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Viele Sterne für Afrika

VON BARTHOLOMÄUS GRILL

Ein Superradioteleskop soll in die dunkle Frühzeit des Universums zurückschauen. Südafrika und Australien ringen um den Zuschlag für das größte astronomische Forschungsprojekt der nächsten Jahre.

Viele Sterne für Afrika© SKA South AfricaMeerKAT
Eine Zeitmaschine? »Ja, so etwas gibt es tatsächlich«, sagt Benne Holwerda, »in Südafrika wird eine gebaut.« Er schaut durch die Glasfront der Mensa und zeigt über die Kap-Ebene in Richtung Nordosten. »Dort draußen soll sie stehen, in der Halbwüste der Karoo.« Holwerda, 34 Jahre alt, ist Astronom. Er kommt aus den Niederlanden und verbringt gerade ein Lehr- und Forschungssemester an der Universität von Kapstadt in der astronomischen Abteilung. Aber er wird voraussichtlich länger bleiben. Denn er hat ein »Ticket« in der Zeitmaschine reserviert, einen time slot von 5000 Stunden. So lange will er einen winzigen Himmelsfleck studieren. »Die Reise geht zurück zu den Anfängen des Universums.«

Wer verstehen will, warum nüchterne Wissenschaftler plötzlich utopische Anwandlungen bekommen, der muss die Planungszentrale der Zeitmaschine aufsuchen. Holwerda kommt mit hinaus ins Viertel Pinelands, die Zieladresse ist in exakten Koordinaten angegeben: 33.94329 S, 18.48945 E. Ein unscheinbarer Klinkerbau, auf dem Türschild in der dritten Etage steht »SKA South Africa«. SKA ist das Akronym der Zeitmaschine. Es bezeichnet die größte und ehrgeizigste astronomische Mission unserer Tage: Square Kilometre Array, ein gewaltiges Netzwerk von Radioteleskopen, das sich bis zum Jahr 2021 über halb Afrika bis weit hinaus in den Indischen Ozean erstrecken soll. Es ist eine Weiterentwicklung kontinentweiter Radioteleskope wie dem VBLA (Very Long Baseline Array, USA) und Lofar (Low Frequency Array, Europa).

In den Büros sind auf Wandplakaten all die Fragen illustriert, die das Megaprojekt SKA stellt. Was geschah im dunklen Zeitalter unmittelbar nach dem Urknall, in den dark ages? Wann kam Licht in die kosmische Finsternis? Wie wurden die ersten Galaxien und Sterne geboren? Sind wir allein im Universum? Es sind fundamentale Fragen der Kosmologie und Physik. »SKA will den Antworten näher kommen«, sagt Holwerda und fügt selbstironisch hinzu, man könne dabei vielleicht auch auf kleine grüne Marsmännchen stoßen. Bernie Fanaroff ist, anders als Holwerda, ein sachlich abwägender Zeitgenosse, der seinen eigenen Sätzen manchmal grüblerisch nachhorcht. Der Astrophysiker war zweiter Stabschef im Präsidialamt von Nelson Mandela, heute ist er Direktor des nationalen SKA-Projekts. »Man kann es durchaus mit der Mondlandung vergleichen«, sagt er und kommt sofort zu den Vorzügen der Radioteleskopie. Mit optischen Teleskopen lasse sich zwar eine Kerzenflamme auf dem Mond erkennen, aber sie können kosmische Dunstwolken nicht durchdringen und kein Gas »sehen«. Sie brauchen Licht, in der Dunkelheit sind sie blind. Radioteleskope hingegen empfangen elektromagnetische Wellen, die viel langsamer, also mit kleinerer Frequenz schwingen als Lichtwellen. Sie erlauben einen tieferen Blick ins All und nehmen Objekte und Energien wahr, die optischen Instrumenten verborgen bleiben. »Sie ermöglichen uns den gleichen Schritt, den Galileo Galilei durch die Erfindung des Fernrohrs gemacht hat«, prophezeit vollmundig Lee Rickard, Astrophysiker der University of New Mexico in Albuquerque.

