De werkgroep astro-geschiedenis richt zich tot alle V.V.S.-leden met een interesse voor de historische achtergrond bij de vele aspecten van theoretische en praktische sterrenkunde.

U bent hier

Kwart eeuw ESO NTT

Sinds haar oprichting in 1962 beheert de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO – European Southern Observatory) drie observatoria in Chili: (1) San Pedro de Atacama met de ALMA radio telescopen, (2) Paranal met de Very Large Telescope interferometer en (3) La Silla met 4,0 m klasse telescopen. In november 1963 verkoos ESO, na maanden van site onderzoek, het 2400 m hoog gelegen La Silla in het Zuid-Amerikaanse Andes gebergte in Chili boven de 1100 m Klavervlei site in Zuid-Afrika als locatie om haar eerste observatorium uit te bouwen. Meer dan een halve eeuw later bleek dit de juiste keuze.
In november 1966 werd de 1,0 m reflector ESO’s eerste operationele telescoop, maar ESO-astronomen werkten reeds aan een 3,0 m klasse telescoop evenwaardig aan de 3,0 m Lick reflector op Mount Hamilton in de VSA. Een dergelijke telescoop kon immers het sterrenkundig onderzoek van extra-galactische objecten initiëren voor Europese wetenschappers. De realisatie van een grote telescoop met instrumentarium vereiste technologische kennis die ESO aanvankelijk vond bij CERN (Europese nucleaire kern onderzoekscentrum) en ESRO (Europese ruimteonderzoekscentrum, samen met ELDO, de Europese organisatie voor raketontwikkeling, de voorgangers van ESA, het Europese ruimtevaart agentschap). In september 1970 resulteerde deze samenwerking in ESO’s gespecialiseerde “Telescope Project Division” die zich toelegde op de verdere realisatie van een 3,60 m reflector.
Tussen 1969 en 1972 verwezenlijkte de Franse firma REOSC (Baillainvilliers) de afwerking van een 11 ton zware platte glazen schijf om als hoofdspiegel te dienen voor de 3,6 m reflector. REOSC stond tevens in voor de afwerking van de 1,20 m secundaire spiegel en de ellipsvormige tertiaire/quartaire coudé spiegels. In maart 1973 werd ESO’s “Optical Group” opgericht teneinde de mechanische structuur en de optiek te verenigen in een 245 ton zware telescoop op paralactische hoefijzermontering. Uiteindelijk zag ESO’s 3,60 m reflector “first light” op 7 november 1976 waarbij het Sculptor sterrenstelsel werd waargenomen. Op deze manier verkregen Europese astronomen hun eigen duo-combinatie van een breedveld onderzoekstelescoop (ESO 1,0 m Schmidt reflector) en een 4 m klasse telescoop. ESO kon echter niet op haar lauweren rusten want een groot aantal interessante astronomische objecten viel nog steeds buiten het bereik van een 4 m klasse telescoop.

De 6000 kg lichtgewicht 3,58 m hoofdspiegel van de NTT in het atelier van Zeiss te Oberkochen in Duitsland. De spiegel heeft een dikte van 24 cm en werd vervaardigd uit ZeroDur glaskeramiek. Het polijsten nam 18 maanden in beslag. (Foto: ESO)

