Max-Planck-Institut für Astronomie - Jahresbericht 2007

116 IV. Instrumente und Projekte
IV.3 Instrumente für den Calar Alto
Panic
Eine Weitfeld-Kamera für das nahe Infrarot wurde von
den Astronomen sowohl am MPIA wie auch am IAA als
das meistgewünschte neue Instrument für den Calar
Alto genannt. Solch ein Instrument bietet, auch wenn es
nicht das erste seiner Art ist, viele Anwendungsmöglich-
keiten, von Untersuchungen des Sonnensystems bis zur
Kosmologie. Da die Überbuchung des 3.5-m-Teleskops
im Normalfall höher ist als die des 2.2-m-Teleskop, wurde
beschlossen, Panic, eine »Panoramic Near Infrared
Camera«, für das 2.2-m-Teleskop zu bauen.
Die derzeit verfügbaren Detektoren haben eine Größe
von 2048 2048 Pixeln. Man entschied sich, eine Anordnung
aus vier Detektoren zu verwenden, um das verfügbare
Sichtfeld zu vergrößern. Die Abdeckung eines
Gesichtsfeldes von 0.5 Grad 0.5 Grad führt hierbei
zu einem Bildmaßstab von 0.45 Bogensekunden / Pixel.
Diese Detektoren lassen sich mit einer Lücke von nur
167 Pixeln zusammenfügen – damit wird PaNic eine
sehr komfortable Struktur haben.
Dieses Instrument wird mit einer reinen Linsenoptik
mit zehn Linsen in acht Gruppen ausgestattet. Die
Bildqualität wird wie üblich definiert: 80 Prozent eingeschlossene
Energie in zwei Pixeln über das gesamte
Sichtfeld und für alle Wellenlängen. Der Spektralbereich
erstreckt sich von 0.8 bis 2.5 Mikrometer und beinhaltet
somit das optische Z-Band.
Die Anordnung ist in Abb. IV.3.2 zu erkennen. Das
Instrument ist Längen- und Gewichtsbeschränkungen unterworfen,
deshalb ist erstens eine Faltung des optischen
Weges über drei Spiegel erforderlich; zweitens ist der
Kryostat extrem leicht gebaut. Die Kühlung wird durch
flüssigen Stickstoff erzielt. Die Haltezeit der Temperatur
Abb. IV.3.1: Das optische PaNic-System. Die Gesamtlänge beträgt
180 cm und erfordert eine faltbare Konstruktion.
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bei einer 30-Liter-Füllung wird auf 34 Stunden geschätzt.
Ein zweiter kleiner Flüssigstickstofftank wird
aus schließlich für die Kühlung des Detektors verwendet.
Das konische Stahlelement verbindet das gesamte
In strument mit dem Teleskop. Das Gewicht beträgt nur
15 kg und die Biegung lediglich 10 Mikrometer.
Alle optischen Elemente werden auf eine optische
Bank montiert, um Durchbiegungen zu minimieren.
Dies ist sehr wichtig, da die Optik geringe mechanische
Toleranzen erfordert – typischerweise im Bereich von
50 Mikrometer. Die Finite-Elemente-Analyse hat gezeigt,
dass die Durchbiegung der Bank nur in den extremsten
Fällen diesen Wert um einen geringen Faktor
überschreitet.
Wir haben vier Filterräder mit je sechs Positionen vorgesehen,
sodass wir 20 Filter unterbringen können. Das
optische Konzept ermöglicht darüber hinaus die Nutzung
von Ein-Prozent-Filtern.
Die verwendeten Detektoren ermöglichen zudem
die Nachführung in einem kleinen Unterfenster auf
dem Chip. Dies ist erforderlich, da die standardmäßige
Nachführungseinheit des Teleskops einen Teil
des Sichtfeldes verdecken würde und daher nicht in
Kombination mit PaNic verwendet werden kann.
Die Ausleseelektronik besteht aus der neuesten
Version der Standard-Ausleseelektronik des MPIA. Die
vier Detektoren werden gleichzeitig in 128 Kanälen abgelesen,
auch ein Schnellauslesemodus ist integriert.
Um die Beobachter zu unterstützen, wird die einfache
Eingabe von Informationen zur Einrichtung
des Instruments und Durchführung der Beobachtung
möglich sein. Ein Schnellansichtssystem mit Online-
Datenreduktion ermöglicht die Beurteilung der Qualität
der erhaltenen Daten. Die Daten werden automatisch gespeichert.
Der gewählte Abbildungsmaßstab eignet sich hervorragend
für Durchmusterungen, aber nicht für Studien,
die eine hohe räumliche Auflösung erfordern. Wir haben
die Möglichkeit geprüft, eine zweite Pixelgröße von
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