Ein Prototyp eines Teleskops mit einer verbesserten Fähigkeit, sich bewegende Objekte zu finden, wird bald einsatzbereit sein. Seine Mission wird es sein, Asteroiden und Kometen zu entdecken, die eines Tages eine Bedrohung für die Erde darstellen könnten. Das System heißt Pan-STARRS (für Panorama-Vermessungsteleskop und Schnellreaktionssystem) und befindet sich auf dem Haleakala-Berg in Maui, Hawaii. Es ist das erste von vier Teleskopen, die zusammen in einer Kuppel untergebracht werden. Pan-STARRS wird mit der weltweit größten und fortschrittlichsten Digitalkamera ausgestattet sein und die Fähigkeit zur Erkennung erdnaher Asteroiden und Kometen um mehr als das Fünffache verbessern. "Dies ist ein wirklich riesiges Instrument", sagte der Astronom John Tonry von der Universität von Hawaii, der das Team bei der Entwicklung der neuen 1,4-Gigapixel-Kamera leitete. "Wir erhalten ein Bild mit einer Größe von 38.000 x 38.000 Pixel oder etwa 200-mal größer als mit einer High-End-Digitalkamera für Endverbraucher." Die Pan-STARRS-Kamera deckt einen Bereich des Himmels ab, der sechsmal so breit wie der Vollmond ist, und kann Sterne erkennen, die zehn Millionen Mal schwächer sind als die mit bloßem Auge sichtbaren.
Das Lincoln Laboratory am Massachusetts Institute of Technology (MIT) hat die CCD-Technologie (Charge Coupled Device) entwickelt, eine Schlüsseltechnologie für die Kamera des Teleskops. Mitte der neunziger Jahre entwickelten Forscher des Lincoln Laboratory das ladungsgekoppelte Gerät mit orthogonalem Transfer (OTCCD), ein CCD, das seine Pixel verschieben kann, um die Auswirkungen zufälliger Bildbewegungen aufzuheben. Viele Consumer-Digitalkameras verwenden ein bewegliches Objektiv oder eine Chiphalterung, um die Kamerabewegung zu kompensieren und damit Unschärfe zu reduzieren. Die OTCCD führt dies jedoch elektronisch auf Pixelebene und mit viel höheren Geschwindigkeiten durch.
Die Herausforderung der Pan-STARRS-Kamera ist ihr außergewöhnlich weites Sichtfeld. Bei weiten Sichtfeldern beginnt der Jitter in den Sternen über das Bild hinweg zu variieren, und ein OTCCD mit seinem Einzelverschiebungsmuster für alle Pixel beginnt, seine Wirksamkeit zu verlieren. Die von Tonry vorgeschlagene und in Zusammenarbeit mit dem Lincoln Laboratory entwickelte Lösung für Pan-STARRS bestand darin, ein Array von 60 kleinen, separaten OTCCDs auf einem einzelnen Siliziumchip herzustellen. Diese Architektur ermöglichte unabhängige Verschiebungen, die für die Verfolgung der unterschiedlichen Bildbewegungen über eine breite Szene optimiert wurden.
"Lincoln war nicht nur der einzige Ort, an dem die OTCCD demonstriert wurde, sondern die zusätzlichen Funktionen, die Pan-STARRS benötigte, machten das Design viel komplizierter", sagte Burke, der am Pan-STARRS-Projekt gearbeitet hat. "Es ist fair zu sagen, dass Lincoln in Bezug auf Chipdesign, Waferverarbeitung, Verpackung und Tests für die Bereitstellung dieser Technologie einzigartig ausgestattet war und ist."
Die Hauptaufgabe von Pan-STARRS ist es, erdnahe Asteroiden und Kometen zu entdecken, die für den Planeten gefährlich sein könnten. Wenn das System voll funktionsfähig ist, wird der gesamte von Hawaii aus sichtbare Himmel (etwa drei Viertel des gesamten Himmels) mindestens einmal pro Woche fotografiert, und alle Bilder werden im Maui High Performance Computer Center in leistungsstarke Computer eingegeben. Die Wissenschaftler des Zentrums analysieren die Bilder auf Veränderungen, die einen zuvor unbekannten Asteroiden aufdecken könnten. Sie werden auch Daten aus mehreren Bildern kombinieren, um die Umlaufbahnen von Asteroiden zu berechnen, und nach Hinweisen suchen, dass sich ein Asteroid auf einem Kollisionskurs mit der Erde befindet.
Pan-STARRS wird auch verwendet, um 99 Prozent der Sterne auf der Nordhalbkugel zu katalogisieren, die jemals von sichtbarem Licht beobachtet wurden, einschließlich Sternen aus nahe gelegenen Galaxien. Darüber hinaus bietet die Pan-STARRS-Untersuchung des gesamten Himmels Astronomen die Möglichkeit, Planeten um andere Sterne sowie seltene explosive Objekte in anderen Galaxien zu entdecken und zu überwachen.
Quelle: MIT
