09.01.2006

Weitenrekord für Lasersignale

Einen neuen Rekord für die Übermittlung von Laserpulsen stellten amerikanische Astronomen mit der Merkur-Sonde Messenger auf.


Weitenrekord für Lasersignale

Einen neuen Rekord für die Übermittlung von Laserpulsen stellten amerikanische Astronomen mit der Merkur-Sonde Messenger auf.

Greenbelt (USA) - Funkwellen halten heute die Verbindung zwischen Raumsonden und den Kontrollstationen auf der Erde aufrecht. Doch auch Laserlicht kann Daten über weite Strecken tragen. Einen neuen Rekord für eine Übermittlung von Laserpulsen stellten nun amerikanische Astronomen mit der Merkur-Sonde Messenger auf. Die wenige Nanosekunden kurzen Pulse konnten über eine Distanz von fast 24 Millionen Kilometern nachgewiesen werden. Über ihre Experimente berichten die Forscher im Fachblatt „Science“.

„Der Nachweis und die genaue Zeitabstimmung von schwachen Laserpulsen, die interplanetarische Strecken zurücklegen, kann zu Fortschritten in der Grundlagenforschung, bei Erkenntnissen über die Dynamik des Sonnensystems und für eine Breitband-Kommunikation im All führen“, schreiben David E. Smith und seine Kollegen von Goddard Space Flight Center der Nasa in Greenbelt. Bereits im Mai des vergangenen Jahres schickten die Astrophysiker Laserpulse zwischen Erde und der Messenger-Sonde hin und her. An Bord der Sonde diente ihnen dazu das Mercury Laser Altimeter, das mit seinem Nd:YAG-Laser (1064 nm, 20 mJ) nach einer über sechsjährigen Reisezeit der Sonde 2011 die Oberfläche des sonnennächsten Planeten Merkur abtasten soll.

Auf der Erde diente ein vergleichbarer Infrarot-Laser am Goddard Geophysical and Astronomical Observatory als Sender. Nachgewiesen wurden die Laserpulse jeweils mit lichtsammelnden Teleskopen und hochempfindlichen Photodioden. Nach etwa 80 Sekunden erreichten die exakten Pulsfolgen diese Detektoren. Die Übertragungsdauer wich höchstens eine Drittelmillionstel Sekunde von den zuvor berechneten Werten ab, bei denen auch die Fluggeschwindigkeit der Messenger-Sonde berücksichtigt wurde.

Über diese Laufzeitmessung ließ sich die Position der Sonde mit einer Genauigkeit von wenigen zehn Metern bestimmen. Damit zeigt sich, dass reflektierte Laserstrahlen auch über bisher unerreichte Entfernungen zu Vermessungszwecken genutzt werden könnten. Ob oder wann Laser jedoch zur Übermittlung von Daten über Millionen Kilometer genutzt werden, können die Forscher nicht abschätzen.

Den bisherigen Rekord für eine weitreichende Übermittlung von Laserpulsen hielt eine Übermittlung zwischen Erde und der Galileo-Sonde im Jahr 1992. Damals konnten die Lichtsignale noch in einer Entfernung von gut sechs Millionen Kilometern nachgewiesen werden.

Messenger wird im Oktober dieses Jahres zum ersten Mal in einer Höhe von gut 3000 Kilometern die Venus passieren. Ihr Ziel, eine Umlaufbahn um Merkur, wird sie voraussichtlich im März 2011 erreichen.

Jan Oliver Löfken

Weitere Infos:

Weitere Literatur:

  • J. Bland-Hawthorn, A. Harwit, M. Harwit, Science 523, 293 (2002). 
  • G. Santo et al., Planet. Space Sci. 49, 1481 (2001). 
  • K. E. Wilson, J. R. Lesh, T.-Y. Yan, Proc. SPIE 1866, 138 (1993). 
  • J. J. Degnan, J. Geodynamics 34, 551 (2002).

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