D15 Adaptive Optik

Thema

Adaptive Optik misst und korrigiert in Echtzeit die durch atmosphärische Turbulenzen verursachten Verzerrungen der Wellenfront des auf das Teleskop treffenden Lichts: Ein Sensor erfasst diese Verzerrung, ein mit zahlreichen Aktuatoren ausgestatteter, deformierbarer Spiegel korrigiert sie sofort, und ein schneller Regelkreis hält diese Korrektur aufrecht, da sich die die Verzerrung verursachende Turbulenz ständig ändert.

Die der Atmosphäre inhärente Kohärenzskala – also wie groß der Bereich der Wellenfront ist, der aufgrund dieser Turbulenzen weitgehend intakt bleibt – ist im Infrarotbereich deutlich größer als im sichtbaren Spektrum. Genau dieser Unterschied macht adaptive Optik bei der Korrektur im Infrarotbereich wesentlich effektiver als bei der Korrektur im sichtbaren Licht.

Ohne Korrektur kann ein großes Teleskop keine höhere Auflösung erreichen als ein Teleskop mit derselben atmosphärischen Kohärenzskala, unabhängig davon, wie viel größer seine tatsächliche Apertur ist. Mit einer starken Korrektur nähert sich die Auflösung dieses Teleskops jedoch seiner Beugungsgrenze an, erreicht diese aber nie vollständig. Aus diesem Grund wird die letztendlich erreichte Schärfe als Bruchteil des Idealfalls angegeben – des Falls ohne jegliche Turbulenzen. Von der Wellenfrontmessung zu Beginn dieses Dokuments bis hin zu jenem Bruchteil des Idealfalls am Ende, unter Berücksichtigung der atmosphärischen Kohärenzskala und der dadurch bedingten Grenze ohne Korrektur, ermöglicht die adaptive Optik einem bodengebundenen Teleskop, sich durch die Echtzeitkorrektur der atmosphärischen Verzerrungen einer Leistung anzunähern, die es eigentlich nur im Weltraum erreichen sollte.

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