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Neue Lasertechnologie zur Treibhausgasüberwachung aus dem
All
Redaktion
/ idw / Pressemitteilung des Laser Zentrums Hannover e. V.
astronews.com
3. Februar 2026
Mithilfe eines hybriden Ansatzes wollen Forschende im Rahmen
des EU-Projekts HALLOA ein robustes Lasersystem für die Überwachung von
Treibhausgasen aus dem Weltraum entwickeln. Ziel des Projekts ist es, präzise
Daten für ein besseres Klimaverständnis zu liefern und gleichzeitig Europas
technologische Eigenständigkeit zu stärken.
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des
LZH testen im Projekt HALLOA einen
Laserfaserverstärker und andere Komponenten auf
Weltraumtauglichkeit.
Foto: LZH [Großansicht] |
Zusammen mit fünf Partnern aus zwei weiteren europäischen Ländern entwickeln
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Laser Zentrums Hannover e. V. (LZH)
ein robustes Lasersystem für weltraumgestützte Messungen. Sogenannte LiDAR
(Light Detection and Ranging)-Systeme erfassen mit Laserpulsen Abstände und
Geschwindigkeiten, können aber auch die Konzentrationen von Spurengasen und
Aerosolen in der Luft messen.
Das Lasersystem soll zukünftig genutzt werden können, um unter anderem das
Treibhausgas Kohlendioxid aus dem Weltall zu überwachen. Diese Daten zu
Konzentrationen und Verteilungen können dazu beitragen, den menschengemachten
Klimawandel besser zu verstehen und den Einfluss möglicher Gegenmaßnahmen
nachzuverfolgen.
Der neue Laser basiert auf einer hybriden Architektur: Er kombiniert die
Vorteile von faseroptischen Systemen, die kompakt, vielseitig und wartungsarm
sind, mit denen von Freistrahl-Designs, die ein hohes Potential zur
Leistungsskalierung haben. Dazu arbeiten die Partner sowohl mit Faser- als auch
Festkörperverstärkern. Diese kombinierte Lösung hat eine niedrigere Komplexität
als herkömmliche Systeme und wird damit die Entwicklung des Weltraum-Lidarsystems
deutlich beschleunigen.
Im Rahmen des Projekts verbessern die Partner das Design eines gepulsten
Thulium-Faserverstärkers für den nahen Infrarotbereich bei einer Wellenlänge von
2,05 µm. Ziel ist dabei: nur mit europäischen Komponenten einen Prototypen des
Faserverstärkers mit dem Technologiereifegrad 6 zu bauen. Um das gesamte
Lasersystem für den Einsatz unter Weltraumbedingungen zu optimieren, erarbeiten
die Partner zunächst ein mögliches Konzept für eine zukünftige Weltraummission.
Darauf aufbauend entwickeln sie die Anforderungen an das dazugehörige LiDAR-System,
das optomechanische Design des Lasersystems und für den Betrieb der
Faserverstärker benötigte, speziell angepasste leistungsstarke Laserdioden, die
bei einer Wellenlänge von 790 nm emittieren. Dies wird zusammengeführt in der
Demonstration eines mit europäischen Komponenten aufgebauten, robusten
Faserverstärkers. Abschließend wird dieser noch in ein hybrides
Laser-Gesamtsystem integriert.
Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des LZH sind im Projekt für die
Tests auf Weltraumtauglichkeit zuständig. Sie werden einzelne Komponenten sowie
den entwickelten Faserverstärker Vibrations- und Schock-, Temperaturwechsel-
sowie Bestrahlungstests unterziehen. Der Faserverstärker soll innerhalb von drei
Jahren von der bestehenden Technologiereife 4 auf 6 weiterentwickelt werden.
Unter der Leitung von ONERA (Office national d’études et de recherches
aérospatiales) arbeiten im Rahmen des Hybrid Amplifier Laser for LIDAR
OperAtions (HALLOA)-Projektes sechs Forschungsinstitute und Unternehmen aus drei
europäischen Ländern zusammen: École Polytechnique, das LZH, Keopsys Industries,
Lumibird Photonics Italia Srl und Erdyn Consultants SAS. Das Projekt wird im
Rahmen des Forschungs- und Innovationsprogramms Horizont Europa der Europäischen
Union gefördert.
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