Dynavac-Ausrüstung ist ein wichtiger Bestandteil der Suche des „100 Earths Project“ nach erdähnlichen Exoplaneten
Hingham, Massachusetts Gibt es Leben auf anderen Planeten? Wenn ja, dann muss es Planeten mit Bedingungen geben, die für Leben, wie wir es kennen, geeignet sind. Das „100 Earths Project“ der Yale University steht an vorderster Front der Suche nach solchen Planeten – und Dynavacs vierzigjährige Expertise in kundenspezifischen Vakuumsystemen und Dünnschichtabscheidung hat zwei wichtige Beiträge zu diesem Projekt geleistet.
Über 3.700 Exoplaneten wurden sowohl durch bodengestützte als auch durch weltraumgestützte astronomische Untersuchungen entdeckt. Viele davon sind große Gasexoplaneten in großer Entfernung zur Erde. Im Gegensatz dazu untersucht das „100 Earths Project“ nahegelegene Sterne, um Planeten mit Bedingungen zu finden, die für kohlenstoffbasiertes Leben geeignet sind – kleine, felsige Planeten in einer „Goldlöckchen“-Umlaufbahn, in der flüssiges Wasser existieren kann.
Abb. 1: Künstlerische Darstellung eines Exoplanetensystems
Exoplaneten werden durch ihren gravitativen Einfluss auf die Bewegung ihres Wirtssterns detektiert, was zu Verschiebungen im emittierten Spektrum des Sterns führt. Kundenspezifische Spektrographen messen die Spektralverschiebungen und erfassen die Daten zur späteren Analyse. Die Suche nach „kleinen“ Planeten stellt beispiellose Anforderungen an alle Aspekte der wissenschaftlichen Instrumentierung – das „100 Earths Project“ erfordert Instrumente mit einer zehnmal besseren Empfindlichkeit als frühere Designs.
Die NSF finanzierte das Yale Exoplanet Laboratory, um die Entwicklung und den Bau der erforderlichen Instrumentierung in Angriff zu nehmen. Das Labor nahm die Herausforderung an und nutzte dabei fünfzehn Jahre Erfahrung mit Hochleistungs-Spektrographen zur Planetensuche. Ihr neues Instrument, der Extreme PREcision Spectrograph (EXPRES), verkörpert Innovation in fünf Schlüsselbereichen: die Kopplung von Licht vom Teleskop, Datenanalyse, Wellenlängenstabilität, das Verständnis – und die Berücksichtigung – von stellarem Rauschen sowie die für den Bau und Betrieb des Instruments erforderliche Technik. Alle fünf Bereiche müssen im Einklang arbeiten, um die erforderliche „Spitzenleistung“ zu liefern.
EXPRES arbeitet in einer speziell gebauten Kammer unter Hochvakuum und sorgfältig isoliert von Temperaturschwankungen und Vibrationen. Diese Isolation von der externen Umgebung ist entscheidend, damit das Instrument mit den erforderlichen Empfindlichkeiten funktionieren kann. Die Kammer arbeitet bei Drücken von nur 10-7 Torr und thermischen Stabilitäten von +/- 1 mK über vierundzwanzig Stunden.
Abb. 2: EXPRES-Vakuumkammer von Dynavac
Angesichts solch anspruchsvoller Umweltspezifikationen wählte das Yale-Team Dynavac, einen führenden Anbieter von Hochvakuumsystemen, um die Kammer zu bauen, die ein wichtiges Element der erforderlichen technischen Innovation darstellt. Professor Debra Fischer, Hauptforscherin des EXPRES-Projekts, sagte: „Die Dynavac-Vakuumkammer bietet die Stabilität, die wir benötigen, um mit EXPRES eine rekordverdächtige Messpräzision zu erreichen.“
Die Speziallösungsgruppe von Dynavac ist ein bewährter Partner für ambitionierte Kunden und hat kundenspezifische Hochvakuumausrüstung für viele Anwendungen hergestellt, darunter ultrapräzise Instrumente wie EXPRES und Hochenergiephysikexperimente.
EXPRES ist am Lowell Discovery Telescope in Arizona montiert und sammelt wissenschaftliche Beobachtungen, indem es G-Zwerg- und K-Zwergsterne auf Anzeichen von Exoplaneten untersucht. Dynavac leistete einen separaten, früheren Beitrag zu dem Projekt, indem es die Ausrüstung lieferte, die zur Beschichtung des 4,3 m großen, 6.700 Pfund schweren Hauptspiegels mit einer reflektierenden Aluminiumschicht verwendet wurde. Tom Foley, Präsident von Dynavac, kommentierte: „Dynavac ist ein führender Anbieter von Hochvakuumsystemen mit fast vierzig Jahren Erfahrung. Wir fühlen uns geehrt, kundenspezifische Ausrüstung für Yales EXPRES-Spektrographen hergestellt zu haben und freuen uns, dass er den Himmel mit dem Lowell Discovery Telescope durchsucht, wo unsere Ausrüstung den Hauptspiegel beschichtet hat. Wir wünschen dem Yale-Team viel Erfolg bei seiner spannenden Forschung.“
Abb. 3: Dynavac Spiegelbeschichter für das Lowell Discovery Teleskop
Über Dynavac Dynavac ist ein führender Anbieter in der Entwicklung und Herstellung von Hochvakuumsystemen für Dünnschichtabscheidung, Weltraumsimulation und Spezialanwendungen. Mit fast 40 Jahren Erfahrung ist das Unternehmen in der gesamten Branche für seine Expertise in Hochvakuumtechnologie, Maschinendesign und Prozesstechnologie bekannt. Seine technische Expertise und die US-basierte Fertigung werden durch umfangreiche Installationskapazitäten vor Ort unterstützt. Dynavac bedient Kunden in einer Vielzahl von Branchen weltweit. Besuchen Sie www.dynavac.com
Über die Astronomieabteilung der Yale University Die Abteilung forscht in einem breiten Spektrum, darunter Exoplaneten, Kosmologie, Hochenergie-Astrophysik, galaktische und extragalaktische Astronomie, solare und stellare Astrophysik sowie Sternentstehung und interstellare Materie. Diese Forschung wird durch die kontinuierliche Forschung und Entwicklung modernster Instrumentierung unterstützt, wofür der EXPRES-Spektrograph ein Beispiel ist. Besuchen Sie https://astronomy.yale.edu/research, um mehr zu erfahren.
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Bildnachweise: Abbildung 1: NASA Abbildung 2: Yale Exoplanet Laboratory Abbildung 3: Dynavac
