Für etwa 300 Nächte im Jahr ist Mauna Kea auf der Big Island von Hawaii einer der besten Orte der Welt für bodengestützte Astronomie. Auf einer Höhe von 4.205 Metern befindet sich der Gipfel über einem großen Teil der Erdatmosphäre. Normalerweise ist der Himmel klar, ruhig und trocken. In der Tat sitzen 13 Riesenteleskope auf dem Gipfel von Mauna Kea und haben einige der größten Entdeckungen in der Astronomie gemacht. Aber für die verbleibenden Nächte des Jahres können verschiedene wetterbedingte Probleme Astronomen davon abhalten, zu beobachten, und Besucher davon abhalten, auf den Gipfel zu klettern, um sich selbst von diesem unberührten Himmel zu überzeugen und einige unserer größten Augen zu beobachten die Himmelsaktion. Manchmal halten Wolken, starker Wind oder Luftfeuchtigkeit die Teleskopkuppeln geschlossen, manchmal kann Schnee die Straßen schließen. Bei einem kürzlichen Besuch in Hawaii hielt starker Schneefall die Straßen drei Tage lang gesperrt, und meine lange geplante Reise zum Gipfel des Mauna Kea wurde enttäuschenderweise geschrubbt. Aber ich habe eine großartige Tour hinter die Kulissen des Hauptquartiers des W. M. Keck Observatoriums in Waimea bekommen.
Während sich die Teleskope oben auf dem Berg befinden, arbeiten Astronomen selten selbst an den Teleskopen. Stattdessen arbeiten sie in Remote-Operations-Büros im Hauptquartier in Waimea. Für jedes der beiden 10-Meter-Keck-Teleskope gibt es einen Operationsraum: Remote Operations 1 funktioniert mit dem Keck 1-Teleskop:
Und Remote Operations 2 funktioniert Keck 2:
Ich kam am Morgen an, bevor einer der Astronomen dort war. "Menschen, die für Keck arbeiten, helfen den besuchenden Astronomen", sagte Alexandra Starr, die mit den Medien zusammenarbeitet und Informationsbeauftragte im Keck-Hauptquartier ist. „Normalerweise fangen die besuchenden Astronomen gegen 2 Uhr an zu filtern, und die Leute, die auf dem Gipfel arbeiten, bereiten die Dinge auf das vor, was die Astronomen beobachten wollen. Hier unten gibt es eine Kamera, mit der die Teleskope genau dort ausgerichtet werden können, wo sie es haben möchten. “
Die Kuppeln des Teleskops können jedoch erst geöffnet werden, wenn die Sonne untergeht.
"Sobald sie alles eingerichtet haben, gehen sie früh essen und kommen dann hierher zurück und beobachten die ganze Nacht", sagte Starr. „Wir haben jedoch Leute, die rund um die Uhr arbeiten. Für Astronomen, die schon einmal hier waren, brauchen sie manchmal nicht viel Unterstützung, aber unsere Unterstützungsastronomen helfen allen besuchenden Astronomen, die bestmögliche Beobachtung zu erhalten und die Informationen zu erhalten, die sie benötigen, während sie am Himmel sind. "
Ungefähr 125 Menschen arbeiten Vollzeit bei Keck, von denen zwei Drittel Einheimische aus Hawaii sind. Mit einem jährlichen Betriebsbudget von 11 Millionen US-Dollar ist das Observatorium einer der größten Arbeitgeber der Stadt.
Im Hauptquartier gibt es Eigentumswohnungen, in denen die besuchenden Astronomen übernachten können:
Die meisten Astronomen haben nur zwei Nächte Zeit zum Beobachten, und Starr sagte, es kann bis zu anderthalb Jahre dauern, bis Astronomen einen Vorschlag zur Verwendung der Keck-Teleskope einreichen, bis sie tatsächlich beobachten können. Aber manchmal, abhängig vom Astronomen und dem, was sie beobachten, können sie ziemlich schnell wieder zurückkehren, wenn das Wetter keine Beobachtung zulässt.
"Die letzten 2 Nächte haben wir nicht beobachtet und diese Leute sind in der Stadt bereit zu gehen", sagte Starr.
Auf der Rückseite der Einrichtungen befindet sich das eigene Mechanikergeschäft des Observatoriums. "Wir haben acht Autos mit Allradantrieb, um zum Gipfel zu gelangen, und unsere eigene Mechanikerwerkstatt, um sie alle in Topform zu halten", sagte Starr.
