It was my second visit at the telescope after being there in 2001 on the occassion of an open day, and a lot has changed. An aisle was cut into the forest surrounding the radio telescope and a newly built visitor´s pavillon is open to the public several times a week. A free 17 minute movie can be watched from the outside at any time. I was amazed, that there is more public outreach nowadays (maybe they took the American observatories as an example). A short planetary path (750 m) leads from the parking lot to the visitor´s pavillon. If you like hiking, you can also walk along a milky way path which is 4 km long.
The structure itself is just enormous. The diameter of the dish is 100 m, its light collecting area some 7850 m², which is comparable to a soccer field. Actually, I wonder if they would organize an Indy 500 inside the scope if it was located in the States :-)
The focal length is 30 meters. It is a physical fact, that the resolving power of a telescope is proportional to the wavelength and inversely proportional to the diameter of the scope. Therefore, you need huge dishes for (long) radio waves in order to obtain a resolving power comparable to optical telescope. Despite its size, the resolving power is only 9.4 arcminutes at 1.4 GHz (21 cm radiation) and 10 arcseconds for a wavelength of 3.5 mm (86 GHz). Compare that to the 0.3 arcseconds that I theoretically can resolve with my 0.46 m telescope (at a wavelength of 0.5 µm). The surface accuracy was required to be below 1 mm peak to valley but the engineers were able to realize 0.45 mm (yes, over the whole diamater of 100 meters). The weight of the telescope is 3200 metric tons (that is 8 times the mass of a Boeing 747 airplane or 40 elefants).
The rails on which the radio telescope is resting and is rotated in azimuth on can be positioned to 0.2 mm, which equals 1 arcsecond. This concurrently is the overall position accuracy. The annular gear for the movement in elevation has a radius of 28 m.
Considering the size, it is quite interesting that the 16 rotating motors each have a power of only 10.2 kW (that is 220 horse powers altogether).
The construction is designed in a fashion that gravitational forces do not influence the surface quality, the so-called homologuous deformation. Whereever the scope is pointing at, the parabolic shape is maintained. The only thing one has to do is to readjust the focal point. A splendid masterstroke of engineering! In 1974, the telescope won the European Steel Construction Prize.
Standing in front of it, even from a reasonable distance, is impressive. Radio telescopes can be used night and day, so, when looking at it for some time you can be sure that it will move. Considering the size, it is pretty quick. A full rotaion of 360° takes some 12 minutes, swiveling 90° takes 6 minutes.
Some 20% of the discoveries in the radio sky were made in Effelsberg. If you are in the area, you should definitely include a short visit at the telescope. You will like it!
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Das Radioteleskop Effelsberg wurde 1972 eröffnet und war für fast drei Jahrzehnte das größte, komplett steuerbare Radioteleskop bevor es im Jahre 2000 vom Green Bank Radioteleskop in West Virginia übertroffen wurde. Es befindet sich nahe der früheren westdeutschen Hauptstadt Bonn und dem weltberühmten Nürburgring und wird vom Max-Plack-Institut für Radioastronomie unterhalten, dessen Zentrale sich in Bonn befindet.
Es war mein zweiter Besuch beim Teleskop, nachdem ich im Jahre 2001 anlässlich eines Tages der Offenen Tür dort war, und es hat sich eine Menge geändert. Es wurde eine Waldschneise in den das Teleskop umgebenden Wald geschlagen und ein neu errichteter Besucherpavillon ist für die Öffentlichkeit mehrmals wöchentlich geöffnet. Ein kostenloser 17 minütiger Film kann von außen jederzeit angesehen werden. Ich war überrascht, daß es heute mehr Öffentlichkeitsarbeit gibt (vielleicht nahmen sie sich die amerikanischen Observatorien als Vorbild). Ein kurzer Planetenweg (750 m) führt vom Parkplatz zum Besucherpavillon. Wenn Sie gerne wandern, können Sie einen 4 km langen Milchstraßenweg entlang laufen.
