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Mithilfe eines hybriden Ansatzes wollen Forschende des Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) im Rahmen des EU-Projekts HALLOA ein robustes Lasersystem für die Überwachung von Treibhausgasen aus dem Weltraum entwickeln. Ziel des Projekts ist es, präzise Daten für ein besseres Klimaverständnis zu liefern und gleichzeitig Europas technologische Eigenständigkeit zu stärken.
Zusammen mit fünf Partnern aus zwei weiteren europäischen Ländern entwickeln Wissenschaftler:innen des LZH ein robustes Lasersystem für weltraumgestützte Messungen. Sogenannte LiDAR (Light Detection and Ranging)-Systeme erfassen mit Laserpulsen Abstände und Geschwindigkeiten, können aber auch die Konzentrationen von Spurengasen und Aerosolen in der Luft messen. Das Lasersystem soll zukünftig genutzt werden können, um unter anderem das Treibhausgas Kohlendioxid aus dem Weltall zu überwachen. Diese Daten zu Konzentrationen und Verteilungen können dazu beitragen, den menschengemachten Klimawandel besser zu verstehen und den Einfluss möglicher Gegenmaßnahmen nachzuverfolgen.
Weltraumtaugliches LiDAR-Lasersystem
Der neue Laser basiert auf einer hybriden Architektur. Er kombiniert die Vorteile von faseroptischen Systemen, die kompakt, vielseitig und wartungsarm sind, mit denen von Freistrahl-Designs, die ein hohes Potential zur Leistungsskalierung haben. Dazu arbeiten die Partner sowohl mit Faser- als auch Festkörperverstärkern. Diese kombinierte Lösung hat eine niedrigere Komplexität als herkömmliche Systeme und wird damit die Entwicklung des Weltraum-Lidarsystems deutlich beschleunigen.
Europäische Unabhängigkeit im All
Im Rahmen des Projekts verbessern die Partner das Design eines gepulsten Thulium-Faserverstärkers für den nahen Infrarotbereich bei einer Wellenlänge von 2,05 µm. Ziel ist dabei: nur mit europäischen Komponenten einen Prototypen des Faserverstärkers mit dem Technologiereifegrad (TRL) 6 zu bauen. Um das gesamte Lasersystem für den Einsatz unter Weltraumbedingungen zu optimieren, erarbeiten die Partner zunächst ein mögliches Konzept für eine zukünftige Weltraummission. Darauf aufbauend entwickeln sie die Anforderungen an das dazugehörige LiDAR-System, das optomechanische Design des Lasersystems und für den Betrieb der Faserverstärker benötigte, speziell angepasste leistungsstarke Laserdioden, die bei einer Wellenlänge von 790 nm emittieren. Dies wird zusammengeführt in der Demonstration eines mit europäischen Komponenten aufgebauten, robusten Faserverstärkers. Abschließend wird dieser noch in ein hybrides Laser-Gesamtsystem integriert.
LZH führt Tests auf Weltraumtauglichkeit aus
Die Wissenschaftler:innen des LZH sind im Projekt für die Tests auf Weltraumtauglichkeit zuständig. Sie werden einzelne Komponenten sowie den entwickelten Faserverstärker Vibrations- und Schock-, Temperaturwechsel- sowie Bestrahlungstests unterziehen. Der Faserverstärker soll innerhalb von drei Jahren von der bestehenden Technologiereife (TRL) 4 auf 6 weiterentwickelt werden.
Über HALLOA
Unter der Leitung von ONERA (Office national d’études et de recherches aérospatiales) arbeiten im Rahmen des Hybrid Amplifier Laser for LIDAR OperAtions (HALLOA)-Projektes sechs Forschungsinstitute und Unternehmen aus drei europäischen Ländern zusammen: École Polytechnique, das LZH, Keopsys Industries, Lumibird Photonics Italia Srl und Erdyn Consultants SAS. Das Projekt wird im Rahmen des Forschungs- und Innovationsprogramms Horizont Europa der Europäischen Union unter dem Förderkennzeichen 101189970 gefördert.
Wissenschaftler:innen des LZH testen im Projekt HALLOA einen Laserfaserverstärker und andere Kompone ...
Copyright: LZH
Criteria of this press release:
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Physics / astronomy
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