Ein ungewöhnliches Teleskop aus Fotoobjektiven
Ein Sport-Teleobjektiv von Canon wird gerade zum Baustein eines der ungewöhnlichsten Teleskope der Welt – und das in einer Dimension, die fast schon wie Science-Fiction wirkt. In Nordchile entsteht eine riesige „Optikwand“, die nicht auf einen einzelnen großen Spiegel setzt, sondern auf insgesamt 1.140 Canon EF 400mm f/2.8 L IS Objektive (mutmaßlich in der Mark-II- oder Mark-III-Variante).
Das Projekt trägt den Namen MOTHRA. Die Abkürzung steht für „Massive Optical Telephoto Hyperspectral Robotic Array“ – sinngemäß ein gigantischer, robotisch gesteuerter Verbund aus Teleobjektiven mit speziellem Filtersystem. Gleichzeitig ist der Name ein augenzwinkernder Verweis auf die Popkultur: Mothra ist auch der Name eines bekannten Monsters aus japanischen Kaiju-Filmen.
Standort und Team: Von Dragonfly zu MOTHRA
MOTHRA wird am Observatorium El Sauce im chilenischen Río-Hurtado-Tal aufgebaut. Hinter dem Konzept stehen die Astronomen Pieter van Dokkum (Yale University) und Roberto Abraham (University of Toronto). Die Idee ist nicht völlig neu: Schon ihr Vorgängerprojekt Dragonfly arbeitete mit Canon-400mm-f/2.8-Optiken und zeigte, wie gut sich Fotoobjektive eignen, um extrem lichtschwache, diffuse Strukturen im All sichtbar zu machen.
Mit MOTHRA wird dieses Prinzip nun drastisch größer gedacht.
So ist das System aufgebaut
Die 1.140 Objektive sind in 30 Montierungseinheiten organisiert. Jede dieser Einheiten trägt 38 Teleobjektive, die synchron auf denselben Himmelsausschnitt ausgerichtet werden. Zusammengenommen verhält sich der Verbund wie eine einzige, riesige Linse mit einem effektiven Durchmesser von rund 4,8 Metern.
Besonders beeindruckend ist die resultierende Lichtstärke: Das Gesamtsystem entspricht rechnerisch etwa f/0,08. Anders gesagt: Es sammelt Licht extrem schnell und ist damit prädestiniert für sehr schwache, flächige Signale, die mit klassischen Teleskopen oft nur schwer zu erfassen sind.
Warum bewusst EF-Objektive eingesetzt werden
Spannend ist auch die Entscheidung für das EF-Bajonett statt modernerer RF-Objektive. Der Grund ist pragmatisch: Bei EF bleibt zwischen Objektiv und Kamera mehr Platz. Genau dort können zusätzliche Filter und spezielle optische Komponenten untergebracht werden, die für die Messungen notwendig sind.
Hinzu kommt, dass diese Canon-Teleobjektive einen hervorragenden Ruf genießen. Für das Team sind vor allem die hohe Abbildungsleistung und die effektiven Vergütungen entscheidend, weil sie Reflexionen und Streulicht minimieren – ein wichtiger Punkt, wenn man Signale sichtbar machen möchte, die beinahe im Nichts verschwinden.
Das wissenschaftliche Ziel: Das kosmische Netz
MOTHRA soll helfen, das „kosmische Netz“ zu untersuchen – also die großräumige Struktur des Universums, in der Galaxien entlang von Materiefilamenten angeordnet sind. Dunkle Materie selbst leuchtet nicht, daher kann man sie nicht direkt fotografieren.
Stattdessen sucht MOTHRA nach extrem schwach leuchtendem, diffusem Gas zwischen Galaxien. Dieses Gas fungiert gewissermaßen als Leuchtspur: Es zeigt an, wo Gravitation – maßgeblich geprägt durch Dunkle Materie – Materie im Kosmos formt und zusammenführt. Solche direkten Beobachtungen wären nicht nur spektakulär, sondern auch ein wichtiger Prüfstein für Modelle zur Entstehung und Entwicklung des Universums.
Kameras, Sensoren und die Herausforderung des Bildrauschens
Damit das klappt, reicht die Optik allein nicht aus. Die Kameras spielen eine ebenso zentrale Rolle. Geplant ist der Einsatz von rund 1.200 Kameras der Typen Apx26 und Apx60 von Atik Cameras. Diese sind für Astrofotografie ausgelegt und nutzen moderne Sony-Sensoren.
Das Team hat offenbar intensiv geprüft, ob CMOS-Technik dafür wirklich geeignet ist. Ausschlaggebend war vor allem, dass die Kameras sehr rauscharm arbeiten müssen, damit das feine Signal nicht im „Grieseln“ untergeht. Zudem sollen die Systeme die Rohdaten möglichst unverändert ausgeben – ohne interne Bildaufbereitung, die zwar „hübscher“ wirken kann, aber wissenschaftliche Details verfälscht.
Steuerung im Großmaßstab: Raspberry Pi als Rückgrat
Auch die Steuerung ist außergewöhnlich: Jede Wissenschaftskamera erhält einen eigenen Raspberry Pi 4B – insgesamt 1.184 Stück. Zusätzlich kommen weitere Rechner für die Guiding-Systeme hinzu, die das präzise Nachführen übernehmen. Pro Objektiv-Verbund sind es sechs Guiding-Einheiten, damit kleinste Abweichungen unmittelbar erkannt und korrigiert werden können.
Interessant: Statt eines neueren Modells wurde der Raspberry Pi 4B gewählt, weil er weniger Strom verbraucht – ein praktischer Faktor, wenn man ein derart großes System betreibt.
Schutz vor Wetter – und eine Lösung gegen Satellitenspuren
Die gesamte Anlage ist so konstruiert, dass die Technik tagsüber und bei schlechtem Wetter geschützt ist. Man kann sich das wie zwei sehr große, bewegliche Schutzbauten vorstellen, in denen Objektive und Montierungen „parken“. Sobald nachts gute Bedingungen herrschen, werden die Schutzbauten zur Seite gerollt – und die Objektivwand ist frei für die Aufnahmen.
Dass es gleich zwei dieser Anlagen gibt, die zudem weit voneinander entfernt stehen, hat noch einen weiteren Vorteil: Satelliten ziehen immer häufiger durch astronomische Aufnahmen und hinterlassen helle Streifen. Wenn beide Standorte denselben Himmelsbereich fotografieren, liegen die Satellitenspuren nicht an exakt derselben Position. Dadurch lassen sich Störungen bei der späteren Kombination der Daten leichter erkennen und herausrechnen, während das eigentliche Signal erhalten bleibt.
Aktueller Stand und Finanzierung
MOTHRA liefert bereits erste Ergebnisse und soll bis Ende 2026 vollständig einsatzbereit sein. Finanziert wird das Projekt von Alex Gerko, Gründer und CEO von XTX Markets. Er unterstützt dabei nicht nur finanziell, sondern hilft auch bei Organisation, Partnern, Standortfragen in Chile und bei der Beschaffung zentraler Komponenten.
