Europa wappnet sich allmählich für seinen ersten unbemannten Besuch auf der Marsoberfläche im Jahr 2018. Mit „an Bord“ sind auch Hannoveraner Forscher. Sie entwickeln für die so genannte EXOMARS-Mission einen weltraumtauglichen Laser, von dessen Anwendung man sich Belege für jedwede Lebensform auf dem roten Planeten erhofft.
Im Jahr 2018 wird der erste europäische Mars-Rover zu einer gemeinsamen Mission der Weltraumbehörden NASA und ESA starten. Der 250 Kilogramm schwere Rover soll mit maximal 100 Meter pro Stunde über die Marsoberfläche fahren, die Oberfläche inspizieren und aus bis zu zwei Meter Tiefe Boden- und Gesteinsproben entnehmen.
EXOMARS-Mission
Hauptziele der so genannten EXOMARS-Mission sind, nach früherem oder gegenwärtigem Leben auf dem erdähnlichen Planeten zu suchen und eine bemannte Marslandung vorzubereiten.
Eines der zentralen analytischen Instrumente des EXOMARS-Rovers ist „MOMA“. MOMA steht für „Mars Organic Molecule Analyser“ und soll bei der komplizierten Spurensuche helfen, indem es vor Ort organische Materie identifiziert und analysiert. Findet man organische Moleküle wie etwa Kohlenwasserstoffe, so könnten diese Hinweise auf mögliche Formen von Leben geben.
Weltraumtaugliches Lasersystem benötigt
Zu den erforderlichen Komponenten von MOMA zählt ein weltraumtaugliches Lasersystem, mit dessen Hilfe nicht verdampfbare organische Moleküle nachgewiesen werden können. Diese werden durch Beschuss mit Laserstrahlung in ihre Bestandteile – Ionen – zerlegt und anschließend in einem speziellen Spektrometer bestimmt. Damit die kosmischen Verbindungen dabei nicht zu stark fragmentiert werden, kommt nur der Einsatz von spezifischer UV-Strahlung mit einer Wellenlänge von 266 Nanometern infrage. Doch weltweit ist bisher kein weltraumgeeignetes Lasersystem dieser Art verfügbar.
Die Realisierung dieser entscheidenden Technologie liegt nun in der Hand der Gruppe Space Technologies/Abt. Laserentwicklung am Laser Zentrum Hannover (LZH). Die Forscher wollen ein bereits existierendes Prototypen-Lasersytem bis 2014 zum einsatzreifen Flugmodell vollendet werden. Gut drei Millionen Euro stehen dem LZH ab sofort zur Weiterentwicklung und Qualifizierung des Lasers für das so genannte Laserdesorptions-Massenspektrometer (LD-MS) zur Verfügung, das unter Führung des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung (MPS) verwirklicht wird.
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Forscher realisieren Festkörperlaserkopf
Kernaufgabe des LZH ist dabei die Realisierung des eigentlichen Festkörperlaserkopfes. Die technischen Anforderungen für einen Weltraumeinsatz sind sehr hoch. Dazu erläutert Jörg Neumann vom LZH: „Als besonders anspruchsvoll stellen sich die großen Temperaturunterschiede im Tag-Nacht-Wechsel auf dem Mars dar. Dazu kommen mechanische Erschütterungen auf dem Weg zum Mars sowie kosmische ionisierende Strahlung. Die Herausforderung besteht darin, den Laser stabil genug für diese Belastungen zu bauen und dabei gleichzeitig leicht, klein und kompakt.“
O. Roders, Projektleiter für das MOMA-Instrument am MPS sieht in der Zusammenarbeit mit dem Laser Zentrum eine hervorragende Kombination von Know-how: „In Hannover arbeiten die absoluten Spezialisten für die benötigte UV-Lasertechnologie. Wir liefern mit unseren Erfahrungen in Bezug auf die Anforderungen extremster Weltraumbedingungen die passende Laserelektronik.“
Erste Tests bestanden
Bis zu einem weltraumtauglichen Flugmodell liegen zwar noch einige Jahre intensiver Entwicklung vor dem Team, aber erste Tests mit dem Prototypen zeigen vielversprechende Ergebnisse: Ionisierende Bestrahlungen, Vibrationen und einem so genannten Thermal-Vakuum-Test konnte der Laserkopf bereits erfolgreich trotzen.
(idw – Laser Zentrum Hannover, 01.10.2010 – DLO)
