Techniklexikon

Apertursynthese

eine Methode, um das Auflösungsvermögen von Radioteleskopen durch Zusammenschalten mehrerer einzelner Teleskope zu erhöhen. Bereits Radioteleskope mit mässigen Abmessungen haben für viele Untersuchungen ein ausreichendes Auflösungsvermögen. Um ein einzelnes Radioteleskop mit einer für optische Teleskope typischen Auflösung von einer Bogensekunde zu bauen, müsste man eine Antenne mit mehreren Kilometern Durchmesser errichten. Diese sollte zudem frei beweglich sein, um jeden Punkt am Himmel untersuchen zu können. Technisch ist dies nur äusserst schwierig zu realisieren. Ein Apertursynthese-Teleskop besteht aus einer Anordnung kleinerer Einzelteleskope, die elektronisch miteinander verbunden sind. Jeder einzelne Radiospiegel stellt einen Ausschnitt aus der Oberfläche eines hypothetischen Superteleskops dar. Durch die Erdrotation nimmt jeder Spiegel im Laufe der Beobachtungszeit immer neue Positionen auf dieser hypothetischen Oberfläche ein, so dass die Wirkung eines einzelnen Teleskops mit viel grösserer Apertur synthetisiert wird. Würde man mit einem einzigen riesigen Parabolreflektor beobachten, der so gross ist wie das Superteleskop, dann würden Radiowellen, die auf verschiedenen Stellen der Oberfläche auftreffen, erst nach Durchlaufen verschiedener Wegstrecken in der Brennebene vereinigt. In einem Syntheseteleskop werden diese Wegunterschiede durch Einfügen von elektronischen Phasenverzögerungen in die Signale der einzelnen Antennen erzeugt. Eine Gruppe von zusammengeschalteten Radioteleskopen bezeichnet man als Array. Die Elemente des Arrays, also die einzelnen Radioteleskope, besitzen typischerweise Durchmesser von etwa 25 m. Damit lassen sie sich relativ kostengünstig erstellen und man kann problemlos mehrere Reflektoren installieren. Synthesearrays haben eine hohe Empfindlichkeit, können Positionen mit hoher Genauigkeit messen und sind zur Erstellung von detaillierten Radiokarten geeignet. Die zur Zeit leistungsfähigsten Syntheseteleskope sind das Very Large Array und das Very Long Baseline Array. [GR1]

Apertursynthese: Der von einem Objekt aus gesehene Abstand (Basislinie) der Teleskope in einem Array verändert sich infolge der Erdrotation. Die zu einer Synthese erforderlichen verschiedenen Abstände werden aus diesem Grund im Laufe eines Tages nacheinander realisiert.