Hoch in den chilenischen Anden errichtet eine globale Kooperation das modernste Observatorium der Welt. Besuch auf einer Baustelle der Extreme.

Schon von Weitem sieht man ein metallisches Ungetüm in der Sonne glitzern, halbrund und flachgedrückt wie ein Ufo. Hochtechnologie in einer lebensfeindlichen Wüste, wo kein Gras mehr wächst und sich kein Mensch freiwillig aufhält. In dieser unwirklichen Welt, in über 5000 Metern Höhe an der Westseite der chilenischen Anden, bauen Astronomen am größten Teleskop der Welt.

Bislang steht lediglich das ufoförmige Technikgebäude. 66 mobile Parabolantennen sollen in den nächsten Jahren dazukommen. Zusammengeschaltet werden sie ein bis zu 16 Kilometer großes Observatorium ergeben. Es soll ein weitgehend unbekanntes Bild des Weltalls zeigen: kalte Gaswolken, bislang unsichtbare Planeten, uralte Strukturen – aufgenommen im Bereich zwischen Radiowellen und optischem Licht. Alma (Atacama Large Millimeter Array) heißt das Projekt, das Himmelsforscher aus Europa, Nordamerika und Japan gemeinsam vorantreiben.

Luís Chaparro gefällt das Kürzel Alma, in seiner spanischen Muttersprache bedeutet es "Seele". Der Ingenieur steht im soeben fertiggestellten Technikgebäude, für das er verantwortlich ist. Es riecht nach frischer Farbe, die Klimaanlage zeigt 13,3 Grad Celsius. Das Bauwerk zählt zu den höchstgelegenen der Erde, in ihm sollen künftig die Signale der einzelnen Antennen gesammelt und verarbeitet werden. Hier sitzt die Seele des Projekts.

Wenn Chaparro durch die raumhohen, getönten Scheiben schaut, fällt sein Blick auf eine rötlich braune Marslandschaft, das Chajnantor-Plateau. Die von schroffen Vulkangipfeln eingerahmte Hochebene, auf der sich einst die Parabolspiegel drehen sollen, zieht sich in vielen Wellen hin. Kein Baum, kein Grasbüschel bietet Orientierung. Nur ein Andenfuchs streunt um die Zelte, die Arbeiter inmitten der Ödnis aufgebaut haben. Geschützt von den Zeltplanen, gießen sie die Fundamente für die künftigen Teleskope.

"Trockenheit und Temperaturunterschiede sind unsere größten Probleme", sagt Chaparro. Nebenan, im künftigen Konferenzraum des Technikgebäudes, ist vor wenigen Tagen eine Glasscheibe zersplittert. Der Temperatursprung von minus 30 Grad in der Nacht auf zehn Grad am Tag knackte das eigentlich robuste Material.

Was Ingenieure plagt, lässt Astronomen jubeln. Letztere haben genau diese extremen Bedingungen gesucht: Die Strahlung im Submillimeterbereich, die das Riesenteleskop einfangen soll, reagiert extrem empfindlich auf Wasserdampf. Sie wird vom Dampf absorbiert. Je feuchter die Atmosphäre, desto schwächer die Himmelssignale. Von allen zuvor untersuchten Standorten, ob auf Hawaii, im Himalaya oder am Südpol, bietet das Chajnantor-Plateau die klarste und stabilste Luftqualität.

23 Stufen führen in den ersten Stock des Technikgebäudes. Für Tagesbesucher, die nicht an die Höhe gewöhnt sind, ist jede Stufe eine Belastung. Die Luft enthält hier nur etwa halb so viel Sauerstoff wie auf Meereshöhe. Das Atmen fällt schwer, das Blut pocht in den Schläfen. Deshalb misst Luís Chaparro die Sauerstoffsättigung im Blut seiner Gäste. Bereits am Fuße des Berges vollführte ein wortkarger chilenischer Sanitäter diese Prüfung. Jeder Gast musste unterschreiben, dass er mit allem rechnet, auch mit dem eigenen Tod. Und dass er dafür niemanden verantwortlich machen werde. 79 Prozent Sauerstoffsättigung zeigt Chaparros Messgerät an. Normal sind 95 bis 98 Prozent, Werte unter 80 gelten im Flachland als Fall für den Notarzt. Hier oben hilft, falls nötig, der Griff zur tragbaren Sauerstoffflasche. Überall stehen neben den Schreibtischen die kleinen Atemhelfer.

