Lasertechnik für Forschung zum Klimawandel
Redaktion
/ idw / Pressemitteilung des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik astronews.com
17. Januar 2017
In der Mesosphäre laufen entscheidende Prozesse für die
globale Luftzirkulation ab, so dass Daten aus dieser Region der Atmosphäre für
präzise Klimamodelle von großer Bedeutung sind. Bislang wird diese Region vor
allem vom Boden aus untersucht.
Jetzt entwickeln Forscher Verfahren, die auch von Satelliten aus eingesetzt
werden können.
Labordemonstrator eines diodengepumpten
Alexandrit-Lasers für klimarelevante Messungen in
großer Höhe der Atmosphäre.
Bild: Fraunhofer ILT, Aachen [Großansicht] |
Das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik entwickelt derzeit
satellitengestützte Laserstrahlquellen für die Klimaforschung. Das Projekt ALISE
(Diode-pumped Alexandrite Laser Instrument for next generation Satellite-based
Earth observation) startete im August 2016. Bis zum Abschluss im Juli 2018
werden in Zusammenarbeit mit dem Leibniz-Institut für Atmosphärenphysik (IAP)
und Airbus Defence & Space die technische Machbarkeit und die
Einsatzmöglichkeiten eines neuartigen Lasersystems zur satellitengestützten
Beobachtung des Weltklimas untersucht.
Der Kampf gegen den globalen Klimawandel stellt eine der größten
Herausforderungen der kommenden Jahrzehnte dar. Um wirksame Maßnahmen gegen die
voranschreitende Erderwärmung zu entwickeln, sind Klimamodelle erforderlich, die
Zusammenhänge in der Atmosphäre zuverlässig abbilden. In großer Höhe, der
Mesosphäre, wo entscheidende Prozesse für die globale Luftzirkulation ablaufen,
ist die Datenlage jedoch aktuell unzureichend.
Für die Messung von Temperatur und Windgeschwindigkeit in dieser Höhe setzen
Klimaforscher auf das moderne Resonanz-Lidar-Verfahren. Aufgrund der Komplexität
und des Gewichts werden diese Lasermesssysteme allerdings derzeit nahezu
ausschließlich bodengebunden eingesetzt. Die Arbeiten im Rahmen des
ALISE-Projekts sind der erste Schritt in der Entwicklung eines
satellitengestützten Beobachtungssystems, das eine zeitlich und räumlich hoch
aufgelöste Messung von Wind- und Temperaturverhältnissen in der Mesosphäre
ermöglicht.
Die Effizienz der eingesetzten Laserstrahlquelle, eines Alexandrit-Lasers,
soll durch den Einsatz von Laserdioden als Pumpquelle gesteigert werden. Dadurch
sinken auch Komplexität sowie das Gewicht der Bauteile, sodass die Anforderungen
an weltraumgestützte Missionen erfüllt werden können.
Um die Vorteile der Lasermesstechnik in der satellitengestützten
Erdbeobachtung einsetzen zu können, bringen die Aachener Wissenschaftler ihre
langjährige Erfahrung und Kompetenzen bei der Entwicklung von Laserstrahlquellen
und optischen Komponenten für die Atmosphärenmessungen ein. Diese konnten sie
unter anderem bereits in der deutsch-französischen Klimamission MERLIN und dem
CHARM-F-Projekt erfolgreich unter Beweis stellen. So hat das CHARM-F-System
kürzlich auf dem deutschen Forschungsflugzeug HALO des Deutschen Zentrums für Luft-
und Raumfahrt DLR erfolgreich seinen Jungfernflug absolviert.
|