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Astronomie - Bau des European Extremely Large Telescope (E-ELT) - Update

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5.12.2014

Der ESO-Council, das Führungsgremium der ESO, hat auf seiner letzten Sitzung [1] grünes Licht für den Bau des European Extremely Large Telescope (E-ELT) in zwei Phasen erteilt. Für die erste Phase wurden Ausgaben von rund einer Milliarde Euro bewilligt, wodurch die Baukosten eines voll funktionsfähigen Teleskops und einer Reihe leistungsstarker Instrumente eingeschlossen abgedeckt werden. Die Inbetriebnahme des Teleskops soll in 10 Jahren erfolgen. Es wird entscheidende wissenschaftliche Entdeckungen auf dem Gebiet der Exoplaneten, der stellaren Zusammensetzung von nahen Galaxien und im fernen Universum ermöglichen. Der bisher größte Industrieauftrag in der Geschichte der ESO für den Bau der Teleskopkuppel und der Teleskopstruktur wird im nächsten Jahr geschlossen.
Das E-ELT wird ein Teleskop für sichtbares Licht und das nahe Infrarot mit einen Hauptspiegel von 39 Metern Durchmesser auf dem Cerro Armazones in der chilenischen Atacama-Wüste werden, 20 Kilometer vom Very Large Telescope auf dem Cerro Paranal entfernt. Es wird gewissermaßen das größte Auge sein, das die Menschheit auf den Himmel richtet.
„Der Beschluss des Rates bedeutet, dass das Teleskop nun gebaut werden kann. Die wesentlichen Baumaßnahmen für das E-ELT sind nun finanziell gesichert und können nach Plan fortgeführt werden. Es ist schon viel Fortschritt auf dem Gipfel des Armazones in Chile zu sehen und die nächsten paar Jahre werden sehr aufregend sein”, kommentiert ESO-Generaldirektor Tim de Zeeuw die Entscheidung.
Der Bau des E-ELT wurde vom ESO-Council im Juni 2012 unter der Bedingung bewilligt, dass die Industrieaufträge mit einem Wert von über 2 Millionen Euro nur vergeben werden dürfen, sobald die Geldmittel für die Gesamtkosten des Teleskops von 1083 Millionen Euro (Geldwert von 2012) zu 90% gesichert sind. Eine Ausnahme wurde für die Baumaßnahmen am zukünftigen Standort bewilligt, die mit dem feierlichen Spatenstich im Juni 2014 begonnen haben und gut voranschreiten.
Bis auf weiteres werden 10% der gesamten Projektkosten auf eine zweite Phase verlagert. Mit dem ESO-Beitritt Polens haben die finanziellen Beiträge für das E-ELT nun mehr als 90% der Gesamtkosten der ersten Phase erreicht, die ein voll funktionsfähiges E-ELT hervorbringen wird. Zusätzliche Unterstützung wird vom zukünftigen Mitgliedsland Brasilien in den nächsten Jahren erwartet.
Um Projektverzögerungen zu verhindern, hat der ESO-Council beschlossen, dass der Baubeginn der ersten Phase des 39-Meter-Teleskops nun starten kann. Die so finanzierten Baumaßnahmen, die Ende 2015 freigegeben werden, beinhalten die Verträge für den Kuppelbau und die Teleskopstruktur – die größten in der Geschichte der ESO – und werden zum Bau eines voll funktionsfähigen E-ELT führen.
Unter die Teile des Teleskops, für die es noch keine Geldmittel gibt, fallen Teile des Systems für adaptive Optik, einige Arbeiten an den Instrumenten, die innersten fünf Ringe der Segmente des Hauptspiegels (210 Spiegelsegmente) und ein Satz Ersatzsegmente für den Hauptspiegel, die für eine noch effizientere Teleskopnutzung in der Zukunft nötig sind. Der Bau dieser Komponenten, deren Aufschub die außerordentlichen wissenschaftlichen Erfolge, die von dem Teleskop am Ende der ersten Phase erwartet werden, nicht mindern wird, soll genehmigt werden, sobald zusätzliche Geldmittel zur Verfügung stehen, einschließlich derer vom zukünftigen Mitgliedsland Brasilien.
Für weitere Informationen besuchen Sie diese FAQ-Seite und diesen Messenger-Artikel, der die Details erklärt.
