LZH entwickelt Faserverstärker für Gravitationswellenmessung im Weltraum
Beim Projekt eLISA soll ein Muttersatellit Laserstrahlen zu zwei Tochtersatelliten schicken. Aus den zurückkommenden Strahlen soll auf Gravitationswellen rückgeschlossen werden. Grafik: AEI/MM/exozet
Die Aufgabe der Gruppe Single-Frequency Laser des LZH hört sich fast trivial an: Die von ihnen entwickelten Faserverstärker sollen einen vorgegeben Laser mit kleiner Leistung nachverstärken. Die Rahmenbedingungen jedoch machen die Laserentwicklung für das Projekt eLISA zu einer Herausforderung: Die Auswahl an den einsetzbaren optischen Komponenten ist sehr stark begrenzt.
Herausforderung: einfach und weltraumtauglich
„Da die Ressourcenverfügbarkeit im Weltraum sehr gering ist, muss der geplante Verstärker sehr effizient arbeiten“, erläutert der Gruppenleiter Dr. Peter Weßels die Aufgabe. „Gleichzeitig muss der Aufbau möglichst einfach gehalten werden, damit sich der Laser gut für seinen Einsatz im Weltraum qualifizieren lässt.“
Winzige Bewegungen über enorme Distanzen ermitteln
Trotz der starken Einschränkungen muss der Laser Hochleistung liefern: Der Laserstrahl soll eine Entfernung von circa 1 Mio. km zwischen dem Muttersatelliten und den beiden Tochtersatelliten zurücklegen.
Dort angekommen wird der Strahl regeneriert und die gleiche Distanz zurückgeschickt. Aus den Änderungen in der Phase des zurückkommenden Lichts kann dann auf Weglängenänderungen im Weltraum in subatomarer Größenordnung rückgeschlossen werden, die Gravitationswellen.
In drei Jahren wollen die Wissenschaftler um Dr. Peter Weßels ein sogenanntes „Engineering Qualification Modell“ entwickelt haben. Solch ein Modell ist zwar noch nicht vollständig weltraumtauglich, es ist dem späteren Flugmodell aber in Aufbau und Design sehr ähnlich.
An der Entwicklung des Lasersystems für die eLISA Mission sind neben dem LZH die Fundação Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, Portugal, und das Czech Space Research Centre s.r.o., Tschechien, beteiligt. Geleitet wird das Entwicklungsprojekt von der portugiesischen Firma LusoSpace Lda.
https://www.elisascience.org/ – Webseite zum Projekt eLISA
https://www.elisascience.org/multimedia/image/elisa-spacecraft-two-laser-arms – Quelle Illustration
Media Contact
Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie
Von grundlegenden Gesetzen der Natur, ihre elementaren Bausteine und deren Wechselwirkungen, den Eigenschaften und dem Verhalten von Materie über Felder in Raum und Zeit bis hin zur Struktur von Raum und Zeit selbst.
Der innovations report bietet Ihnen hierzu interessante Berichte und Artikel, unter anderem zu den Teilbereichen: Astrophysik, Lasertechnologie, Kernphysik, Quantenphysik, Nanotechnologie, Teilchenphysik, Festkörperphysik, Mars, Venus, und Hubble.
Neueste Beiträge
Bakterien für klimaneutrale Chemikalien der Zukunft
Forschende an der ETH Zürich haben Bakterien im Labor so herangezüchtet, dass sie Methanol effizient verwerten können. Jetzt lässt sich der Stoffwechsel dieser Bakterien anzapfen, um wertvolle Produkte herzustellen, die…
Batterien: Heute die Materialien von morgen modellieren
Welche Faktoren bestimmen, wie schnell sich eine Batterie laden lässt? Dieser und weiteren Fragen gehen Forschende am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) mit computergestützten Simulationen nach. Mikrostrukturmodelle tragen dazu bei,…
Porosität von Sedimentgestein mit Neutronen untersucht
Forschung am FRM II zu geologischen Lagerstätten. Dauerhafte unterirdische Lagerung von CO2 Poren so klein wie Bakterien Porenmessung mit Neutronen auf den Nanometer genau Ob Sedimentgesteine fossile Kohlenwasserstoffe speichern können…