Der Hauptsitz des Keck-Observatoriums in Waimea ist für Besucher geöffnet. Freiwillige Führer sind von Dienstag bis Freitag von 10 bis 14 Uhr verfügbar. Informationen über Keck und die anderen Mauna Kea Observatorien auszutauschen. Das Besucherzentrum verfügt auch über einen Konferenzraum für öffentliche Vorträge von Astronomen.
Im Inneren befinden sich Modelle und Bilder der beiden 10-Meter-Keck-Teleskope:
Die Twin-Keck-Teleskope sind die weltweit größten optischen und Infrarot-Teleskope. Jedes Teleskop ist acht Stockwerke hoch, wiegt 300 Tonnen und arbeitet mit Nanometergenauigkeit. Die Primärspiegel der Teleskope haben einen Durchmesser von 10 Metern und bestehen jeweils aus 36 sechseckigen Segmenten, die zusammen als ein Stück reflektierendes Glas arbeiten.
Draußen im Innenhof des Besucherzentrums befindet sich eine Rasenfläche, die nur die Größe eines der sechseckigen Segmente darstellt und einen Durchmesser von 1,8 Metern hat.
Jedes Segment wiegt 0,5 Tonnen (880 Pfund) und ist drei Zoll dick. Sie bestehen aus einem Glas-Keramik-Verbundwerkstoff namens Zerodur. Zerodur selbst ist nicht reflektierend, daher sind sie mit einer dünnen reflektierenden Aluminiumschicht bedeckt.
„Während das Teleskop tatsächlich arbeitet, wird die Position der einzelnen Spiegel ständig fein eingestellt, um sicherzustellen, dass sie alle ausgerichtet sind“, sagte unsere Reiseleiterin Rosalind Redfield.
Am Teleskop wird die Figur jedes Segments durch ein System extrem starrer Stützstrukturen und einstellbarer Kettbänder stabil gehalten. Während der Beobachtung stellt ein computergesteuertes System von Sensoren und Aktoren die Position jedes Segments - relativ zum benachbarten Segment - auf eine Genauigkeit von vier Nanometern ein, etwa die Größe einiger Moleküle oder etwa 1 / 25.000 des Durchmessers eines Menschen Haar. Diese Einstellung von zweimal pro Sekunde wirkt der Schwerkraft wirksam entgegen.
Oben auf dem Gipfel (den ich nur mit Bildern des Keck-Observatoriums teilen kann) sagte Redfield, es sei wie auf der anderen Seite des Mondes. "Dort wächst absolut nichts auf, die Höhe ist so hoch, dass es völlig unfruchtbar ist", sagte sie. "Es gibt feinen, sandigen Schmutz, und sie mögen es nicht, wenn Leute dort hinauffahren, da er Staub aufwirbelt. Die asphaltierte Straße führt nur so weit, und jeder, der auf dem Gipfel fährt, erzeugt genug Staub, der ein Problem verursachen kann, und die Leute dürfen nur mit Allradantrieb vorfahren. “
Die Sonne geht auf Mauna Kea unter, während sich die beiden Kecks auf die Beobachtung vorbereiten. Bildnachweis: Laurie Hatch / W. Keck Observatorium
Die beiden Keck-Teleskope und die 8,3-Meter-Subaru-Teleskope nehmen die Spitze des Berges ein. Dazu kommt das 8,1-Gemini-Nordteleskop, das 0,6-m-Bildungsteleskop der Universität von Hawaii in Hilo, ein 2,2-m-Teleskop, das Institut für Astronomie der Universität von Hawaii, die 3-Meter-NASA-Infrarot-Teleskopanlage, die 3,6-Meter-Kanada-Teleskopanlage. Frankreich-Hawaii-Teleskop, das 3,8-Meter-UKIRT (United Kingdom Infrared Telescope), das 10,4-Caltech-Submillimeter-Observatorium, das 15-Meter-James-Clerk-Maxwell-Teleskop, das 8x6-Meter-Submillimeter-Array und das 25-Meter-Very-Long-Baseline-Array.
Aber für mich kein Aufstieg zum Gipfel - diesmal sowieso nicht! Ich hoffe, eines Tages nach Mauna Kea zurückkehren zu können, um aus erster Hand zu sehen, wo Wissenschaft und Natur zusammenkommen, um die weitere Entdeckung unseres Universums zu ermöglichen.
Weitere Informationen über das Keck-Observatorium finden Sie auf dessen Website. Wenn Sie in Hawaii sind oder die Big Island besuchen möchten, finden Sie hier Informationen darüber, wie Sie das Hauptquartier des Observatoriums besuchen oder zum Gipfel gehen können.
