Exo Mars 2020

Laser soll nach Leben auf dem Mars suchen

| Redakteur: Katharina Juschkat

Eine eindrucksvolle Aufnahme des Victoria-Kraters des Mars Exploration Rovers Opportunity aus dem Jahr 2006. Die Exo-Mars-Mission 2020 soll konkret nach Leben auf dem Mars suchen.
Eine eindrucksvolle Aufnahme des Victoria-Kraters des Mars Exploration Rovers Opportunity aus dem Jahr 2006. Die Exo-Mars-Mission 2020 soll konkret nach Leben auf dem Mars suchen. (Bild: NASA)

Von Hannover zum Mars: Das Laserzentrum Hannover entwickelt einen robusten Laserkopf, der bei der Marsmission Exo Mars 2020 nach Leben auf dem roten Planeten suchen soll. Dazu muss der Laser den extremen Bedingungen auf dem Mars standhalten können.

Die europäisch-russische Mars-Mission Exo Mars 2020 soll in drei Jahren aufbrechen, um den Mars zu erforschen. An Bord der Rakete, die neun Monate zum Mars unterwegs sein wird, befindet sich der Exomars-Rover und eine Oberflächenplattform. Ein Hauptziel der Exomars-Mission ist, nach früherem und gegenwärtigem Leben auf dem erdähnlichen Planeten zu suchen. Eines der zentralen analytischen Instrumente des Rovers ist der „Mars Organic Molecule Analyser“, kurz Moma. Auf dem Mars kann es organische Materie identifizieren und analysieren. Organische Moleküle in den vor Ort genommenen Bodenproben könnten Hinweise auf mögliche Formen von Leben geben.

Laserkopf muss robust und leicht sein

Den für die Untersuchungen benötigten diodengepumpten Festkörperlaserkopf im UV-Spektralbereich hat das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) in den letzten Jahren entwickelt. Der Laser hat eine Emissionswellenlänge von 266 nm und eine einstellbare Laserpulsenergie von bis zu 130 µJ. Das besondere an ihm sind aber vor allem Gewicht, Größe und seine Robustheit. Mit einer Länge von circa 20 cm bringt er nur etwa 220 g auf die Waage.

Zudem muss der Laserkopf einiges aushalten, um unbeschadet seinen Dienst auf dem Mars anzutreten: Zum einen mechanische Erschütterungen bei Start der Rakete und Landung auf dem Mars sowie die dort vorherrschenden großen Temperaturunterschiede. Zum anderen müssen die verwendeten Laseroptiken sowohl der UV-Strahlung des Lasers als auch der ionisierenden kosmischen Strahlung widerstehen.

„Der Laser ist optimal an die rauen Umweltbedingungen im Weltraum und seine Aufgabe auf dem Mars angepasst“, erläutert Dr. Peter Weßels, Leiter der Gruppe Solid-State Lasers am LZH. „Wir verwenden einen passiv gütegeschalteten Oszillator, der über eine optische Faser longitudinal gepumpt wird. Das infrarote Licht des Oszillators wird mit Hilfe nichtlinearer Kristalle in ultraviolette Strahlung umgewandelt. Eine Temperaturregelung soll die Funktion auch bei wechselnder Umgebungstemperatur sicherstellen und erlaubt ebenfalls, die Ausgangspulsenergie variabel einzustellen.“ Bevor sich der Laser aber entgültig auf den Weg zum Mars macht, stehen noch zahlreiche Tests an. Aktuell überprüft das Nasa Goddard Space Flight Center in den USA den Laerkopf, bevor er in den Marsrover eingebaut wird.

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