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Ungewöhnliche Messspitze

Interferometer zeichnet zufällig Erdbeben auf

Am Sonntag, den 11. Februar, wurde bei einem Leistungstest eines ultrapräzisen Heterodyn-Interferometers in Airbus Defence and Spaces Labor für Grundlagen-Technologien (Laboratory for Enabling Technologies, LET) in Friedrichshafen um 23.45 Uhr eine ungewöhnliche Messspitze festgestellt. Diese Messspitze überstieg bei Weitem die Werte, die sich aufgrund der Hintergrundgeräusche des Instruments ergeben. Exakt zu diesem Zeitpunkt wurde in Zürich ein Erdbeben der Stärke 4,2 registriert.

Das Heterodyn-Interferometer von Airbus Defence and Space besteht aus optischen Komponenten

Das Zentrum des schwachen Erdbebens lag 30 km unter der Erdoberfläche und die seismischen Wellen breiteten sich 85 km nach Friedrichshafen aus. Das Interferometer war auf einem schwingungsisolierten optischen Tisch aufgebaut und konnte die Erschütterungen dank seines sehr geringen Eigengeräuschpegels klar aufzeichnen. „Damit hat das Instrument zum ersten Mal ein nachweisbares äußeres Ereignis registriert“, bestätigt Martin Gohlke, der die Messung durchführte.

Das Interferometer wird für die künftige LISA-Mission entwickelt und getestet und soll Gravitationswellen aufspüren. Bereits Einstein sagte die Existenz von Gravitationswellen vorher, winzigen Verzerrungen des Raum-Zeit-Kontinuums, die sich in der Regel in der Größenordnung von etwa dem Durchmesser eines Wasserstoffatoms (40 Pikometer) über eine Distanz von 5 Millionen Kilometern – der zehnfachen Entfernung zwischen Erde und Mond – bewegen. Da diese Veränderungen jedoch extrem klein sind, konnte bislang noch keine Gravitationswelle direkt beobachtet werden.

Künstlerische Darstellung von LISA Pathfinder (© ESA)

Künstlerische Darstellung von LISA Pathfinder (© ESA)

Ein Interferometer splittet mithilfe von Spiegeln und Strahlteilern ein Lichtbündel in zwei Teilbündel. Diese werden durch getrennte optische Bahnen geschickt und am Ende wieder zusammengeführt. Durch Messung der Phasendifferenz zwischen diesen beiden Laserstrahlen können Abweichungen auf dem zurückgelegten Weg festgestellt werden.

LISA (Laser Interferometer Space Antenna) ist eines von drei großen Missionskonzepten, für die im Rahmen des „Cosmic Vision“-Programms der Europäischen Weltraumorganisation ESA derzeit eine engere Auswahl der Anbieter getroffen wird. Die wichtigsten Elemente der für LISA erforderlichen neuen Technologien sollen in der Vorbereitungsmission „LISA Pathfinder“ erprobt werden, die sich momentan in der Testphase befindet und für die Airbus Defence and Space als Hauptauftragnehmer verantwortlich ist.

Das Labor für Grundlagen-Technologien wurde 2007 am Airbus Defence and Space-Standort in Friedrichshafen gegründet, um neue Technologien zu erforschen und zu entwickeln, die maßgeblich zum Erfolg künftiger Weltraummissionen und -systeme beitragen sollen. Das LET wird von dem für Wissenschaftsprogramme zuständigen Team des Airbus Defence and Space-Satellites-Geschäftsbereichs Erdbeobachtung, Navigation und Wissenschaft (ENS) in enger Zusammenarbeit mit der Fachhochschule Konstanz betrieben. Zu den in den vergangenen Jahren erworbenen Kernkompetenzen zählen insbesondere Know-how und Praxiserfahrungen mit Instrumenten und Systemen für Quantenmessungen im Weltraum..

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