 Antennen. In der südafrikanischen Karoo-Wüste werden 144 Schüsseln mit einem Durchmesser von 15 Metern installiert. Gemeinsam bilden die zwei Standorte auf zwei Kontinenten das empfindlichste radioastronomische Observatorium, das je gebaut wurde. Dank dieser hochsensiblen Instrumente werden Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die jüngsten Jahre des Universums erforschen, das Leben und Sterben der ersten Sterne beobachten und die Entstehung der frühesten Galaxien besser verstehen
Empfindliche Technik
Entsprechend sensibel reagieren die Instrumente auch auf menschliche Aktivitäten, insbesondere elektromagnetische Strahlung im Hochfrequenzbereich. Manche Mobiltelefone senden beispielsweise selbst im ausgeschalteten Zustand Signale zur Ortung aus. In der Nähe der Teleskope sind diese stark genug, um die empfindlichen Verstärker in Teleskopen zu beschädigen.
Während die Antennen in Südafrika errichtet werden, läuft der Betrieb des seit 2018 aktiven Radioteleskop-Netzwerks MeerKAT weiter. Daher sind besondere Schutzmassnahmen nötig. So dürfen etwa Autos oder Krane nicht ohne vorherige Prüfung ihres elektronmagnetischen Strahlungsprofils auf die Baustelle. WLAN und Bluetooth sind gänzlich untersagt, ebenso Geräte wie Mikrowellen und Winkelschleifer. können.

Beiträge aus der Schweiz
Seit Baubeginn im Jahr 2021 werden die Antennencluster und Schüsseln fortlaufend aufgebaut. Im September 2024 wurden erstmals die Messungen zweier Cluster korreliert und ein sogenanntes Interferenzmuster sichtbar gemacht. Im März 2025 waren es bereits vier Cluster. Mit diesem bewährten Trick können Astronominnen und Astronomen mehrere kleine, verbundene Teleskope rein rechnerisch zu einem leistungsfähigeren, grösseren Teleskop kombinieren. Damit dies funktioniert, müssen alle Signale mit höchster Präzision synchronisiert werden. Hier kommt ein entscheidender Beitrag der Schweiz ins Spiel: die Wasserstoffmaser.
Was sind Wasserstoffmaser?
Ein neutrales Wasserstoffatom besteht aus zwei Teilchen: einem Proton und einem Elektron. Je nach relativer Ausrichtung ihres intrinsischen Drehmoments (Spins) hat das Atom eine etwas höhere oder niedrigere Energie. In einem Wasserstoffmaser wird dieser Energieübergang genutzt, um äusserst hochpräzise und hochstabile Zeitsignale zu erzeugen. Diese Stabilität ist für radioastronomische Beobachtungen mit mehreren Teleskopen entscheidend, da schon minimale Abweichungen in der Zeitmessung erhebliche Fehler in den astronomischen Daten verursachen.
SKAO bezieht weitere essenzielle Komponenten aus der Schweiz: In den Antennen in Australien werden über 150'000 Hochfrequenzkabel und -stecker verbaut, die die Signale aus dem All übermitteln und zur Nachbearbeitung ins Rechenzentrum weiterleiten. Diese hochqualitativen Komponenten wurden hierzulande entwickelt und sorgen für eine zuverlässige Übermittlung der Daten, damit sie später Forschende in der Schweiz und anderswo auswerten können.

Zu Besuch in Zürich
Der Rat von SKAO ist dessen höchstes Leitungsorgan. Er vereint die derzeit zwölf Mitgliedstaaten und vier Beobachterstaaten von SKAO und tagt ungefähr dreimal pro Jahr, um strategische Weichenstellungen zu treffen. Vom 17. bis 19. März 2025 hat die Schweiz den Rat in Zürich empfangen. Das Schweizer SKA-Konsortium und das Staatssekretariat für Bildung, Forschung und Innovation (SBFI) haben den Anlass mitorganisiert und -unterstützt.
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