Auf der Suche nach fremdem Leben – mit Schweizer Präzision
Die geschickte Verbindung der speziellen Eigenschaften von Kohlenstofffasern mit außergewöhnlichem Schweizer Know-how schafft die Voraussetzungen für ein einzigartiges Bauteil in einem der spannendsten Wissenschaftsprojekte unserer Zeit.
Die Frage, ob wir allein im Universum sind, beschäftigt die Menschheit wohl schon seit jeher. Bei der Suche nach außerirdischem Leben wird das Giant Magellan Telescope (GMT), eines der ehrgeizigsten astronomischen Projekte unserer Zeit, nach seiner geplanten Inbetriebnahme im Jahr 2030 einzigartige und neue Möglichkeiten bieten, vermutlich sogar unser Verständnis des Universums revolutionieren.
Außenansicht des Giant Magellan Telescope bei Nacht (Rendering)
Mit einer Auflösung, die zehnmal besser ist als die des Hubble-Teleskops, werden Forschende vom Las Campanas Observatorium in der Atacama-Wüste im Norden Chiles aus durch das GMT Sterne und Exoplaneten mit bisher unerreichter Genauigkeit beobachten können. Besonders im Fokus sind dabei erdähnliche Planeten außerhalb unseres Sonnensystems, deren Atmosphären nach Hinweisen auf Leben durchsucht werden sollen.
Die Herausforderung: Präzision im Nichts
Ein zentrales Instrument des GMT ist der sogenannte G-CLEF-Spektrograph – ein hochpräzises Messgerät, das kleinste Veränderungen im Sternenlicht erfassen kann. Doch damit solche Messungen in der erforderlichen Genauigkeit möglich sind, müssen die optischen Komponenten extrem präzise und von äußeren Einflüssen unabhängig positioniert werden. Genau
hier kommt ein unscheinbares, aber entscheidendes Bauteil ins Spiel – entwickelt und gefertigt von Spezialisten aus der Schweiz.
Die Halterahmen für Spiegel und optische Gitter im G-CLEF-Spektrographen dürfen sich selbst unter extremen Bedingungen nicht verformen. Das wird neben einer aktiven Vibrationsisolierung der gesamten optischen Einheit dadurch sichergestellt, dass der Halterahmen
während der Messkampagnen im Hochvakuum keinerlei Verformungen erfährt. Die Auslegung des Bauteils erfolgte deshalb nach folgenden Kriterien:
- keine thermische Ausdehnung (CTE ≈ 0 K-1)
- höchste Steifigkeit bei minimalem Gewicht
- langfristige strukturelle Stabilität
- keine Ausgasung im Vakuum
Konventionelle Werkstoffe stießen hier an ihre Grenzen – die Lösung musste aus hochentwickelten Verbundmaterialien bestehen.
Kleines Bauteil, große Wirkung im Large Earth Finder
CFK-Halterahmen für Spiegel M1
Schweizer Ingenieurskunst liefert das Unmögliche
Die Connova AG aus Villmergen wurde aufgrund ihrer herausragenden Expertise in der Herstellung hochpräziser Composite-Strukturen für den G-CLEF-Spektrographen ausgewählt und übernahm die gesamte Umsetzung – von der Bauteil- und Prozesskonzeption über Konstruktion, Materialauswahl und Berechnung bis hin zur Fertigung und Qualitätssicherung.
Das zentrale Element der Lösung war der Einsatz von ultrahoch-moduligen Carbonfasern in einer Cyanatester-Matrix – ein Werkstoff, mit dem bei geschickter Auslegung die geforderte Nullausdehnung erreicht werden kann. Für die Befestigung der optischen Komponenten sowie die Integration in die Messkammer wurden INVAR36-Komponenten integriert – ein spezieller Nickel-Eisen-Werkstoff mit ebenfalls minimalem Wärmeausdehnungskoeffizienten.
Connova realisierte nicht nur die präzise gefertigten Bauteile, sondern entwickelte in enger Abstimmung mit dem Kunden die erforderlichen Nachweiskonzepte sowie die Prüf- und Testvorrichtungen, mit denen das Bauteil in einer realistischen Umgebung auf Verformung, Temperaturwechsel und Vakuumbeständigkeit erfolgreich getestet wurden.
Wenn Wissenschaft Top-Leistung verlangt
Mit der erfolgreichen Entwicklung, Fertigung und Lieferung der Komponenten für die M1- und M2-Spiegelhalterungen sowie den Grating Stabilizer (GS) leistet Connova einen essenziellen Beitrag zum Giant Magellan Telescope.
Dabei sind es nicht nur die rein technischen Herausforderungen, die dieses Projekt so besonders
machen. Es ist das Bewusstsein, durch die Verbindung von moderner Astronomie und Schweizer Ingenieurskunst einem der ältesten Menschheitsträume ein Stück näher zu kommen: der Entdeckung außerirdischen Lebens.
Kontakt:
Connova AG, CH-Villmergen
Taylan Toprak, Head of Sales & Project Management
+49 160 112 69 09
taylan.toprak@connova.com
www.connova.com
Über die Connova Group
Die Connova Group mit Standorten in Villmergen (Schweiz) und Klipphausen (Deutschland) zählt zu den führenden Spezialisten im Bereich Hochleistungs-Composites. Seit über 30 Jahren entwickelt und fertigt das Unternehmen präzise Verbundbauteile für Luft- und Raumfahrt, UAV & Drohnen, Motorsport & Automobil und industrielle Anwendungen. Mit modernstem Engineering, eigener Fertigung und höchster Schweizer Präzision setzt Connova neue Massstäbe im Composite-Leichtbau – von der ersten Idee bis zum qualifizierten Endprodukt.
