De Extremely Large Telescope (ELT) is een gigantische telescoop die gebouwd wordt in Chili en ontworpen werd door de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO). De hoofdspiegel van deze telescoop bestaat uit 798 hexagonale segmenten en alles samen heeft deze spiegel een diameter van maar liefst 39 meter. Hierdoor zal de ELT de grootste optische/nabij-infraroodtelescoop ter wereld zijn. Met dit reusachtig sterrenkundig observatorium zou het mogelijk moeten zijn om atmosferen van exoplaneten te bestuderen. Verwacht wordt dat deze telescoop in 2025 voor het eerst naar de sterrenhemel zal gericht worden.
Bergtop verwijderen
De locatie voor de bouw van de ELT werd in april 2010 geselecteerd door de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) nadat men verschillende locaties had onderzocht waaronder de berg Cerro Macon in Argentinië, het Roque de los Muchachos Observatory op het Canarische eiland La Palma en locaties op Antarctica en Noord-Afrika. ESO is de belangrijkste intergouvernementele astronomische organisatie in Europa en verreweg de meest productieve sterrenwacht ter wereld. Zij wordt ondersteund door zestien lidstaten: België, Denemarken, Duitsland, Finland, Frankrijk, Ierland, Italië, Nederland, Oostenrijk, Polen, Portugal, Spanje, Tsjechië, het Verenigd Koninkrijk, Zweden en Zwitserland, en door gastland Chili en strategisch partner Australië. De Extremely Large Telescope (ELT) wordt in Chili gebouwd op een enorme bergtop op een hoogte van ongeveer 3 000 meter. Deze berg, genaamd 'Cerro Armazones', bevindt zich in de Chileense Atacama woestijn en behoort tot één van de beste plaatsen ter wereld voor astronomisch onderzoek. Deze woestijn krijgt minder dan 5 millimeter neerslag per jaar en als gevolg van de hoge ligging en droge lucht heeft men hier nauwelijks last van atmosferische storingen. Meer dan 90% van een jaar zijn er in dit gebied geen wolken in de lucht (gemiddeld 350 nachten per jaar) en in het gebied wonen er ook geen mensen waardoor lichtpollutie hier onbestaande is. Om de reusachtige telescoop te kunnen bouwen bovenop de Cerro Armazones heeft men de top van de berg moeten verwijderen met behulp van explosieven. Op deze manier ontstond een plateau dat stabiel genoeg is voor de bouw van de ELT. Door het verwijderen van de bergtop werd de Cerro Armazones ongeveer 20 meter kleiner. Dit is niet de eerste keer dat de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) een telescoop bouwt in deze regio. Zo bevinden zich vandaag de dag in de Atacama woestijn ook al de Very Large Telescope (VLT) bovenop de top van de berg Cerro Paranal en de Atacama Large Millimeter Array (ALMA) radiotelescopen op de hoogvlakte van Chajnantor. Na het aanleggen van het plateau op de Cerro Armazones begon men in juni 2014 met de bouw van de ELT waarna in mei 2017 officieel de eerste steen werd gelegd.
Uniek ontwerp
Deze nieuwe telescoop wordt nu al "the world’s biggest eye on the sky" genoemd en beschikt over een uniek ontwerp. De koepel van dit reusachtige observatorium heeft een diameter van ongeveer 100 meter en is maar liefst 80 meter hoog. Binnenin deze koepel, die een totaal gewicht zal hebben ongeveer 5 000 ton, bevindt zich een telescoop van het type Nasmyth–Cassegrain met een hoofdspiegel die een diameter heeft van 39 meter. Deze hoofdspiegel zal bestaan uit 798 hexagonale segmenten die elk 1,4 meter breed en 5 centimeter dik zijn. Ieder spiegelsegment krijgt drie eigen draagstructuren en zal worden aangedreven met elektromotoren zodat de hoofdspiegel voortdurend van vorm kan veranderen en heel nauwkeurig kan worden gepositioneerd. Deze segmentsteunen vormen de ruggengraat van de hoofdspiegel en houden elk van de 798 spiegelsegmenten op hun plaats. Sensoren en actuatoren moeten de vorm en de positie van elk segment bewaken en controleren met zeer grote nauwkeurigheid. Voor ingenieurs is de bouw van deze telescoop dan ook een grote uitdaging aangezien de huidige grootste telescopen een diameter hebben van maximaal 10 meter.
Net als de secundaire spiegel van de telescoop zijn de segmenten van de hoofdspiegel van de ELT gemaakt van Zerodur, keramisch materiaal van de Duitse firma Schott AG dat een lage uitzettingscoëfficiënt heeft. Zerodur is eind jaren '60 van de vorige eeuw ontwikkeld voor toepassing in astronomische telescopen. Het vertoont bijna geen thermische uitzetting, zelfs wanneer het aan grote temperatuurschommelingen wordt blootgesteld. Daarnaast is het materiaal in chemisch opzicht heel resistent, waardoor het zich heel nauwkeurig laat polijsten.De reden waarom men heeft gekozen voor een ontwerp met verschillende segmenten is dat een spiegel met een diameter van 39 meter onmogelijk uit één stuk kan vervaardigd worden. Het bijzondere ontwerp van de ELT en zijn gigantische hoofdspiegel heeft verschillende voordelen. Zo heeft men bij het ontwerp gebruik gemaakt van identieke onderdelen wat extra ontwikkelingskosten en geld bespaard. Daarnaast is de spiegel ook dunner dan andere telescopen en daardoor lichter. Ook hierdoor wordt de constructie goedkoper. Nog een voordeel aan dit ontwerp is dat de gehele constructie relatief onderhoudsarm is. Wanneer men een grote telescoop elke nacht gebruikt, gaat de kwaliteit van de spiegels er langzaam op achteruit. Dankzij een speciaal ontworpen extractor en grijparm kan men twee spiegels per dag eenvoudig vervangen. In anderhalf jaar tijd moeten uiteindelijk alle spiegels vervangen zijn. Doordat het vervangen van de spiegels geleidelijk gebeurt, levert dit geen vertraging op voor het gebruik van de ELT en het astronomisch onderzoek.
