Nach 30 Jahren Planung und Verhandlungen beginnt diese Woche der Bau des Square Kilometre Array (SKA), des größten Radioastronomie-Teleskops der Welt. Das gigantische Instrument, das an weitläufigen Standorten in Westaustralien und Südafrika errichtet werden soll, wird die von Himmelsobjekten ausgesandten Radiosignale auffangen und – wenn alles klappt – Licht in einige der rätselhaftesten Probleme der Astronomie bringen, etwa die Natur der dunklen Materie und die Entstehung von Galaxien.

Am Montag reisten Astronominnen und Astronomen sowie Vertreter der örtlichen Bevölkerung zu den abgelegenen Standorten in Südafrikas Provinz Nordkap und Australien, um den Meilenstein mit Vertretern des SKA-Observatoriums (SKAO), der für die Teleskope zuständigen zwischenstaatlichen Organisation, zu feiern. Die ursprünglichen Baubeginne 2016 und 2018 wurden immer wieder in die Zukunft verschoben. Doch jetzt geht es wirklich los!

SKA-Mid und SKA-Low

Bereits vor zehn Jahren war beschlossen worden, dass das ursprünglich als ein einziges Riesenteleskop konzipierte Projekt aus zwei Instrumenten bestehen sollte: eines in Südafrika und eines in Australien. Die großen Abstände zwischen den Antennen und ihre schiere Anzahl bedeuten, dass die beiden Teleskope – SKA-Mid und SKA-Low genannt – Radiosignale mit noch nie dagewesener Empfindlichkeit auffangen werden, die es theoretisch möglich machen würde, ein Handy am Mars zu detektieren.

SKA-Low wird Frequenzen zwischen 50 Megahertz und 350 Megahertz aufspüren und SKA-Mid Frequenzen zwischen 350 Megahertz und 15,4 Gigahertz. Beide sind Interferometer, bei denen viele schüsselförmige Antennen zusammen als ein einziges Teleskop wirken.

Das SKA wird in mehreren Phasen gebaut, wobei die erste Phase, die 1,3 Milliarden Euro (1,4 Milliarden US-Dollar) kostet, voraussichtlich 2028 abgeschlossen sein wird. Weitere 700 Millionen Euro sind für die Betriebskosten der Teleskope in den nächsten zehn Jahren vorgesehen. Letztendlich sollen Tausende von Schüsseln in Südafrika und afrikanischen Partnerländern und eine Million Antennen in Australien mit einer Gesamtfläche von einem Quadratkilometer (daher auch der Name Square Kilometre Array) aufgestellt werden. Die erste Phase macht etwa ein Zehntel des gesamten geplanten Projekts aus.

"Himmel und Sterne teilen"

Das SKA-Low-Teleskop in Australien wird aus etwa 131.000 Antennen bestehen, die jeweils einem zwei Meter hohen Drahtweihnachtsbaum ähneln. Mehr als 500 Arrays mit 256 Antennen werden den roten Sand des Standorts übersäen, der in Inyarrimanha Ilgari Bundara (ursrünglich: CSIRO Murchison Radio-Astronomy Observatory) umbenannt wurde. Der Name, der von den traditionellen Besitzern des Landes, den Wajarri Yamaji, gewählt wurde, bedeutet "Himmel und Sterne teilen".

Anfang dieses Monats unterzeichneten die Vertreter dieser Gruppe von Aborigines und die australische Regierung eine Landnutzungsvereinbarung, die den Bau des Teleskops auf dem Land der Wajarri Yamaji ermöglichen soll. Die Einheimischen werden als Denkmalschützer fungieren und die SKA-Beamten vor jeder Bodenstörung während des Baus begleiten, sagt Des Mongoo, ein Mitglied der Wajarri Yamatji-Gemeinde, der sich auf den Beginn der Arbeiten freut. "Wenn die Bauarbeiten erst einmal begonnen haben, bieten sich für die Wajarri Möglichkeiten der Beschäftigung und der kommerziellen Nutzung".

Auch die Erwartungen der Wissenschafter sind hoch. "Die Empfindlichkeit von SKA-Low wird es uns ermöglichen, das ferne Universum viel detaillierter zu beobachten als alles, was wir bisher gemacht haben", sagt Douglas Bock, Direktor für Weltraum und Astronomie bei der Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO) in Sydney, im Gespräch mit "Nature": "Das ist besonders spannend, weil wir so wenig über die ersten Milliarden Jahre des Universums wissen." SPA wird sich aber auch auf die Suche nach Signalen extraterrestrischen Lebens begeben.

Südafrikas alte und neue Antennen

Am Montag beginnen auch die Vorbereitungen für den Bau der ersten riesigen SKA-Mid-Schüsseln. Dabei handelt es sich um eine Ansammlung von 197 Antennen, die sich über rund 150 Kilometer in der trockenen Karoo-Region Südafrikas erstrecken werden. Vier davon werden 2024 fertiggestellt sein, und viele weitere werden bis 2028 hinzukommen.

Das südafrikanische MeerKAT-Teleskop mit 64 Schüsseln befindet sich bereits auf dem Gelände und wird in SKA-Mid integriert werden. Anfang 2022 etwa veröffentlichte ein internationales Team unter Verwendung von MeerKAT-Daten das bisher detaillierteste Bild des Zentrums unserer Galaxie1, der Milchstraße. Die südafrikanische Regierung und die deutsche Max-Planck-Gesellschaft fügen dem Teleskop im Rahmen eines Erweiterungsprojekts weitere 20 Schüsseln hinzu. MeerKAT wird erst gegen Ende der Bauarbeiten im Jahr 2027 in SKA-Mid integriert werden.

Allerdings soll der Bau von SKA-Mid die MeerKAT-Beobachtungen beeinträchtigen, wird die Direktorin des südafrikanischen Radioastronomie-Observatoriums, Pontsho Maruping, von "Nature News" zitiert. Radioteleskope sind besonders empfindlich für Radiowellen, die von Fahrzeugen und Kommunikationsgeräten ausgesendet werden. "Wir werden alles tun, was wir können, um sicherzustellen, dass die Beobachtungen nicht übermäßig unterbrochen werden." (red, tasch, 5.12.2022)