T. Patentgeschichte der Teleskope

Die von Himmelskörpern ausgehende elektromagnetische Strahlung ist - abgesehen von den Gravitationswellen - derzeit die einzige Möglichkeit, Informationen über deren Existenz zu erhalten. Das elektromagnetische Spektrum eines Himmelskörpers oder eines Himmelsareals lässt aber auch Rückschlüsse auf das Alter, Entfernungen, den Chemismus, Wechselwirkungen mit anderen kosmischen Objekten sowie über vergangene oder zukünftige Entwicklungsprozesse zu.

Das Elektromagnetische Spektrum ist somit die wichtigste Informationsquelle zur Erkundung des nahen und fernen Weltraums.

a) Teleskope für jede Wellenlänge

Um diese Informationsquelle nutzen zu können wird ein Werkzeug benötigt, das entsprechend dem Spektralbereich und den mit diesem verknüpften physikalischen Bedingungen baulich speziell ausgestaltet ist: Das Teleskop.

Heute wird die gesamte Breite des elektromagnetischen Spektrums zur Gewinnung von Daten genutzt, um zumindest einen groben Überblick über die Struktur und Zusammensetzung des Universums zu erzielen.

Grob deshalb, weil nur 5% der derzeit prognostizierten Masse des Universums durch deren elektromagnetische Signatur nachgewiesen werden kann. Vom Rest - der "dunklen Materie" - haben die Forscher bisher nur sehr vage Vorstellungen und daher auch keine praxistauglichen Ideen zu deren Nachweis.

b) Beobachtungsfenster

Figur SPF: Durchlässigkeit der Erdatmosphäre für elektromagnetische Strahlung (copyright Springerverlag, UNS07).

Nicht jeder Bereich des elektromagnetischen Spektrums ist von der Erdoberfläche aus "einsehbar", denn die Atmosphäre der Erde wirkt wie ein Filter, so dass nur bestimmte Wellenlängen zu einem Beobachter auf dem Erdboden gelangen. Der Abschnitt des sichtbaren Lichtes wird "optisches Fenster" genannt. Da es dem Menschen mit bloßem Auge zugänglich ist, wurde es auch als erstes zur Erkundung des Kosmos genutzt.

Welche weiteren "Fenster" in der Atmosphäre eine Beobachtung des Weltalls vom Erdboden aus ermöglichen und welche Spektralbereiche aus dem Weltraum erkundet werden müssen, zeigt die Figur SPF. Aus ihr lassen sich auch die physikalischen Gründe für diese Verteilung entnehmen.

c) Vielfalt der Teleskope

Aus historischen Gründen nimmt die zum optischen Fenster gehörige Teleskop-Technologie in dieser Präsentation einen breiten Raum ein, leiten sich viele Entwicklungen doch von den Erkenntnissen und Erfahrungen aus der Optik ab oder wurden zumindest von ihr inspiriert.

Die weiteren Abschnitte befassen sich mit den übrigen Spektralbereichen, von der unmittelbar an das optische Spektrum anschließenden Infrarot- und Ultraviolett-Astronomie, bis hin zur Radio-, Röntgen- und Gamma-Astronomie. Zur Ergänzung werden in einem eigenen Textteil auch einige Entwicklungen aus dem Bereich der Gravitationswellendetektoren anhand ihrer Patentdokumente vorgestellt.