„Die Geldmittel, die nun bewilligt wurden, erlauben den Bau eines vollfunktionsfähigen E-ELT, das das leistungsstärkste aller extrem großen Teleskope sein wird, die derzeit geplant sind, und eine allen anderen überlegene Lichtsammelfläche und Instrumentierung beinhaltet. Es wird sowohl die Charakterisierung von erdähnlichen Exoplaneten und eine Studie zur Auflösung von Sternpopulationen in nahen Galaxien erlauben, als auch eine hochempfindliche Beobachtung devs fernen des Universums”, erläutert de Zeeuw abschließend.
Endnoten
[1] Die Entscheidung benötigte zehn Ja-Stimmen. Drei der vierzehn Stimmen sind ad referendum-Stimmen, was bedeutet, dass sie vorerst als Ja-Stimme gewertet werden und vor der nächsten Ratssitzung von den zuständigen Behörden der jeweiligen Mitgliedsländer bestätigt werden müssen. Sobald diese Bestätigungen eingegangen sind, ist der Beschluss einstimmig.
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Diese künstlerische Darstellung zeigt das European Extremely Large Telescope (E-ELT) in seiner Kuppel. Das E-ELT wird ein Teleskop für sichtbares Licht und das nahe Infrarot mit einen Hauptspiegel von 39 Metern Durchmesser auf dem Cerro Armazones in der chilenischen Atacama-Wüste werden, 20 Kilometer vom Very Large Telescope auf dem Cerro Paranal entfernt. Es wird gewissermaßen das größte Auge sein, das die Menschheit auf den Himmel richtet.
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Dieses Bild der zukünftigen Heimat des E-ELT wurde Ende November 2014 vom nahegelegenen Paranal-Observatorium der ESO aus aufgenommen. Das Abtragen und Einebnen des Gipfels des Cerro Armazones ist bereits weit fortgeschritten und auch die neue breitere Straße, die sich ebenfalls im Bau befindet und sich über das Bild erstreckt, ist zu erkennen.
Quelle: ESO
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Update: 22.01.2015
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Die ESO vergibt Aufträge für die Trägerstruktur der Hauptspiegelsegmente des E-ELT

Dieses Bild, aufgenommen bei der ESO zeigt zwei Testsegmente für den39-Meter-Hauptspiegel des European Extremely Large Telescope. Das Prototypträgersystem für den linken Spiegel stammt von CESA (Spanien) und das für den rechten von VDL/TNO (Niederlande).
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Die ESO hat parallel Verträge mit CESA (Spanien) und VDL (Niederlande) zur Konstruktion und dem Bau von Qualifikationsmodellen [1] für die Trägerstruktur der Spiegelsegmente und dazugehörige Komponenten für den Hauptspiegel des European Extremely Large Telescopes (E-ELT) unterzeichnet. Dies folgt der früheren Entwicklung und Konstruktion von Prototypen, ihrem intensiven Test an ESO-Einrichtungen und einer detaillierten Analyse bislang gemachten Erfahrungen.
Der komplette E-ELT-Hauptspiegel wird 39 Meter Durchmesser haben. Die Spiegeloberfläche wird von 798 hexagonalen Segmenten gebildet, zuzüglich eines Satzes von Ersatzspiegeln insgesamt 931 Segmente. Die hexagonale Form ermöglicht es, dass die gleiche Trägerstruktur für alle Segmente verwendet werden kann. Diese Verträge beinhalten die Lieferung von detaillierten und kompletten Bauanleitungen sowie Konstruktionszeichnungen für die Produktion von Serienteilen. Sie enthalten auch die Beschreibung der Arbeitsschritte zur Integration der Tragstrukturen mit den E-ELT Glassegmenten, das Handling und den Transport der zusammengebauten Segmente sowie ihren Betrieb und die Wartung.
Die Verträge mit CESA und VDL laufen über eine Startphase von 30 Monaten. Sie besteht aus einer vorläufigen und detaillierten Entwicklungsphase gefolgt von der Produktion von Prototypen und deren Test. Von jedem Auftragnehmer werden vier Modelle übergeben. Am Ende des Projekts und bevor der Wettbewerb für die Serienproduktion startet, werden die Prototypenmodelle an der zugehörigen Testanlage der ESO für die Hauptspiegelsegmente des E-ELTs integriert und getestet.