SKA ist ein gigantisches Radioteleskop, das sich aus 3000 Parabolantennen zusammensetzt und ungefähr hundertmal so leistungsstark sein soll wie bisherige Geräte. Es ist geplant, die Hälfte der Schüsseln in der südafrikanischen Kernzone in einem Radius von fünf Kilometern zu installieren. Die andere Hälfte soll, in transkontinentalen Spiralarmen angeordnet, in Namibia, Botsuana, Sambia, Mosambik, Kenia, Madagaskar, Mauritius und Ghana stehen. Die Teleskop-Standorte sind durch Glasfaserkabel verbunden, alle gesammelten Signale laufen zur Auswertung in einem virtuellen Superinstrument in Kapstadt zusammen. Fanaroff schätzt, dabei würden ungefähr 250-mal mehr Daten fließen als zurzeit im weltweiten Internetverkehr. »Dieses Unternehmen eröffnet Afrika enorme Chancen.« Es werde die Wissenschaftskultur auf dem Kontinent revolutionieren und die Art und Weise verändern, wie die Menschheit über sich denke. Big Science - Wissenschaft der Superlative. 24 Forschungsinstitute und Organisationen aus 19 Staaten sind beteiligt. Die vorläufige Investitionssumme beträgt 1,5 Milliarden Euro, die jährlichen Betriebskosten wurden auf 100 Millionen Euro veranschlagt. Die Südafrikaner wollen den dicken Fisch SKA unbedingt an Land ziehen. Das Parlament in Kapstadt hat 2007 sogar ein Gesetz verabschiedet, das die Provinz Nordkap - ein Bundesland von der Größe Deutschlands - zum »astronomischen Präferenzgebiet« erklärt. Im Zentrum liegt das SKA-Areal, ein »Forschungsreservat« von 12,5 Millionen Hektar. Allerdings steht noch nicht fest, ob die Kaprepublik tatsächlich den Zuschlag erhält. Denn Australien ist ein starker Konkurrent. Die Lobbytruppen beider Finalisten arbeiten auf Hochtouren, im nächsten Jahr soll die Entscheidung fallen.

Weites Land, dürre, staubige, schier endlose Ebenen: die Halbwüste der Karoo. Die Erde dürstet nach Wasser, aber es regnet sehr selten, der wolkenlose Himmel strahlt immerzu in glasklarem Gänseaugenblau. Wir befinden uns in einer seismischen Ruhezone abseits der Hauptverkehrsadern. Weit und breit sind keine Hochspannungsleitungen, Sendemasten oder Relaisstationen zu sehen. Nach 700 Kilometern erreichen wir hinter dem Landstädtchen Carnarvon ein altes Bauernhaus mit kapholländischen Barockgiebeln. Hier wird der Bau der Pilotanlage koordiniert, die man auf den schönen Namen MeerKAT getauft hat. Das ist Afrikaans und bedeutet Erdmännchen - ein Wort, in dem das Kürzel KAT (Karoo Array Telescope) enthalten ist. »Sie müssen noch weiterfahren bis zum Losberg, dort liegt das Testgelände«, sagt Dawie Fourie, der Bauleiter, und drückt uns Hochglanzbroschüren in die Hand. Er hat nicht viel Zeit, eine Delegation schwarzer Abgeordneter ist gerade eingetroffen. Sie wollen wissen, wie das Jahrhundertprojekt SKA funktioniert und was die Milliardeninvestition einem afrikanischen Schwellenland bringen soll, das dringlichere Probleme zu lösen hat. Die Massenarmut zum Beispiel.

Noch 90 Kilometer Schotterpiste. Das Handy funktioniert nicht mehr, im Autoradio ist nur noch sphärisches Rauschen zu hören. Auf halbem Wege passieren wir ein verlassenes corbelled house, eines jener igluartigen Steinhäuser, die vor 200 Jahren die ersten weißen Siedler gebaut haben. Heute wirtschaften auf den weit verstreuten Weilern nur noch einige Schaffarmer. Die innere Karoo wirkt menschenleer wie eine Mondlandschaft. Hier stören keine Mobiltelefone, Amateurfunkgeräte, Mikrowellenherde oder GPS-Systeme. Ein Paradies für Radioastronomen. Die Erde leuchtet im harten Morgenlicht ocker und saharagelb, am Horizont schimmern rotbraune Bergketten. Magische Stille liegt über dieser reglosen Welt. Manchmal ist es, als würden einen die Schauer der Vorzeit umwehen. In der Karoo wurden zahlreiche Fossilien von monströsen Reptilien, Gorgonen und anderen Therapsiden gefunden. Sie lebten lange vor den Dinosauriern und sind nach einer Dürrekatastrophe am Ende des Perm-Zeitalters ausgestorben. 250 Millionen Jahre später zogen unsere afrikanischen Ureltern durch die Savannen im südlichen Afrika.

