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Wassersuche mithilfe von Lasern
Redaktion
/ idw / Pressemitteilung des Laser Zentrums Hannover e.V.
astronews.com
30. Dezember 2019
An den Polen des Mondes haben Sonden in den
vergangenen Jahren Hinweise auf Wasser gefunden, was diese Regionen zu einem
interessanten Ziel für künftige Missionen macht. Doch wie lässt sich Wasser hier
sicher nachweisen? Diese Frage versucht man im Rahmen des Projekts LUVMI-X zu
beantworten - durch die Entwicklung eines speziellen Lasersystems für die
Spektroskopie.
Das LZH entwickelt im Projekt LUVMI-X einen
kälteresistenten Laser für die Suche nach
flüchtigen Elementen, wie Wasser, in den
Polarregionen des Mondes.
Bild: ESA/SMART-1/AMIE camera team/Space
Exploration Institute, CC BY-SA 3.0 IGO [Großansicht] |
Lange Zeit wurde angenommen, auf dem Mond gäbe es kein Wasser. Doch die
Beweise dafür mehren sich. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) arbeitet nun im
Projekt LUVMI-X (die Abkürzung steht für "Lunar Volatile Mobile Instrumentation
Extended") mit daran, einen Laser zu entwickeln, mit dem sich Wasser oder andere
flüchtige Bestandteile direkt vor Ort in den Polarregionen des Mondes aufspüren
lassen. 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.
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 Grad Celsius 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
Mondrover integriert werden. Die Entwicklung dieses Rovers und weiterer
Messinstrumente ist ebenfalls Teil des Forschungsprojekts.
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