Die Struktur selbst ist riesig. Der Durchmesser der Schüssel beträgt 100 m, die Lichtsammelfläche ist etwa 7850 m², das ist vergleichbar mit einem Fußballfeld. Ehrlich gesagt frage ich mich, ob man einen Indy 500 im Teleskop veranstalten würde, wenn es sich in den Staaten befände :-)
Die Brennweite beträgt 30 Meter. Es ist eine physikalische Tatsache, daß sich das Auflösungsvermögen eines Teleskopes proportional zu der Wellenlänge und umgekehrt proportional zum Durchmesser des Teleskopes verhält. Daher benötigt man riesige Schüsseln für die (langen) Radiowellen um eine mit optischen Teleskopen vergleichbare Auflösung zu erreichen. Trotz der Größe beträgt das Auflösungsvermögen nur 9,4 Bogenminuten bei 1,4 GHz (21cm-Strahlung) und 10 Bogensekunden bei einer Wellenlänge von 3,5 mm (86 GHz). Man vergleiche das mit den 0,3 Bogensekunden die ich theoretisch mit meinem 0,46 m Teleskop (bei einer Wellenlänge von 0,5 µm) auflösen kann. Die Oberflächengenauigkeit musste unter einem Millimeter Peak to Valley sein, aber die Ingenieure haben es geschafft, 0,45 mm zu realisieren (ja, über den gesamten Durchmesser von 100 m). Das Gewicht des Teleskops beträgt 3200 Tonnen (das entspricht acht Boeing 747 Flugzeugen oder 40 Elefanten).
Die Schienen, auf welchen das Radioteleskop aufliegt und im Azimut rotiert werden kann, kann auf 0,2 mm positioniert werden, das entspricht 1 Bogensekunde. Das ist gleichzeitig die Gesamtpositioniergenauigkeit. Der Zahnkranz für die Bewegung in Elevation hat einen Radius von 28 m.
Bedenkt man die Größe, so ist es ziemlich interessant, daß die 16 Drehmotoren eine Leistung von jeweils nur 10,2 kW haben (zusammen also 220 PS).
Die Konstruktion ist in einer Art und Weise gestaltet, daß die Gravitationskräfte die Oberflächengüte nicht beeinflusst wird, der sogenannten homologen Verformung. Wo immer das Teleskop ausgerichtet wird, wird die parabolische Form erhalten. Das einzige was man machen muß ist, den Fokus nachzujustieren. Ein brilliantes Meisterstück der Ingenieurskunst. 1974 gewann das Teleskop den Europäischen Stahlbaupreis.
Auch von einem stattlichen Abstand davorzustehen ist beeindruckend. Radioteleskope können tagsüber wie nachts benutzt werden. Wenn man also für eine Zeit lang auf es schaut, kann man sich sicher sein, daß es sich bewegt. Hält man sich die Größe vor Augen, so ist es ziemlich schnell. Eine komplette Rotation um 360° benötigt etwa 12 Minuten, ein Schwenken um 90° dauert 6 Minuten.
Etwa 20% der Entdeckungen am Radiohimmel wurden in Effelsberg gemacht. Wenn man sich in der Gegend befindet, sollte man unbedingt einen kurzen Besuch beim Teleskop einplanen. Sie werden es mögen!
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Pictures from top to bottom:
(1) Radio telescope #1 (HDR), note the persons that are standing some 50 m in front of the telescope
(2) Radio telescope #2 (HDR), the instrument cabin is as big as a small house
(3) Radio telescope #3 (HDR)
(4) Radio dish from the parking lot
(5) Institute
(6) Rotating motors
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Bilder von oben nach unten:
(1) Radioteleskop #1 (HDR), beachten Sie die Personen, die etwa 50m vor dem Teleskop stehen
(2) Radioteleskop #2 (HDR), das Instrumentenhaus ist so groß wie ein kleines Haus
(3) Radioteleskop #3 (HDR)
(4) Radioschüssel vom Parkplatz aus
(5) Institut
(6) Drehmotoren