"Am liebsten hätten wir das ganze Gebäude unter Druck gesetzt – wie die Kabine eines Flugzeugs", sagt Chaparro. Doch das wäre zu aufwendig gewesen. Jetzt wollen die Ingenieure den Anteil des Sauerstoffs an der dünnen Luft von 20 auf 28 Prozent erhöhen und so das Atmen erleichtern. Läuft in zwei bis drei Jahren alles wie geplant, sollen sich ohnehin nur noch zwei Menschen hier oben aufhalten – für Notfälle. Der Normalbetrieb wird vom Basislager aus kontrolliert, das 2100 Meter tiefer liegt.

Wie ein brauner, etwas verworrener Faden schlängelt sich die Straße zwischen Plateau und Kontrollzentrum die Andenhänge hinab: Almas Lebensader, ein 28 Kilometer langer holpriger Highway. Über diesen eigens gebauten Weg sollen in diesem Jahr die ersten Antennen aufs Plateau geschleppt werden. Noch sind vor allem Baufahrzeuge unterwegs, die mächtige Staubfahnen hinter sich herziehen. Doch die Antennentransporter stehen schon bereit.

Richard Hills klopft gegen einen der Reifen, der ihm fast bis zum Kinn reicht. "Das wird ein echter Schwertransport", sagt der wissenschaftliche Leiter des Alma-Projekts. In seiner Stimme schwingt Anerkennung mit, nicht nur wegen der 28 Riesenreifen, auf denen die Transporter rollen. Die Schwerlaster können eine komplette Alma-Antenne auf ihre Ladefläche hieven. So ein Parabolspiegel wiegt stolze 115 Tonnen. Samt Zugmaschine drö;hnen bei jeder Fahrt fast 250 Tonnen aufs Plateau. Vor allem die letzten Kilometer sind kritisch. "In der dünnen Luft büßen die Motoren etwa die Hälfte ihrer Leistung ein", sagt Hills. Zwei Aggregate, jedes so stark wie ein Formel-1-Motor, sollen den Leistungsabfall kompensieren. Die in Deutschland gebauten Transporter "Lore" und "Otto" bewältigen maximal zehn Prozent Steigung. Damit es nicht steiler wird, wurde die Straße teils mehrere Meter tief in den Hang gegraben. Seltene Säulenkakteen, die unter Naturschutz standen, mussten weichen und verpflanzt werden. Tanklaster versprühen Salzwasser auf dem trockenen Untergrund, um die unbefestigte Piste noch härter zu machen – alles für Lore und Otto.

Noch haben die beiden leichtes Spiel. Kurz vor Weihnachten 2008 ist die erste Antenne offiziell ans Alma-Projekt übergeben worden. Derzeit muss diese Antenne lediglich auf dem Betriebshof hin- und hergeschoben werden. Dabei sollte das Projekt eigentlich schon abgeschlossen sein. Als Mitte der neunziger Jahre die ersten Pläne entstanden, rechneten die Astronomen mit maximal zehn Jahren für Bau und Entwicklung. Doch schnell zeigte sich, dass Alma ungewöhnlich ist.

Während Astronomen ihre bisherigen optischen Vorzeigeobjekte – das gut 300 Kilometer von Alma entfernte Very Large Telescope (VLT) der Europäer, das amerikanische Keck- oder das japanische Subaru-Teleskop (beide auf Hawaii) – in Alleingängen bauten, lässt sich Alma nur als riesiges Gemeinschaftsprojekt realisieren. Das führt zu entsprechenden Problemen und Verzögerungen. So konnten sich die Partner zum Beispiel nicht auf einen gemeinsamen Antennenhersteller einigen. Nun bauen eben drei Konsortien die 66 Parabolspiegel: ein europäisches unter französischer Leitung, ein amerikanisches, an dem das Bonner Max-Planck-Institut für Radioastronomie beteiligt ist, und ein japanisches. Jede Gruppe hat ihr eigenes Revier.

Am weitesten sind die Japaner. Auf ihren Testständen stehen säuberlich aufgereiht bereits vier Parabolspiegel. Wie zu einer unhörbaren Musik können sie ein Antennenballett aufführen, sich um die eigene Achse drehen, die Schüssel heben und senken, mal synchron, mal als Solisten. Fast lautlos. "Wo es geht, verzichten wir auf mechanische Antriebe", sagt Richard Hills. "Weder Staub noch Wetter sollen den Antennen etwas anhaben können." Statt hakelnder Zahnräder bewegen Magnetspulen die Schüsseln – schneller und genauer als bei bisherigen Radioteleskopen.

