Moire: Darpa baut neuartiges Weltraumteleskop

Die Darpa hat ein Teleskop für Satelliten entwickelt, das als Linsen dünne Plastikmembranen hat. Ein solches Teleskop könnte viel größer als ein herkömmliches mit Glaslinsen sein und dabei trotzdem leichter.

Artikel veröffentlicht am 6. Dezember 2013, 15:52 Uhr, Werner Pluta

Satelliten mit Membranenteleskop (Konzept): 40 Prozent der Erdoberfläche (Bild: Darpa)

Die Defense Advanced Research Projects Agency (Darpa) hat ein neuartiges Weltraumteleskop im Rahmen des Membrane Optic Imager Real-Time Exploitation (Moire) entwickelt: Es soll gefaltet ins All geschossen und dort zu einem riesigen Teleskop entfaltet werden.

Das Teleskop soll ohne Spiegel und Linsen aus Glas auskommen. Stattdessen verfügt es über Membranen aus einem Polymer. Diese sind etwa so dick wie eine Klarsichtfolie, die im Haushalt benutzt werden. In die Membranen sind konzentrische Rillen geätzt, so dass sie wie eine Fresnel-Linse wirken: Sie lenken Licht auf einen Sensor, und daraus wird ein Bild errechnet.

Größer und leichter

Vorteil der Membranen ist ihr Gewicht: Sie sollen bei gleicher Auflösung nur ein Siebtel eines optischen Systems mit Linsen und Spiegeln wiegen. Zwar sei Glas effizienter als eine solche Membran, erklärt die Darpa. Aber der Nachteil werde durch Größe wettgemacht: 20 Meter Durchmesser soll ein solches Teleskop haben. Damit wäre es das größte je gebaute optische Teleskop.

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Größenvergleich: Ein Membranenteleskop soll einen Durchmesser von 20 Metern haben. Das ist viel größer als heutige Teleskope im All oder auf dem Boden. (Bild: Darpa)

Es soll aus einem runden Rahmen bestehen, in dem zwei Reihen der Membranen kreisförmig angeordnet sind. Der Rahmen ist aus Metallelementen zusammengesetzt. Diese dienen als Rahmen, in denen die Membranen aufgespannt sind. Für den Transport ins All kann das System zusammengefaltet werden, so dass es nur etwa 6 Meter im Durchmesser hat. Die Membranenoptik ermögliche es, viel größere Teleskope mit höherer Auflösung zu bauen, die dabei leichter seien und in kleinere Behälter passten, erklärt Darpa-Programmmanager Larry Gunn. Das vereinfacht den Transport ins All.

Tests mit Prototyp

Das 2010 gestartete Projekt sei jetzt in der finale Phase, erklärt die Darpa. Ein Prototyp eines solchen Teleskops mit verschiedenen wichtigen Komponenten, darunter auch die Membranen, sei fertig und getestet worden. Dabei habe sich gezeigt, dass sich diese Technik für Teleskope für den Orbit eigne.

Geplant ist, Satelliten mit einem solchen Teleskop auszustatten. Ein solcher Satellit könnte aus einem geosynchronen Orbit in etwa 35.000 Kilometern 40 Prozent der Erdoberfläche im Blick behalten. Er könnte auf ein Gebiet von der Größe von 10 x 10 Kilometern fokussieren und hätte eine Auflösung von einem Meter. Zudem könnte er Videos mit einer Rate von einem Bild pro Sekunde aufnehmen. Diese Satelliten sollen für die nationale Sicherheit eingesetzt werden. Darunter versteht die Darpa neben Aufklärung Wetterbeobachtung und Katastrophenhilfe. Wann das erste Membranenteleskop in den Weltraum starten soll, hat die Darpa nicht mitgeteilt.