Square Kilometre Array Observatory SKAO (Astronomie)

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SKA bei Nacht © SKAO

Das Square Kilometre Array Observatorium (SKAO) wurde im Februar 2021 als internationale Organisation gegründet. Im Juni 2021 hat der SKAO-Rat grünes Licht gegeben für den Bau des größten Radioteleskops der Welt mit Standorten in Australien und Südafrika und mit einer Sammelfläche von über einem Quadratkilometer. Vom Hauptsitz in Manchester (GB) aus wird dieses enorme wissenschaftliche Vorhaben gelenkt und überwacht. Die Größe des SKAO stellt einen riesigen Sprung nach vorne dar – sowohl in der Technologie als auch im Computing. Es wird den Forschenden ermöglichen, das Universum in noch nie dagewesener Detailtreue zu beobachten und zu vermessen.

Nach zweieinhalb Jahren multilateraler Verhandlungen unter der Leitung Italiens wurde die SKAO-Konvention im März 2019 in Rom unterzeichnet. Sieben Länder sind die Erstunterzeichner: Australien, China, Italien, die Niederlande, Portugal, Südafrika und das Vereinigte Königreich. Es wird erwartet, dass sich zu gegebener Zeit weitere Länder wie Indien, Schweden und auch die Schweiz anschliessen werden. Die Konvention trat im Dezember 2020 nach der Ratifizierung durch fünf Unterzeichnerstaaten, darunter alle drei Gastgeberländer, in Kraft. Damit ist SKAO nach der Europäischen Südsternwarte (ESO) die zweite zwischenstaatliche Organisation, die sich der astronomischen Forschung widmet.

Zentrales Projekt der internationalen Astrophysik

SKAO wird der empfindlichste radioastronomische Verbund von Teleskopen sein, der jemals entwickelt und gebaut wurde. Er wird die nötige Auflösung besitzen, um Anzeichen für erdähnliche Planeten auf eine Distanz von mehreren Hunderttausend Lichtjahren zu entdecken. SKAO wird den Forschenden auch Einblicke in die Entstehung und Entwicklung der ersten Sterne und Galaxien nach dem Urknall, die Rolle des kosmischen Magnetismus, die Natur der Schwerkraft und möglicherweise sogar Leben jenseits der Erde geben. Längerfristig wird das SKAO zu einem zentralen Projekt für die Astrophysik auf internationaler Ebene und so die Aktivitäten der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) und der Europäischen Organisation für Astronomie (ESO) ergänzen.

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Das SKAO Hauptquartier am Jodrell Bank in Manchester (GB) © SKAO

Hauptquartier in Manchester, Radioteleskope in Australien und in Südafrika

Aus dem Hauptquartier am Jodrell Bank Institut in der Nähe von Manchester (GB) wird der Bau der ersten Konfiguration des SKA-Netzwerks in Südafrika und Australien geleitet und koordiniert. Die Wüstenregionen Südafrikas bieten die perfekte, ruhige Radiokulisse für das Mittelfrequenz-Array, das einen entscheidenden Teil des interkontinentalen SKA-Teleskops bilden wird. Im Endausbau werden knapp 200 Antennen mit einer totalen Oberfläche von 33'000 m2 und einer maximalen Entfernung von 150 km untereinander im Betrieb sein. Australien wird anfangs mehr als 130'000 SKA-Dipolantennen beherbergen, die den Empfang von niederfrequenten Radiowellen abdecken, mit dem ambitionierten Ziel, diese Zahl auf eine Million Antennen zu erweitern.

Während die Gesamtoberfläche aller Radioteleskope die Beobachtungsempfindlichkeit des SKAO bestimmt, ist der maximale Abstand zwischen zwei Teleskopen in einem solchen Array für die ebenso wichtige Auflösung der beobachteten Objekte verantwortlich. Mit Hilfe dieser sogenannten Interferometrie-Methode synthetisieren Hochleistungscomputer die Signale der einzelnen Teleskope zu höchstaufgelösten Bildern.

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Geplantes SKA-Dipolantennen (jede etwa zwei Meter hoch) in Westaustralien
© SKAO
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Geplante SKA-Parabolantennen in Südafrika © SKAO

Schweizer Beteiligung

Die Entwicklung des SKA wird von zahlreichen Schweizer Forschungsinstitutionen aufmerksam verfolgt. Das SBFI hat im März 2020 die ETH Lausanne als Koordinatorin der Schweizer Beteiligung am SKA anerkannt. Am 6. April 2020 wurde die ETH Lausanne Sondermitglied des im Vereinigen Königreich ansässigen Unternehmens SKAO ltd, das für die Leitung der vorbereitenden Entwurfsphase des Radioteleskops SKA verantwortlich war. Am 8. Juni 2021 hat die ETH Lausanne mit dem SKAO ein Zusammenarbeitsabkommen 2021–2023 auf wissenschaftlicher und technischer Basis abgeschlossen.

Das SBFI hat sich an den Sitzungen der «SKA Observatory Council Preparatory Task Force» beteiligt, die den Aufbau der internationalen Organisation finalisierte. Zudem nimmt es seit dem Inkrafttreten der SKAO-Vereinbarung als Beobachterin an den Sitzungen des SKAO-Rats und des Finanzkomitees teil.

Am 16. September 2020 hat die Bundesversammlung im Rahmen der BFI-Botschaft 2021–2024 einem Verpflichtungskredit in der Höhe von 8,9 Millionen Franken im Hinblick auf einen Beitritt der Schweiz zur internationalen Organisation SKAO zugestimmt. Im Laufe des Jahres 2020 hat das SBFI zusammen mit an SKAO interessierten Industrieakteuren und Institutionen in der Schweiz die gegenwärtige Situation überprüft. Diese Analyse hat aufgezeigt, dass nur eine Vollmitgliedschaft für die Schweiz einen zufriedenstellenden Return on Investment gewährleisten würde. Da der bewilligte Verpflichtungskredit der Schweiz nicht ermöglicht, sich über 2024 hinaus am Bau und Betrieb des SKAO zu beteiligen, hat der Bundesrat dem Parlament beantragt, den Kredit um 24,7 Millionen Franken zu erhöhen, um die Finanzierung der Beteiligung der Schweiz bis 2030 sicherzustellen. Am 4. Juni 2021 hat er eine entsprechende Botschaft an das Parlament überwiesen. Falls diese Anpassung vom Parlament genehmigt wird, kann der Bundesrat den Beitritt der Schweiz zur internationalen Organisation SKAO bis 2030 abschliessen. Damit soll das Niveau der Schweizer Forschung im Bereich der Radioastronomie auf internationaler Ebene gestärkt werden.

Weiterführende Informationen

Kontakt

SBFI, Martin Steinacher
Leiter der Schweizer Delegation im SKAO Rat

SBFI, Kevin Reymond
Beobachter im SKAO Rat

ETH Lausanne
Prof Jean-Paul Kneib
Koordinator des Schweizer SKA-Konsortiums

SBFI, Xavier Reymond
Beobachter im SKAO Finanzkomitee

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https://www.sbfi.admin.ch/content/sbfi/de/home/forschung-und-innovation/internationale-f-und-i-zusammenarbeit/internationale-forschungsorganisationen/skao.html