Jenaer Physikochemiker greifen nach den Sternen

Wissenschaftler der Universität Jena entwickeln Mini-Spektrometer für Missionen im Weltall

Für ein neues Projekt zur Untersuchung von Planetenoberflächen hat Prof. Dr. Jürgen Popp vom Institut für Physikalische Chemie der Universität Jena den Zuschlag erhalten. Im Rahmen von MIRAS II („Mineral Investigation by in situ Raman Spectroscopy“) unterstützt das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) Popps Arbeiten mit rund 860.000 Euro. Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines mobilen, miniaturisierten Spektrometers, das auf planetarischen Missionen chemische, biologische und mineralogische Informationen liefern kann.

Gibt es Leben auf dem Mars? Eine Frage, die die Menschen immer wieder beschäftigt. Mit Hilfe des MIRAS II-Projektes wollen die Jenaer Physikochemiker der Antwort ein Stückchen näher kommen. Sie entwickeln in Zusammenarbeit mit dem Mineralogen Prof. Dr. Falko Langenhorst von der Uni Jena, Dr. Reiner Riesenberg vom Institut für Physikalische Hochtechnologie, der Münchner Firma Kayser-Threde, dem Max-Plack-Institut für Sonnensystemforschung in Katlenburg/Lindau und der Mineralogischen Staatssammlung in München ein auf außerirdische Aufgaben zugeschnittenes Gerät, das nach den Prinzipien der so genannten Raman-Spektroskopie arbeitet. Diese nach einem indischen Physiker benannte Methode beruht auf der Wechselwirkung von Laserlicht und Materie und liefert detaillierte Informationen über Schwingungs- und Rotationszustände von Molekülen. „Für den Einsatz auf fremden Planeten benötigen wir ein Gerät, das klein, aber sehr robust ist und wenig Energie verbraucht“, erläutert Popp. Der Direktor des Institutes für Physikalische Chemie hat mit der Untersuchung von extraterrestrischem Material bereits Erfahrungen gesammelt und die Zusammensetzung von Meteoriten und Mars-Mineralien untersucht.

„Nun geht es uns darum, solche Untersuchungen direkt auf der Planetenoberfläche vornehmen zu können“, beschreibt Popp die Ziele des Projektes. Bisherige Missionen, wie etwa die des Mars-Roboters Pathfinder, lieferten zwar spektakuläre Bilder von der Oberfläche des Roten Planeten, aber keine direkten Daten über deren molekulare Zusammensetzung. „Das könnten wir nun mit einem Raman-Spektrometer nachholen“, hofft Popp. Mit der Methode kann zum Beispiel die chemisch-mineralogische Zusammensetzung analysiert werden, was Aufschluss über die Entstehungsgeschichte und die Witterungsbedingungen auf der Oberfläche eines Planeten gibt. Darüber hinaus liefert die Raman-Spektroskopie Informationen über anorganische, organische und biologische Substanzen und kann damit zur Klärung der Frage, ob es Leben auf dem Mars gab oder gibt, entscheidend beitragen. Sollten sich gar organische Einschlüsse in Gesteinen auf dem Planeten befinden, wäre das Raman-Gerät in der Lage, diese aufzuspüren und dreidimensional darzustellen.

Ein Labormuster eines solchen Gerätes soll Anfang 2006 fertig sein. Im Rahmen zukünftiger ESA- oder NASA-Missionen könnte man mit Hilfe der Raman-Spektroskopie wertvolle Daten über die chemische, biochemische und mineralogische Zusammensetzung von Planeten, Monden und Asteroiden gewinnen, die Rückschlüsse auf die Entstehung der Planeten und anderer Körper in unserem Sonnensystem oder möglicherweise anderer Lebensformen zulassen.