Das First Light des E-ELT ist für das Jahr 2024 geplant, dann wird es damit beginnen die größten astronomischen Herausforderungen unserer Zeit in Angriff zu nehmen. Das riesige Teleskop wird die Erkundung unbekannter Bereiche unseres Universums ermöglichen – es wird das „weltweit größte Auge an den Himmel“ sein.
Endnote
[1] Qualifikationsmodelle sind Prototypen, die zum Nachweis geeignet sind, dass der Entwurf alle Anforderungen des Projekts erfüllt.
Quelle: ESO
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Update: 24.09.2015
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UK scientists seal deal on European Extremely Large Telescope's first-light spectrograph


UK researchers have today (22 September 2015) signed an agreement to lead one of the first instruments for what will become the World’s largest visible and infrared telescope, the European Extremely Large Telescope (E-ELT). The spectrograph, called HARMONI, to be led by University of Oxford and STFC’s UK Astronomy Technology Centre, will provide the European Southern Observatory (ESO)’s telescope with a sensitivity that is up to hundreds of times better than any current telescope of its kind. The agreement was signed at a ceremony in Oxford.
Perched on top of Cerro Armazones in the Atacama Desert of northern Chile, the E-ELT will have a giant main mirror 39 metres in diameter. It is one of the biggest global science collaborations in history and includes an £88 million investment by the UK government. UK industry has already won over £10 million worth of contracts from the E-ELT in advance of HARMONI and that figure is expected to at least match the UK government’s investment by the time construction is complete.
The telescope will enable scientists to see more distant objects than previously possible, allowing them to understand younger structures in our night sky than ever before — helping improve our understanding of the Universe, the effects of dark matter and energy, and planets outside of our solar system.
In its early days, the E-ELT will be equipped with three scientific instruments; two first light instruments, a camera (MICADO) and a spectrograph (HARMONI), followed soon after by the mid-infrared instrument (METIS). 
The HARMONI instrument will observe an astronomical object in three dimensions simultaneously, with spatial information in two dimensions and wavelength in the third. It is led by Professor Niranjan Thatte from the University of Oxford in collaboration with the Science and Technology Facilities Councils’s UK Astronomy Technology Centre, Edinburgh.
"We are privileged to be leading the design and construction of the first spectrograph for the E-ELT,” said Professor Thatte. “It will revolutionise observational astronomy through the 2020s and beyond. By studying the light from galaxies, distant and nearby, in great detail, we hope to unravel the physical processes that have shaped the cosmos throughout its history."
The spectrograph splits the light from the object in the sky into its component wavelengths or colours. Astronomers can use these ‘spectra’ to determine far more than images alone ever can: they reveal the motion, temperature and chemical composition of structures imaged using the telescope.
The HARMONI instrument will be especially powerful in that it combines imaging and spectroscopy using a technique called ‘integral field spectroscopy’. This enables spectra of many positions in a galaxy (for instance) to be measured simultaneously, producing a galaxy map in 3D including spatial information in two dimensions and wavelength in the third. The wavelength dimension tells astronomers the distribution of velocities within the image.
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This shows the contribution that HARMONI is expected to make in three key areas that are the core areas of study for the E_ELT:
“Stars” section shows a star-field in the Andromeda galaxy (M31) as would be observed by HARMONI (Credit: S.Zieleniewski),
“Planets” section shows an image of Io, a Jovian moon, as it would be observed by HARMONI (Credit: F. Clarke), and
“Galaxies” section shows the velocity fields in two galaxies at redshifts 2 - 3 (2 to 3 billion years after the Big Bang) as observed by HARMONI (Credit: M. Swinbank and S. Zieleniewski).
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HARMONI will be a versatile instrument, providing a range of scales, resolving power, field of view and wavelength ranges — for instance, providing high spectral resolution for bright objects or high sensitivity for dim, distant objects.
“HARMONI has been designed to be a workhorse instrument,” explains Professor Thatte. “It will be utilised by all the early science being carried out at the E-ELT. That’s why we designed it to be easy to calibrate and operate, providing the E-ELT with a ‘point and shoot’ spectroscopic capability.”