In 1976 was de Russische 6,04 m Bolshoi reflector in het Kaukasus gebergte de grootste telescoop ter wereld, maar Amerikaanse astronomen experimenteerden met het minutieus samenstellen van afzonderlijke spiegelsegmenten tot één grotere telescoop. In mei 1979 resulteerde dit onderzoek in “first light” voor de MMT (Multi-Mirror Telescope), een uit zes 1,80 m parallelle spiegels samengestelde reflector met het equivalent van één 4,50 m telescoop. De innovatieve MMT, met lichtgewicht spiegels op een alt-azimutale montering in een compact gebouw, was de eerste reflector van een nieuwe generatie telescopen die de voorlopers waren van 10 m klasse telescopen.
In maart 1981, onder impuls van de Nederlandse astronoom Lodewijk Woltjer (ESO’s derde directeur), besloot de ESO-raad dat het concept voor de VLT (Very Large Telescope) zou bestaan uit vier afzonderlijke spiegeltelescopen met alt-azimutale montering elk ondergebracht in een windtunnel geoptimaliseerd compact gebouw. In 1982 verkrijgen Italië en Zwitserland hun ESO-lidmaatschap en men besluit om hun extra budgettaire bijdrage in de ontwikkeling van een nieuwe 3,6 m telescoop te stoppen aangezien de observatietijd op de bestaande 3,6 m telescoop diende te worden gedeeld door een uitgebreider groep astronomen. Bovendien zou de nieuwe telescoop een test platform kunnen uitmaken voor het demonstreren van diverse hoogtechnologische apparatuur.
Het project voor de nieuwe 3,6 m telescoop kreeg de benaming NTT (New Technology Telescope) en de telescoop diende aan vijf voorwaarden te voldoen: (1) een alt-azimutale montering met boogseconde precisie, (2) twee Nasmyth brandpunten ter ondersteuning van zware instrumenten, (3) lichtgewicht spiegel met kleine brandpuntsverhouding, (4) actieve optiek ondersteuning voor de hoofdspiegel en het geheel diende te worden ondergebracht in een (5) roterend compact gebouw. De voornaamste innovatie was de ontwikkeling van het actieve optiek systeem waarbij de hoofdspiegel in de juiste vorm en positie werd gehouden door computer gestuurde pneumatische actuatoren. Actieve optiek corrigeert de vervorming van de hoofdspiegel in real time om afbeeldingsfouten teniet te doen. De Britse fysicus Raymond Wilson was een pionier in actieve optiek en testte het concept voor ESO op een 1,0 m spiegel met 75 pneumatische ondersteuningspunten. De hoofdspiegel van de 3,6 m NTT verkreeg 78 actuatoren in de spiegelcel en 24 laterale steunpunten aan de rand van de spiegel. Het concept werd later uitgebreid tot 150 actuatoren voor de 8,2 m VLT. In 2010 kreeg Raymond Wilson de Tycho Brache en Kavli astrofysica prijzen toegekend voor zijn werk in de ontwikkeling van actieve optiek. systemen.
Oorspronkelijk werd de NTT-heuvel (de huidige locatie van ESO’s 4,10 m VISTA telescoop) nabij Paranal in Chili gekozen als locatie voor de moderne reflector maar uiteindelijk werd het 2375m hoog gelegen La Silla als definitieve locatie geselecteerd. Het compacte octagonale NTT-gebouw kreeg een betonnen basis waarop een 400 ton zware stalen bovenbouw werd geplaatst die op een 7 m diameter ring van rollagers co-roteerde met de telescoop. In tegenstelling tot het compacte MMT-gebouw had de NTT bovenbouw geen vaste achterwand, waardoor het gebouw volledig opende boven de telescoop. Hierdoor werd zonder speciale acclimatisatie een dome seeing van nul verkregen en werd de kostprijs gedrukt. Het moderne NTT-gebouw kan rukwinden weerstaan tot 200 km/u en men kan observeren bij windsnelheden tot 70 km/hr.

De 3,58 m NTT zorgde voor een revolutie in het ontwerpen van grote telescopen. De hoogtechnologische telescoop werd uitgerust met actieve optiek om de vorm van de hoofdspiegel automatisch te optimaliseren. De NTT werd ondergebracht in een compact gebouw dat co-roteert met de telescoop. (Foto: ESO)

