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Campus Göttinger beteiligt an Satellit der Weltraumagentur
Campus Göttinger beteiligt an Satellit der Weltraumagentur
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16:17 07.11.2018
Weltraumflughafen in Französisch-Guayana: Vorbereitung für den Start des Wetter-Satelliten Aeolus. Quelle: R
Göttingen

„Atmospheric Laser Doppler Instrument, kurz Aladin, nennt sich das Herzstück der Mission“, erläutert Dr. Klaus Mann, der im Laser-Laboratorium die Abteilung „Optik / Kurze Wellenlängen“ leitet. Aladin bestehe aus einem leistungsstarken Laser, einem anderthalb Meter großen Spiegelteleskop und einem hochempfindlichem Detektor.

„Der Laser sendet pro Sekunde 50 Pulse ultravioletten Lichts Richtung Erde, die eine einer Wellenlänge von 355 Nanometern (milliardstel Meter) haben“, führt der Forscher aus. Das Teleskop empfange die Signale, die von Luftmolekülen, Staubpartikeln oder Wassertropfen zurückgestreut würden. Aus der Laufzeit und der Verschiebung der Wellenlänge, dem sogenannten Doppler-Effekt, lasse sich die Höhe der Streupartikel sowie die Windgeschwindigkeit ableiten.

Strahlenschäden im Vakuum

„Bei der Entwicklung von Aladin traten unerwartete Probleme auf“, berichtet Mann. Im Vakuum hätten Elektronikkomponenten begonnen auszugasen. Dadurch seien die Optiken langsam blind geworden. Im Dauerbetrieb hatte das das Messgerät zerstört. Sie hätten die schleichende Verunreinigung in umfangreichen Messreihen untersucht. Es habe sich gezeigt, dass die Strahlenschäden nur im Vakuum aufgetreten seien.

Denny Wernham

Aladin werde daher bei einem geringen Sauerstoffdruck betrieben, erläutert Denny Wernham, der verantwortliche Projektleiter bei der ESA im niederländischen Noordwijk, die Lösung der Herausforderung. Laser und Optiken würden kontinuierlich gespült. Das stelle den dauerhaft stabilen Laserbetrieb im All sicher.

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt in Stuttgart

Aladin, so Wernham, sei das erste erfolgreich im Orbit betriebene Lasersystem mit ultraviolettem Licht. Wesentliche Beiträge zur Entwicklung hätten neben dem Laser-Laboratorium Göttingen auch das Institut für Technische Physik des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt in Stuttgart sowie das Laser Zentrum Hannover geleistet. Zudem seien mehrere europäische Firmen und Forschungseinrichtungen, unter anderem aus Frankreich, Italien und Spanien, beteiligt gewesen. Von einem „Beispiel für eine intensive, zum Teil auch von Rückschlägen gekennzeichnete, letztendlich aber erfolgreiche europäische Zusammenarbeit“ spricht Mann.

Deutsche Wetterdienst

Der Aeolus-Satellit bewegt sich seit Ende August in 320 Kilometern Höhe um die Erde“, berichtet der Forscher. Mit dem Aladin-Instrument messe er seit Anfang September kontinuierlich die Profile von Wind, Aerosolen und Wolken in den unteren 30 Kilometern der Atmosphäre. Die Mission ermögliche es damit erstmals, globale Windprofile zu erstellen. Das bringe einen Durchbruch bei der Wettervorhersage, die sich bis zu sieben Tage im Voraus verbessern lasse. Bisher krankten Vorhersagen am lückenhaften Netz von Daten, vor allem zu Winden. Europäische Wetterdienste wie der Deutsche Wetterdienst in Offenbach, die sich entsprechende Daten seit langem gewünscht hätten, könnten sie in ihre Vorhersagemodelle einbauen.

Start vom Weltraumbahnhof in Französisch-Guayana

„Aeolus startete vom europäischen Weltraumbahnhof in Französisch-Guayana“, sagt Mann. Die Entscheidung für die Mission seit 1999 gefallen. Die Kosten beliefen sich auf 300 Millionen Euro. Benannt sei der Wettersatellit nach dem griechischen Gott Aeolus, dem Hüter der Winde. Homers Odyssee zufolge habe der Gott dem listenreichen Griechen Odysseus einst einen Sack voller Winde übergeben. Seine Gefährten hätten ihn unbedacht geöffnet. Sie seien weit vom Kurs abgekommen.

Von Michael Caspar

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