Wassersuche auf dem Mond: LZH entwickelt Laser für Polarregionen
Das LZH entwickelt im Projekt LUVMI-X einen kälteresistenten Laser für die Suche nach flüchtigen Elementen, wie Wasser, in den Polarregionen des Mondes. Foto: ESA/SMART-1/AMIE camera team/Space Exploration Institute, CC BY-SA 3.0 IGO
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 LZH im Rahmen des Projekts LUVMI-X einen Laser für ein „Laser-induced breakdown spectroscopy“ (LIBS)-System.
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 der OHB System AG 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 die OHB System AG durchführen, die außerdem den optischen Kopf des Instruments entwickeln.
Ein Ziel des Projekts LUVMI-X 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 „Lunar Volatile Mobile Instrumentation Extended“ (LUVMI-X) wird gefördert von der Europäischen Union im Rahmen des Förderprogramms Horizon 2020 und koordiniert von der Firma Space Applications Services NV/SA.
Mehr Informationen unter: www.h2020-luvmi-x.eu
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