Die San oder Buschleute, die letzten noch lebenden Nachfahren in direkter Abstammungslinie, tragen das älteste Erbgut der Menschheit in den Genen. Ihr überliefertes Weltbild hingegen ist hochmodern - es ähnelt dem der neuzeitlichen Kosmologie! Während europäischer Volksglaube bis ins frühe 20. Jahrhundert wähnte, die Sterne seien am Firmament aufgehängt, damit sie nicht herunterfallen, betrachten sie die San als »Menschen der Vergangenheit«, die uns immer noch erreichen. Seit Jahrtausenden wissen sie, dass die Himmelsobjekte nicht so existieren, wie wir sie in der Gegenwart wahrnehmen.

Schon ein einziges Handy könnte während der Beobachtungszeit verheerend stören

Der Tageskilometerzähler steht auf 805, wir sind fast am Ziel. Ein schlichtes Verwaltungsgebäude, Werkstätten, Transformatorkästen, Wasserspeicher, eine hangarartige Produktionshalle für die Parabolschüsseln, zwei gegen Radiostrahlung isolierte Container, in denen die temporäre Steuerungszentrale untergebracht ist - mehr ist bislang nicht zu sehen. Noch sechs Kilometer, dann endlich, auf der Nordseite des Losbergs, der Nukleus der Zeitmaschine: sieben weiße Schüsseln mit einem Durchmesser von je zwölf Metern, die sich wie Sonnenblumen im Lichteinfall drehen können und ins All hinaushorchen. KAT-7 heißt der Prototyp des Karoo Array Telescope, der bereits im Einsatz ist und die ersten Testaufnahmen von der zwölf Millionen Lichtjahre entfernten Radiogalaxie Centaurus A geliefert hat. Solche Bilder gelängen nur in einem funkstillen Raum, schon ein einziges Handy könne während der Beobachtungszeit verheerend stören, heißt es.

In vier bis fünf Jahren, wenn alle 64 Module installiert sind, soll der SKA-Vorläufer in Betrieb gehen. Schon heute werden die Koordinatoren in Südafrika mit Anfragen aus aller Welt überhäuft. 500 Wissenschaftler in 21 Teams haben Vorschläge für ambitionierte Forschungsprojekte eingereicht. Sie wollen die Kräfte untersuchen, die das Universum bewegen, die rätselhaften Magnetfelder zwischen den Sternen oder die Fluktuationen in der Raum-Zeit-Krümmung, die Einstein in seiner Allgemeinen Relativitätstheorie postuliert hat. Sie wollen nach rätselhaften Pulsaren und extrasolaren Planeten fahnden. Sie wollen wissen, was in der äonenfernen Schwärze des Anbeginns geschah und wie aus dem gasförmigen Zustand des Alls erste Sterne und Galaxien entstanden sind. Sie möchten Licht in die dark ages bringen, in die erste Evolutionsphase, die ungefähr 750 bis 800 Millionen Jahre nach dem Urknall endete. Nur fünf Prozent des Universum ist sichtbare Masse, der Rest besteht aus dunkler Materie und dunkler Energie. »Bisher können wir nur die schöne, hell gekleidete Tänzerin bewundern, aber den geheimnisvollen Tänzer sehen wird nicht«, sagt Benne Holwerda. Das Superradioteleskop öffne ganz neue Wahrnehmungsfenster. Er will 300 000 Minuten durchsuchen, um den kosmischen Walzer in einem von Milliarden und Abermilliarden »Tanzsälen« zu beobachten.

