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radioastronomie, wie es begann

Die Radioastronomie ist eine junge Disziplin der klassischen Astronomie. Sie ist wie sie Grund-lagenforschung und hat das gleiche Ziel, die Erforschung des Universums. Die Radioastronomie beobachtet kosmische Objekte im Bereich der Radiowellen, welche Wellenlängen von 300 km 
bis 3 mm haben, was einem Frequezbereich von 
30 KHz bis 300 GHz entspricht. Zum ersten Male aufmerksam auf Radiostrahlung aus dem Weltraum, wurde der amerikanische Radioingeneur Karl Guthe Jansky, der um 1930 im Auftrag der Bell Labora-torien Störungen unbekannter Herkunft, die die 1927 eingerichteten transatlantischen Telefonverbindungen beeinträchtigten, zu erforschen um Abhilfe schaffen zu können. Dazu baute er eine drehbare Rahmen-antenne mit der er bei 20,5 MHz Messungen vornahm. Dabei fand er neben Störungen die durch Gewitter verursacht wurden, auch ein dauerndes Zischen das von außerhalb der Erdatmosphäre kommen mußte. Die Radioastronomie war geboren. Der nächste Pionier der Radioastronomie war der niederländische Radioingeneur und Funkamateur Grote Reber. Zwischen 1935 und 1941 baute er den ersten voll steuerbaren Parabolspiegel für radio-astronomische Zwecke. Er beobachtete damit die Radioemissionen des Milchstraßenzentrums. Der zweite Weltkrieg trieb die Radioastronomie durch die Entwicklung der Radartechnik gewaltig voran, brachte sie aber zunächst durch die Kriegswirren und die Konzentration der Forschung auf Waffen-technologie fast völlig zum erliegen. Nach dem Krieg gingen viele Radarfachleute in die Forschung und widmeten sich der Radioastronomie. So entdeckte 1951 eine Gruppe um J.H Oort mit einer deutschen Radarantenne vom Typ "Würzburg Riese" die schon theoretisch postulierte 21 cm Wasserstofflinie. Die Zeit von 1965 bis 1975 wird als die "goldene Zeit" der Radioastronomie bezeichnet. Die junge Radioastro-nomie brachte erste faszinierende Ergebnisse. Große Entdeckungen wurden gemacht, ein ganz neues, stürmisches Universum erschloss sich den Astronomen. 1965 entdeckten Penzias und Wilsson die 3° Kelvin Hintergrundstrahlung. Wilsson und kurze Zeit später auch Penzias sollten eine spezielle Hornantenne für das Telstar Projekt testen. Mit Telstar sind die ersten Fernsehübertragungen über den Atlantik geglückt. Penzias und Wilsson störte bei ihren Versuchen im Mikrowellenbereich immer ein beständiges nicht zu eliminierendes Rauschen. Sie erstellten eine Liste mit allen Rauschquellen wie der Atmosphäre, der Antenne des Empfängers,ja sogar ein Taubenpärchen das in der Antenne sein Nest gebaut hatte, stellte eine Rauschquelle dar. Aber es half alles nichts das eigentümliche Rauschen das übrig blieb war nicht zu erklären. Schon vor dem zweiten Weltkrieg hatte der Physiker George Gamow eine Strahlung des leeren Raumes bei 7cm entsprechend einer Schwarzkörper-temperatur von 3 Kelvin vorausgesagt. 


In einem späteren Aufsatz einer Arbeitsgruppe um Robert Dicke die die "Stedy State Theorie" Gamows zugunsten der Big Bang Theorie wiederlegen wollten, fanden Penzias und Wilsson ihre geheimnissvolle 3K Strahlung als Nachglühen des im Urknalls enstan-denen Universums wieder, letztendlich auch für diese Schlussfolgerung erhielten sie den Nobelpreis für Physik. Was diese Entdeckung für unser Verständnis des Universums bedeutet kann mann wohl leicht ermessen. Bis heute hat sich die Radio-astronomie fast stürmisch im Zuge der elektro-nischen Revolution weiter entwickelt. Die fantasti-schen Eigenschaften moderner Halbleiter ermög-lichen es Empfänger zu bauen deren Rauschtem-peratur und damit deren Empfindlichkeit um den Faktor Hundert gefallen bzw. gestiegen ist. Zu Beginn der Entwicklung arbeitete man mit Röhren-empfängern in deren thermischen Rauschen die leisen Signale der kosmischen Quellen untergingen. Später baute man so exotische Geräte wie Parametrische Verstärker. Heute kommen als hochstabile und empfindliche Verstärker sogenannte Maser zum Einsatz. Neue Erkentnisse erhofft man sich von der Submilimeter-Astronomie. Jansky machte seine ersten Messungen bei ca 20 MHz. Man ging über zu Frequenzen im cm-Bereich und baute große Teleskope wie das Effelsberger und das Teleskop in Jordel Bank. So drangen die Astronomen immer tiefer in das Radiouniversum vor. Bald waren aber die möglichkeiten der Teleskope erschöpft und man ging zu immer höheren Frequenzen über. Dazu waren aber die Oberflächen der großen Teleskope aber nicht genau genug. In den letzten Jahren entstanden Submilimeter-telskope, wie das auf dem Mount Graham im Bundesstaat Washington in den USA. Das Teleskop wurde hauptsächlich von deutschen Firmen gebaut, z.B. von der BASF, die eine spezielle Folie entwickelte, die die hohe Oberflächengenauigkeit über einen langen Zeitraum garantiert. Solche Teleskope mit einer hohen Oberflächengüte, wie sie nötig ist um im Submilimeterbereich die entsprech-ende Auflösung zu erreichen, werden wie die optischen Teleskope mit einem Schutzbau vor Witterungseinflüßen geschützt. Mit dem Aufkommen der modernen Kommunikationstechnik war es möglich Radioteleskope die weit auseinanderlagen über Satellitenverbindungen so zusammen zu schalten das sie mit hoch genauen Atomuhren synchronisiert werden konnten. Diese "Very Long Baseline Interferonomie" erlaubt Auflösungen von wenigen tausendstel Bogensekunden und das im cm-Wellenlängenbereich.

 

 

autor: oliver homberg zum anfang der seite