Forschung & Entwicklung

Laser für die Wassersuche auf dem Mond

Für den Einsatz auf dem Mond müssen Laser extremer Kälte von unter -100 °C standhalten. Ein laserbasiertes und besonders robustes Spektroskopiesystem wird nun für diesen Zweck entwickelt.

In den Polarregionen des Mondes ist die Wahrscheinlichkeit Wasser oder andere flüchtige Bestandteile zu finden am höchsten, da diese dort gefroren vorliegen. Um sie nachweisen zu können, entwickelt das Laser Zentrum Hannover (LZH) im Rahmen des Projekts Lunar Volatile Mobile Instrumentation Extended (LUVMI-X) einen Laser für ein Laser-induced-Breakdown-Spectroscopy-System (LIBS). Die Laserstrahlung des Systems zerlegt Moleküle in ihre Atome. Dabei entsteht ein Plasma und die Atome senden ein für sie charakteristisches Spektrum aus. Das Spektrum dieses Plasmas lässt sich daraufhin mit Spektren bekannter atomarer Zusammensetzungen vergleichen und so die Elemente in der Probe bestimmen. Das LZH arbeitet bei LUVMI-X zusammen mit dem Institut für Optische Sensorsysteme des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) und OHB System am LIBS-System.

Ziel: Zuverlässig unter extremer Kälte

Ein solcher Laser muss nicht nur klein, kompakt und robust sein, sondern er muss selbst in extrem kalten Gebieten mit Temperaturen von deutlich weniger als -100 °C zuverlässig funktionieren. Solche Temperaturen sind für herkömmliche Lasersysteme problematisch. Das fertige System soll vom DLR Institut für Optische Sensorsysteme an Regolithsimulant, ein Stoff, der dem Mondstaub sehr nahekommt, getestet werden. Interessant ist dabei zum Beispiel, wie sich das Plasma im Vakuum ausbreitet und welche Parameter notwendig sind, um die Messung trotz der widrigen Umstände möglich werden zu lassen. Die Tieftemperaturtests wird OHB System durchführen, die außerdem den optischen Kopf des Instruments entwickeln.

Ein Ziel des Projekts ist ein erster Laborprotoyp für Vorabtests. Langfristig soll das Lasersystem in einen Mond-Rover integriert werden. Die Entwicklung dieses Rovers und weiterer Messinstrumente ist ebenfalls Teil des Forschungsprojekts.

Das Projekt LUVMI-X wird von der Europäischen Union im Rahmen des Förderprogramms Horizon 2020 gefördert und von der Firma Space Applications Services koordiniert.

von mg

www.lzh.de

www.h2020-luvmi-x.eu

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