Holwerda hofft, dass die Südafrikaner den Wettlauf um SKA gewinnen. »Denn wozu brauchen Kängurus freien Internetzugang?« Sollten aber am Ende die Australier die Nase vorn haben und sollte es keine zweite Phase über MeerKAT hinaus geben, dann wird er nach Down Under umziehen müssen. Auch der fünfte Kontinent hat riesige radiointerferenzfreie Territorien und beste meteorologische Voraussetzungen zu bieten, auch dort ist die Licht- und Luftverschmutzung gering. Weil die äußeren Bedingungen ähnlich gut sind, verweisen die Südafrikaner auf andere Standortvorteile. Ihr Land liegt in derselben Zeitzone wie Europa, wo die meisten astronomischen Forschungspartner angesiedelt sind und das Hauptquartier der Mission aufgeschlagen wurde. Anfang April hat das internationale SKA-Planungsgremium beschlossen, es an das Observatorium Jodrell Bank in der Nähe von Liverpool zu vergeben. Die Wissenschaftler könnten also stets im gleichen Tag-und-Nacht-Rhythmus arbeiten, und der Süden Afrikas ist per Flugzeug in zehn Stunden ohne Jetlag zu erreichen. Hinzu komme ein Kostenvorteil: Im ressourcenreichen Südafrika seien Rohstoffe wie Eisen, Stahl und Aluminium billiger, und fast alle SKA-Elemente und -Systeme könnten mit Eigenmitteln hergestellt werden, von den einfachen Teleskopantennen bis zur hochkomplexen Computer- und Informationstechnologie. Die Regierung verspricht sich von dem größten zivilen Wissenschaftsprojekt der südafrikanischen Geschichte einen Entwicklungsschub, der die Forschung im Lande ankurbelt, Arbeitsplätze schafft und talentierte Nachwuchskräfte fördert.

»Ich habe noch nie mit so flexiblen und erfindungsreichen Leuten zusammengearbeitet«, lobt die Astronomin Debra Shepherd ihre südafrikanischen Kollegen; das will etwas heißen aus dem Munde einer Amerikanerin, die in Cape Canaveral Astronauten trainiert hat. In Südafrika beschreibt eine Redewendung diese Mentalität: ' n boer maak 'n plan - ein Bauer macht einen Plan, kein Problem ist für ihn unlösbar. Das hat das weiße Regime in der Zeit der Apartheid hinlänglich bewiesen, als es durch die internationale Isolation gezwungen war, sich selbst zu helfen. Ein anschauliches Beispiel liefert der Ingenieur Kobus Meiring. Er hat einst den von Militärs in aller Welt begehrten Kampfhubschrauber Rooivalk entwickelt; heute leitet er das Southern African Large Telescope im Städtchen Sutherland, das ebenfalls in der semiariden Karoo liegt. Es zählt zu den auflösungsstärksten optischen Teleskopen auf der Südhalbkugel und hat spektakuläre Ansichten der Magellanschen Wolken, der erdnächsten Galaxien, produziert. Sutherland steht für die astronomische Tradition Südafrikas, die 1820 mit dem Bau der ersten Sternwarte in Kapstadt begann. Die Australier kennen die Pluspunkte ihrer Rivalen und führen deshalb ein anderes Argument ins Feld. Es wird allerdings nicht offen ausgesprochen, sondern als hintergründiger Zweifel formuliert: Wie sei es um die politische Stabilität Südafrikas bestellt? Was würde aus SKA, bräche eine Dauerkrise aus oder das Land stürze gar ab wie Simbabwe? Es sind klassische Vorbehalte gegen Afrika, und die Afrikaner kennen sie zur Genüge.

»Wir haben sie auch vor der Fußballweltmeisterschaft 2010 gehört«, erinnert sich Bernie Fanaroff, der Projektdirektor. Man traute den Südafrikanern das größte Sportspektakel der Welt einfach nicht zu. Nach dem Schlusspfiff waren alle erstaunt, wie reibungslos es abgelaufen ist. »So wird es auch mit SKA sein«, meint er, »vorausgesetzt, wir kriegen es.« Nach der kurzen Dämmerung ergießt sich die Dunkelheit wie schwarze Tinte über die Ebenen. Das weiße Tuch der Milchstraße schwebt am Nachthimmel, die Sterne funkeln wie Diamanten, und man würde sich nicht wundern, wenn sie Schatten auf die Erde würfen. »In unserem Land kann man Gott denken hören«, behaupten die Bewohner der Karoo. Wie ist die Schöpfung entstanden? Woher kommen wir? Seit Jahrtausenden suchen ihre Mythen Antworten auf die ältesten Menschheitsfragen. Debra Shepherd ist davon überzeugt, dass die Aura dieses endlosen, stillen Landes auch die SKA-Himmelsforscher bei ihrer Reise zum Anfang des Universums beflügeln wird. »Ich kann mir keinen schöneren Platz für dieses fabelhafte Projekt vorstellen«, schwärmt die Astronomin aus Ohio. Aber dass Südafrika im nächsten Jahr den Zuschlag für die Zeitmaschine erhält - darauf würde sie dann doch nicht wetten.

Aus DIE ZEIT :: 29.06.2011

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