Die starke Strahlung des Riesenteleskops könnte zum Zusammenbruch beigetragen haben

Laut einem neuen Bericht könnte die starke elektromagnetische Strahlung eines riesigen Radioteleskops in Puerto Rico schnelle strukturelle Schäden verursacht haben, die zum Zusammenbruch des Instruments im Jahr 2020 führten.

Seit über einem halben Jahrhundert ist die Arecibo-ObservatoriumDas 300 Meter breite Teleskop, eine riesige Schüssel eingebettet in einem üppigen Tal, war der wichtigste Radiosender der Erde. Die Einrichtung förderte die Astronomie durch das Studium von Sterne, ExoplanetenUnd Asteroidenund suchte nach Signalen von potenziellen außerirdischen Zivilisationen Zimmer. Das Teleskop hatte sogar seine sprichwörtliche 15-minütige Berühmtheit mit Cameo-Auftritten im Science-Fiction-Film Kontaktmit Jodie Foster und dem James-Bond-Blockbuster, Goldenes Auge.

Am 1. Dezember 2020 stürzten eine 900 Tonnen schwere Plattform und eine über dem Empfänger hängende vierstöckige Kuppel aus Sekundärreflektoren aus mehr als 400 Fuß Höhe und stürzten auf die Hauptuntertasse. Bei dem Vorfall wurden keine Menschen verletzt, aber die US-amerikanische National Science Foundation, der das Teleskop gehört, beschloss, das Observatorium nicht wieder aufzubauen, was die Hoffnungen von Astronomen auf der ganzen Welt zunichte machte, die sich bei ihrer Forschung darauf verlassen hatten.

Frühere Untersuchungen der Katastrophe führten das strukturelle Versagen auf die Verlangsamung des „Zinkkriechens“ zurück, der Tendenz von Zink, sich unter Belastung im Laufe der Zeit zu verformen. Mit Zink gefüllte Fassungen verankerten eine Reihe von Kabeln, die die Hauptplattform über der Reflektorschale hielten. Nach und nach verlor das Zink seinen Halt und mehrere Stützdrähte rutschten heraus.

Doch der Einsturz des Arecibo-Observatoriums war anders als alles, was es jemals zuvor gegeben hatte. Es wird angenommen, dass dies der erste dokumentierte Fall eines langfristigen Zinkversagens ist, bei dem sich das Zink unter Belastungen verformt, die weniger als die Hälfte der normalen Festigkeit der Hülsen betragen.

„Die verwirrende Frage war: ‚Warum kam es bei einer solchen Belastung zu einem übermäßigen Zinkkriechen?‘ Ein solcher Fehler wurde in mehr als einem Jahrhundert, in dem Zinkverzinkungshülsen weit verbreitet und erfolgreich eingesetzt wurden, noch nie gemeldet“, sagte Roger L. McCarthy, Vorsitzender des Ausschusses der National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine, der mit der Untersuchung der Ursachen des Teleskops beauftragt ist Zusammenbruch im Vorfallbericht.

Kürzlich von den National Academies veröffentlicht 98-seitiger Bericht stimmt weitgehend mit früheren forensischen Analysen über die Abfolge der Ereignisse, die zum Einsturz führten, einschließlich einer von ihm durchgeführten Untersuchung, überein NASA im Jahr 2021.

Der neue Bericht kritisiert jedoch andere Studien dafür, dass sie mehrere zuvor beobachtete Fehlermuster am Standort vor dem Ereignis nicht einbeziehen und erklären. Der Ausschuss behauptet, es gebe Warnzeichen, die die Hersteller nicht beachtet hätten.

McCarthy, Gründer und Inhaber von McCarthy Engineering, bezeichnete den Unfall als „einen der am meisten publizierten und erstaunlichsten Misserfolge der Neuzeit“.

Nach Angaben des Ausschusses hat der Schaden bereits begonnen Hurrikan Mariamehr als drei Jahre vor dem Zusammenbruch. Nach dem Sturm 2017 sahen Inspektoren „große und fortschreitende“ Kabelauszüge. Diese Entdeckungen hätten zu sofortigen Reparaturen führen sollen, sagte die Kommission, aber die Inspektoren hätten nicht berücksichtigt, wie schnell sich der Schaden entwickeln würde.

„… Einer der bekanntesten und erstaunlichsten Misserfolge der Neuzeit.“

Im August 2020, etwa vier Monate vor dem Einsturz, riss ein Hilfskabel, was zu einem 100 Fuß langen Schnitt in der Schüssel führte und die hängende Plattform beschädigte. Die Probleme nahmen nur zu, als im November das Hauptkabel brach. Nur zwölf Tage bevor das gesamte Teleskop auseinanderfiel, kündigte die National Science Foundation an, dass sie die Anlage wegen ihres gefährlichen Verfallszustands schließen werde.

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Das Teleskop wurde ursprünglich in den 1960er Jahren vom Verteidigungsministerium gebaut, um die Entwicklung von Abwehrsystemen gegen ballistische Raketen zu unterstützen. Später gewannen einige Wissenschaftler ein Nobelpreis in Physik im Jahr 1993 für die Verwendung des Teleskops zur Beobachtung eines neuen Typs Pulsarein sich schnell drehender, toter Sternkern, der nach einer Supernova zurückblieb. Die Entdeckung hat ein neues „Weltraumlabor“ zur Untersuchung der Schwerkraft geschaffen.

Trotz seiner gefährlichen Lage in der Karibik hat das Teleskop in den 57 Jahren, in denen es im Einsatz war, viele Hurrikane ohne Zwischenfälle überstanden.

Das Komitee geht davon aus, dass elektromagnetische Wellen vom Arecibo-Teleskop selbst die Zinkverformung beschleunigt haben könnten. Elektroplastizität ist ein Phänomen, das auftreten kann, wenn ein elektrischer Strom durch ein Material fließt, wodurch es flexibler wird und seine ursprüngliche Form verliert.

Auf einem Archivfoto aus dem Jahr 1989 überprüft ein Techniker die Kabel, an denen eine Plattform über dem Arecibo-Teleskop etwa 130 Meter über dem Boden hängt.
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Die Fachexpertengruppe empfahl der Stiftung, die verbleibenden Steckdosen und Kabel des Standorts der Forschungsgemeinschaft zur Untersuchung dieser Hypothese zur Verfügung zu stellen und stichhaltige Beweise zu sammeln.

„Leider waren nicht genügend Daten verfügbar, um unsere Aussage zu belegen“, sagte McCarthy in einer Erklärung. „Es ist einfach die plausibelste Hypothese, basierend auf den Daten, die wir haben.“

Es ist zu spät, Arecibo zu helfen. Anstatt das Observatorium wieder aufzubauen, finanziert die Stiftung eine neue Wissenschaft, Technologie, Ingenieurwesen und Mathematik Bildungszentrum am Standort. Aber wenn man weiß, was passiert ist, kann man ähnliche Schäden an anderen Einrichtungen in der Zukunft verhindern.