The device will be used across all of the E-ELT’s experiments in early years, from imaging planets to probing black holes. It will be used to directly observe planets and stars, providing early spectral analysis of exoplanets; to resolve individual stars, quantify the different types, their properties and their place in galaxy formation.
Colin Cunningham, Director of the UK Programme for the E-ELT, based at STFC’s UK ATC, said:
“It is very gratifying to see the UK-led HARMONI instrument for the E-ELT moving into its design and construction phase. It will provide a tremendous opportunity for UK astronomers to get early access to the outstanding science possible with the world’s largest optical and infrared telescope. UK industry also has an opportunity to benefit”.
Southampton-based company Selex ES which develops and manufactures sensors and systems, benefits from an ongoing relationship with STFC and ESO. A Selex ES spokesperson said:
“We are pleased to work with the astronomy community to support their ground breaking scientific advances.  The opportunity to provide detectors for a prestigious project such as E-ELT’s HARMONI will further develop this relationship and exploit our technology for large format detectors”.
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A cross-section of the HARMONI cryostat, from the conceptual design stage.
(Credit: HARMONI consortium)
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As well as project leadership, the UK will also deliver significant sub-systems. The University of Oxford will deliver the crucial User Interface software and simulation tools and, with help from STFC’s RAL Space, the four spectrographs. The UK ATC will host the system integration and test and deliver the main support structure and cryostat as well as wavefront sensing subsystems for the adaptive optics, in conjunction with Durham University.
Under the contract, the UK will receive just less than 20m Euros from ESO to cover the purchase of components by the consortium and STFC will contribute around £7M to support the required staff effort at Oxford and Edinburgh in the first four years.
Project Manager for HARMONI, UK ATC’s Ian Bryson said:
“To enable HARMONI to deliver great science, for the next 9 years the combined engineering and science team face a daunting challenge to produce this unique state of the art capability. The instrument is not just about high precision optics – all engineering disciplines are equally critical and we are fortunate in having a highly skilled team from across the consortium with the ingenuity, expertise and enthusiasm to make HARMONI a success.” 
Today’s agreement was signed by Professor Grahame Blair, Executive Director, Programmes, Science and Technology Facilities Council, on behalf of the consortium, and Professor Tim de Zeeuw, ESO Director General, at a ceremony at the University of Oxford, United Kingdom, on 22 September 2015. Professor Patrick Roche, President of ESO Council and Professor Niranjan Thatte, Principal Investigator for HARMONI, were also in attendance.
The project includes contributions from Centre de Recherche Astrophysique de Lyon and Laboratoire d'Astrophysique de Marseille, both in France, along with Instituto de Astrofísica de Canarias and Centro de Astrobiologia (CSIC - INTA), Instituto Nacional de Tecnica Aeroespacial, both in Spain.
Quelle: Science and Technology Facilities Council
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Update: 5.01.2016
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Bedeutender E-ELT-Meilenstein
Die ESO startet abschließende Beratungen über den Bau der E-ELT-Kuppel und der Teleskopstruktur
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In einer außerordentlichen Sitzung am 3. Februar 2016 in Garching bei München hat der ESO-Finanzausschuss die ESO ermächtigt, in abschließende Gespräche mit dem erfolgreichen Bieter der Ausschreibung für Entwurf, Herstellung, Transport, Bau, Vor-Ort-Montage und Überprüfung der Kuppel und der Hauptstruktur des European Extremely Large Telescope (E-ELT) einzutreten.
Die Gespräche zwischen der ESO und dem ACE-Konsortium, bestehend aus Astaldi, Cimolai und dem benannten Subunternehmer EIE-Group werden in Kürze beginnen. Ziel ist eine Vertragsunterzeichnung im Mai 2016.
Dieser für das Projekt wichtige Meilenstein ist der Höhepunkt der umfangreichen und intensiven Arbeit vieler Menschen. Der Vertrag wird der Größte jemals von der ESO genehmigte und der Größte jemals für ein bodengestütztes Teleskop geschlossene sein.
Sobald der Vertrag unterzeichnet ist, wird die ESO eine Pressemitteilung mit mehr Details und umfangreichen Informationen über die Gestaltung der Kuppel und der Teleskopstruktur veröffentlichen. Vorher werden keine weiteren Informationen über den Vertrag zur Verfügung stehen.
Quelle: ESO
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