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Fortschrittlicher Laser sucht nach Lebensspuren
Redaktion
/ Pressemitteilung des Laser Zentrums Hannover e. V.
astronews.com
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.
So könnte der europäische ExoMars-Rover einmal
aussehen. Bild:
ESA
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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