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EXOMARS
Fortschrittlicher Laser sucht nach Lebensspuren
Redaktion / Pressemitteilung des Laser Zentrums Hannover e. V. 
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29. September 2010

Die europäische Weltraumagentur ESA bereitet sich auf den ersten unbemannten Besuch auf der Marsoberfläche vor. Im Jahr 2018 soll der Exomars-Rover zum roten Planeten starten, um dort nach Lebensspuren zu suchen. Eine wichtige Rolle wird dabei ein Instrument spielen, dessen Kernkomponente ein hochentwickeltes Lasersystem ist. Dieses wird gerade am Laser Zentrum Hannover entwickelt.

ExoMars

So könnte der europäische ExoMars-Rover einmal aussehen. Bild: ESA

Laser

Prototyp des am Laser Zentrum Hannover entwickelten MOMA-Lasers. Foto: Laserzentrum Hannover

Nach den jetzigen Planungen soll der erste europäische Mars-Rover im Jahr 2018 im Rahmen einer gemeinsamen Mission von NASA und ESA zum Mars starten (astronews.com berichtete). Der 250 Kilogramm schwere Rover soll mit maximal 100 Metern pro Stunde über die Marsoberfläche fahren, die Oberfläche inspizieren und aus bis zu zwei Metern Tiefe Boden- und Gesteinsproben entnehmen.

Eines der Hauptziele der Exomars-Mission ist es, nach früherem oder gegenwärtigem Leben auf dem Planeten zu suchen und eine bemannte Marslandung vorzubereiten. Eines der zentralen analytischen Instrumente des Exomars-Rovers ist MOMA. MOMA steht für Mars Organic Molecule Analyser und soll bei der komplizierten Spurensuche helfen, indem es vor Ort organische Materie identifiziert und analysiert. Findet man organische Moleküle wie etwa Kohlenwasserstoffe, so könnten diese Hinweise auf mögliche Formen von Leben geben.

Zu den Kernkomponenten von MOMA zählt ein weltraumqualifiziertes Laserdesorptions-Massenspektrometer (LD-MS), das einen diodengepumpten Festkörperlaser im UV-Spektralbereich beinhaltet. Durch Laserdesorption werden nicht verdampfbare Moleküle in die Gasphase gebracht und dabei schwach ionisiert, so dass sie im Massenspektrometer nachgewiesen werden können. Dafür wird ein kompakter, gepulst betriebener Laser mit einer Emissionswellenlänge von 266 Nanometern und einer Laserpulsenergie von mehr als 250 Mikrojoule benötigt.

Ein derartiges weltraumgeeignetes Lasersystem steht jedoch bisher weltweit nicht zur Verfügung. Für die Realisierung dieser entscheidenden Technologie erhält die Abteilung Laserentwicklung der Gruppe Space Technologies am Laser Zentrums Hannover e.V. (LZH) jetzt Mittel aus dem nationalen Förderprogramm "Erforschung des Weltraums". Im aktuellen Vorhaben soll ein bereits existierendes Prototypen-Lasersystem bis 2014 zum einsatzreifen Flugmodell vollendet werden. Gut drei Millionen Euro werden dem LZH ab sofort zur Weiterentwicklung und Qualifizierung des Lasers für das LD-MS bereitgestellt, dass unter Führung des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung (MPS) verwirklicht wird.

Kernaufgabe des LZH ist dabei die Realisierung des eigentlichen Festkörperlaserkopfes. Die technischen Anforderungen für einen Weltraumeinsatz sind sehr hoch. "Als besonders anspruchsvoll stellen sich die großen Temperaturunterschiede im Tag-Nacht-Wechsel auf dem Mars dar", erläutert der LZH-Projektleiter Dr. Jörg Neumann. "Dazu kommen mechanische Erschütterungen auf dem Weg zum Mars sowie kosmische ionisierende Strahlung. Die Herausforderung besteht darin, den Laser stabil genug für diese Belastungen zu bauen und dabei gleichzeitig leicht, klein und kompakt."

Und Dr. O. Roders, Projektleiter für das MOMA-Instrument am MPS, dem Kooperationspartner aus dem niedersächsischen Katlenburg-Lindau, ergänzt: "In Hannover arbeiten die absoluten Spezialisten für die benötigte UV-Lasertechnologie. Wir liefern mit unseren Erfahrungen in Bezug auf die Anforderungen extremster Weltraumbedingungen die passende Laserelektronik." Bis zu einem weltraumtauglichen Flugmodell liegen zwar noch einige Jahre intensiver Entwicklung vor der Gruppe, aber erste Tests mit dem Prototypen zeigen vielversprechende Ergebnisse: Ionisierende Bestrahlungen, Vibrationen und einem Thermal-Vakuum-Test konnte der Laserkopf bereits erfolgreich trotzen.

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Mission Mars, die astronews.com-Berichterstattung über die Erforschung des roten Planeten
Links im WWW
Laser Zentrum Hannover e.V.
ESA
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