Auch für die Beschaffenheit der zwölf Meter großen Spiegel gelten höchste Ansprüche. Die Unebenheiten auf der Spiegeloberfläche dürfen 0,025 Millimeter nicht überschreiten. "Schließlich wollen wir mit Alma Dinge sehen, von denen wir bislang allenfalls zu träumen wagten", sagt Hills. Die Wellenlängen (0,3 bis 10 Millimeter), für die die Antennen optimiert sind, entsprechen einer Strahlung, die hauptsächlich kühlere Objekte im Universum abgeben: junge Sterne, die sich gerade bilden, oder Planeten in deren Umgebung. Optische Teleskope, wie das mehr als 2000 Höhenmeter tiefer gelegene VLT, können diese Prozesse nicht sehen, weil sie sich in dichten Staub- und Gaswolken abspielen. Submillimeterstrahlen durchdringen die rotierenden Wolken dagegen problemlos; mit ihrer Hilfe lassen sich Temperatur, Dichte und Bewegungen in den kosmischen Kinderstuben messen.

Die tiefgründigen Strahlen eröffnen zudem einen Blick auf die ältesten, am weitesten entfernten Objekte im Weltall. Richard Hills, ein ruhiger Brite mit dickem Bauch und dicker Brille, wird beim Gedanken daran ganz kribbelig. "Wir hoffen, bis zu zwölf Milliarden Jahre in der Zeit zurückschauen zu können."

Damit das gelingt, müssen die 66 Spiegel perfekt zusammenarbeiten. Nur so wird aus vielen Einzelantennen ein gewaltiges Teleskop mit bis zu 16 Kilometern Durchmesser. Das Zusammenspiel, von Astronomen Interferometrie genannt und bislang vor allem mit Radioteleskopen praktiziert, wird von einem Computerprogramm gesteuert. Es sucht in allen empfangenen Signalen nach ähnlichen Mustern und setzt diese in Relation zur räumlichen Entfernung der Antennen. Bei 66 Spiegeln ein enormer Aufwand: Um alle Daten verarbeiten zu können, fallen pro Sekunde 60 Billiarden Multiplikationen an. Nachdem alle Störgeräusche entfernt und die Daten komprimiert und aufbereitet sind, landen Sekunde für Sekunde 65 Megabyte auf den Festplatten der Astronomen.

Die Büros im Alma-Kontrollzentrum bieten mit ihren breiten Fensterfronten und dem Ausblick auf den Salzsee Salar de Atacama, wo in der Ferne Flamingos im Wasser waten, angenehme Arbeitsplätze. Dennoch werden sich nicht viele Astronomen in die chilenische Wüste verirren. "Alma ist kein Teleskop, bei dem man als Forscher vor Ort sein muss", sagt Hills mit leichtem Bedauern. Beobachtungsaufträge werden via Internet erteilt, die Daten fließen auf dem gleichen Weg zurück. Im Kontrollzentrum sitzen nur die Teleskop-Operateure. Sie sollen sicherstellen, dass alles wie gewünscht funktioniert, möglichst rund um die Uhr. "Wir wollen das Teleskop 24 Stunden am Tag nutzen", sagt Hills. Denn für den Bau und Betrieb von Alma (das 30 bis 50 Jahre lang laufen soll) werden derzeit Kosten von 800 Millionen Euro veranschlagt. Das soll sich durch möglichst viele Ergebnisse rentieren.

Selbst im Winter darf das Teleskop nicht stillstehen, sogar wenn in der staubtrockenen Atacama-Wüste ein halber Meter Schnee fällt. In einem solchen Fall werden die eingeschneiten, aber hoffentlich nicht eingefrorenen Hightech-Schüsseln direkt auf die Sonne ausgerichtet – deren Strahlen sollen das Abtauen übernehmen. Ein extremer Ort macht notgedrungen erfinderisch.

Dennoch kann sich Richard Hills keinen besseren Standort vorstellen. Okay, einen einzigen vielleicht. "Wenn wir so etwas wie Alma im Weltraum platzieren könnten, wäre das natürlich fantastisch", sagt er und blickt in den blauen chilenischen Himmel. "Aber dort oben wäre es auch tausendmal teurer."

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