Atmosferen van exoplaneten onderzoeken
Cijfers tonen aan dat de ELT een bijzonder astronomisch instrument is. Zo zou deze telescoop 100 miljoen keer meer licht verzamelen dan het menselijk oog en 13 keer meer licht dan de huidige grootste optische telescopen. Nog een indrukwekkende vergelijking: de ELT zou 256 maal meer licht verzamelen dan de succesvolle Hubble Space Telescope. Het belangrijkste doel van de Extremely Large Telescope (ELT) is proberen atmosferen te onderzoeken van exoplaneten en meer bepaald aardachtige planeten rondom andere sterren. De afgelopen jaren werden honderden planeten ontdekt rondom andere sterren en sommigen onder hen zouden zich in de juiste omstandigheden bevinden leven te herbergen. Toch weet men over deze verre, exotische werelden nog zeer weinig en staan astronomen te popelen om de leefbaarheid van deze exoplaneten te onderzoeken. Zo wil men met de ELT de atmosfeer van dergelijke exoplaneten bestuderen om te achterhalen of er zich zuurstof, ozon of methaan in bevindt. Deze elementen kunnen wijzen op de aanwezigheid van water of biologische activiteit. Daarnaast willen astronomen de ELT gebruiken om verder dan ooit te kijken. Zo moet het met deze telescoop mogelijk zijn om de zwakste lichtpuntjes aan de rand van het zichtbare heelal waar te nemen. Deze zwakke lichtbronnen bevinden zich op een afstand van maar liefst 13 miljard lichtjaar wat betekent dat het licht van deze lichtbronnen er 13 miljard jaar over heeft gedaan om ons te bereiken. Hierdoor zou de ELT ons ook meer kunnen vertellen over de eerste sterren en sterrenstelsels die kort na de oerknal zijn ontstaan. Met de ELT moet het ook mogelijk zijn om het licht dat afkomstig is van nabije sterrenstelsels op te splitsen in het licht van individuele sterren. Zo zal men met de ELT alle individuele sterren kunnen zien wat astronomen meer kan leren over hoe sterrenstelsels worden gevormd.
De telescoop zal verscheidene wetenschappelijke instrumenten krijgen. Het zal ook mogelijk zijn om binnen enkele minuten van het ene instrument op het andere over te schakelen. Telescoop en koepel kunnen ook snel van stand veranderen en met een nieuwe waarneming beginnen. Onder de vele wetenschappelijke innovatieve instrumenten die deel gaan uitmaken van de ELT bevinden zich onder andere de High Angular Resolution Monolithic Optical and Near-infrared Integral field Spectrograph (HARMONI) en de Mid-infrared ELT Imager and Spectrograph (METIS). METIS biedt een camera en midden-resolutie spectroscopie in een golflengtegebied van 3-14 micrometer, en hogeresolutie-integral field spectroscopie in een golflengtegebied van 3–5,3 micrometer. Het Instituut voor Sterrenkunde aan de Belgische KU Leuven is verantwoordelijk voor de electronica en de software die de complexe mechanismen en andere onderdelen van het METIS instrument gaan besturen.
Kostprijs
Het spreekt voor zich dat aan een dergelijk gigantisch project ook een extreem hoog prijskaartje hangt. Zo zou de totale kostprijs van het ELT-project ongeveer 1,17 miljard euro bedragen. Volgens wetenschappers is dit inderdaad veel geld maar ter vergelijking, de grote deeltjesverkenner van CERN heeft ongeveer 8 miljard euro gekost. Doordat de kans heel groot is dat men met de ELT tal van nieuwe ontdekkingen gaat doen, is de wetenschappelijke 'return' voor dit project wellicht zeer groot. De meeste contracten voor de bouw van de ELT gaan naar bedrijven afkomstig van ESO-lidstaten waardoor er ook een grote industriële 'return' is van dit project. Zo kreeg het bedrijf ICAFAL uit Chili in 2013 het contract voor de bouw van de weg en het plateau op de berg Cerro Armazones en ontving het Duitse bedrijf Schott in januari 2017 het contract voor de bouw van de 39 meter grote hoofdspiegel van de ELT. In mei 2018 kreeg ook het bedrijf VDL ETG Projects B.V. uit Nederland het contract toegewezen voor de bouw en het testen van de Segment Support Mechanics van de hoofdspiegel van de ELT. Verwacht wordt dat de ELT minstens 30 jaar zal gebruikt worden.