Het contract voor de mechanische NTT structuur ging naar het Italiaanse Innocenti-Santeustacchio (INNSE) en de 3,6 m ZeroDur hoofdspiegel werd in juli 1984 door Schott glaswerke in Mainz – Duitsland vervaardigd. Deze 6 ton zware hoofdspiegel, de 0,88 m secundaire en tertiaire spiegels werden in juni 1986 aan de optische werkplaats van Carl Zeiss AG in Oberkochen overgemaakt voor verdere afwerking. Na 18 maanden van polijsten werd de 24 cm dikke hoofdspiegel aan ESO overgedragen op 18 juli 1988. In september 1988 werden de NTT spiegels afgeleverd in het optiek atelier van de 3,6 m telescoop op La Silla, waar de spiegels van een dunne aluminium coating werden voorzien. Het Fourier testen van de f/2,2 hoofdspiegel gebeurde aan de hand van de techniek ontwikkeld door Gerhard Schwesinger (1913-2001). Echter de firma Zeiss vond het niet noodzakelijk om de pentaprism test uit te voeren, hetgeen bij de assemblage van de optiek een probleem opleverde. Dankzij het ingenieuze gebruik van de actieve optiek werd dit probleem opgelost.
Na het plaatsen van de spiegels nam het afregelen van de Ritchey-Chrétien optiek nog 16 dagen in beslag. De 0,88 m secondaire spiegel kon getild worden aan het ophangspunt teneinde eventuele coma te minimaliseren. Op 23 maart 1989 verkreeg de 3,6 m NTT first light waarbij de bolvormige sterrenhoop Omega Centauri werd waargenomen. Deze first light opnames werden via satelliet link naar het ESO hoofdkwartier in Garching-bei-Munchen overgebracht. Dankzij het succes van de NTT verkreeg Schott glaswerke tevens het contract voor de productie van de lichtgewicht 8,20 m ZeroDur hoofdspiegels voor de VLT. Uiteindelijk werden deze 17,5 cm dikke primaire spiegels voor de VLT vijftig maal flexibeler dan de NTT hoofdspiegel.
Vanaf de zomer 1989 werd de NTT operationeel ingezet waarbij de optische identificatie van Röntgen uitstralende hemel objecten en het opvolgen van supernova SN1987A voorrang verkregen. In september 1989 sierde de NTT de cover van het populaire astronomie magazine “Sky & Telescope” waarbij de NTT werd geprezen als de allerbeste telescoop ooit ontwikkeld. In 1991 pakten ESO-astronomen uit het de NTT deepfield opname, waarbij 41 opnames van een gebied in het sterrenbeeld Sextans werden gestackt om sterrenstelsels tot magnitude 29 zichtbaar te maken. Ondanks het feit dat de NTT deepfield opname geen spectroscopische data bevatte om roodverschuivingen te bepalen, was de realisatie ervan een enorme opsteker voor de ESO VLT studiegroep.


De 3,58 m NTT staat op een computer-gestuurde alt-azimutale montering en beschikt over actieve optiek voor de hoofdspiegel. In de spiegelcel, aan de onderkant van de hoofdspiegel, bevinden zich 3 steunpunten en 75 actuatoren om de vorm van de hoofdspiegel automatisch te optimaliseren. De hoofdspiegel wordt lateraal door 24 actuatoren ondersteund. (Foto: ESO)

Tussen juli 1996 en juli 1997 onderging de NTT een eerste modernisering waarbij het controle systeem voor de telescoop werd vervangen door een nieuwe versie die tevens voor de VLT zou worden gebruikt. Naast het plaatsen van nieuwe computers en GPS-systeem, werden tevens de nodige mechanische en elektronische componenten vervangen waardoor het uittesten van het VLT controlesysteem mogelijk werd. Het NTT-instrumentarium werd uitgebreid met CCD’s die tevens door de VLT zouden worden gebruikt.
In 2007 onderging de NTT een grondige modernisering waarbij de derde generatie instrumenten werden geïnstalleerd: 4,9 boogminuten breedveld Sofi infrarood spectrograaf op Nasmyth A focus en EFOSC2 spectrogaaf/CCD op de Nasmyth B focus. Bovendien werd de 3,58 NTT steeds meer gebruikt voor “remote observations” waarbij de telescoop vanuit Europa werd aangestuurd. Sinds 2008 verloopt de wetenschappelijke data transfer vanuit de sterrenwachten in Chili naar het ESO “petabyte” data center in Duitsland volledig over het internet via EVALSO (Enabling Virtual Access to Latin-American Southern Observatories).
ln het nieuwe millennium blijft de NTT een wijd inzetbare telescoop die tevens werd gebruikt voor de ondersteuning van onbemande ruimtemissies naar asteroïden, kometen (NASA Deep Impact en ESA Rosetta) en dwergplaneten (NASA New Horizons). Bovendien ondersteunt de NTT, in samenwerking met de 3,6 m La Silla telescoop, de opvolging van kandidaat exo-planeten. Sinds 2013 wordt de NTT, in samenwerking met de Hubble ruimtetelescoop, ingezet voor de studie van een honderdtal planetaire nevels in de centrale verdikking van onze Melkweg. Het onderzoek van planetaire emissie nevels is belangrijk voor ons begrip van de scheikundige evolutie van ons Melkwegstelsel.
Dankzij de realisatie van de hoogtechnologische NTT had ESO bewezen over de nodige competentie te beschikken om verstrekkende innovaties in telescoop bouw te verwezenlijken. Uiteindelijk leidde het succes van de NTT in 1998 tot de realisatie van VLT. Echter ESO rust niet op haar lauweren want momenteel worden te Garching-bei Munchen de eerste spiegelsegmenten getest voor de 40m klasse E-ELT (European Extremely Large Telescope) die in 2022 de grootste telescoop ter wereld zal worden!

Deel deze pagina

Reageer