Ein neues Fenster zum Universum – das möchte das LOFAR-Radioteleskop über ein Netzwerk von 7000 kleinen Antennen in 45 Stationen erreichen, die sich im Nordosten der Niederlande, Deutschland, dem Vereinigten Königreich, Frankreich und Schweden befinden. Astronomen und Ingenieure wollen mithilfe von LOFAR ungelöste Fragen über den Ursprung und die Entwicklung des Universums beantworten.
- 04 January 2010
LOFAR ist ein hochmodernes und vielseitiges Apertur-Array-Teleskop für den Niederfrequenzbereich, das innovative Technologien und neuartige Software-Verfahren verwendet. Es liefert erst seit kurzer Zeit einzigartige Daten in einem vergleichsweise unerforschten Spektralfenster.
Das LOFAR-Projekt steht unter der Federführung des Netherlands Institute for Radio Astronomy, ASTRON, und ist sozusagen der Vorläufer des Square Kilometre Array-Teleskops (SKA), das das größte Radioteleskop der Welt werden wird. Von ihm versprechen sich die Forscher Erkenntnisse über Phänomene wie Gammastrahlungsblitze, extrasolare Planeten und Dunkelmaterie. Sensortechnik ist ein weiterer Bereich, der einer rasenden Entwicklung unterliegt und eine breite Palette potentieller Anwendungen umfasst, u. a. für Landwirtschaft, Gesundheit, Verkehrsplanung und Ölförderung.
Niederfrequenzastronomie
LOFAR ist ein universeller Sensorarray, der insbesondere im Niederfrequenzbereich der Astronomie eingesetzt wird (10-250 MHz). Hierzu werden Teleskope mit vergleichsweise günstigen Antennenelementen nach dem Apertur-Array-Prinzip im Norden der Niederlande sowie in Deutschland, dem Vereinigten Königreich, Frankreich und Schweden platziert. Diese Stationen sind über ein Weitverkehrsnetz mit der zentralen Recheneinheit verbunden, wobei ein Blue Gene/P-Supercomputer die Daten an der Universität Groningen auswertet.
Was LOFAR gegenüber herkömmlichen Teleskopen so einzigartig macht, ist dessen Flexibilität. Anstatt auf die traditionelle mechanische Signalverarbeitung mit Parabolantenne zurückzugreifen, ortet LOFAR die eingehenden Signale mithilfe einer Anordnung einfacher Rundstrahlantennen, deren elektronische Signale digitalisiert werden.
Aus diesem Grunde spricht man im Zusammenhang mit LOFAR auch von einem Software-Radioteleskop. Um die riesigen, von den Antennen erfassten Datenmengen (ca. 10 Tbit/s) zu reduzieren und auszuwerten, bedurfte es neuartiger Hardware im Bereich Informations- und Kommunikationstechnologie.
An die gemeinsamen Networking- und Verarbeitungsanlagen werden im Übrigen noch weitere Sensoren angeschlossen. Hierbei handelt es sich beispielsweise um Geophone und Infraschallsensoren für geophysische Untersuchungen. Des Weiteren gibt es Messfühler für die Wachstumsbedingungen auf Anbauflächen und die Beobachtung der Bewegung von Schädlingen. Weitere Sensoren und/oder Anwendungen sind in Planung.
Förderung der lokalen Wirtschaft
LOFAR hat die lokale Wirtschaft ermutigt, in die technologische Entwicklung zu investieren. Ergebnis waren 12 Kooperationsabkommen mit Unternehmen, die in der FuE-Phase des Projekts aktiv mitarbeiteten. Dank der Investitionen sind das Know-how und die Wettbewerbsfähigkeit dieser Unternehmen gestiegen.
Im Rahmen von LOFAR soll die Entstehung der ersten Sterne und Galaxien am Anfang des Universums untersucht werden. Ein weiteres Forschungsfeld stellen die kosmischen Strahlen dar, die aus extrem energiereichen Protonen bestehen und der Wissenschaft bis heute Rätsel aufgeben. Auf diese Weise könnte das Projekt physikalische Erkenntnisse ermöglichen, die anderweitig nicht zu gewinnen sind.