Interferometrischer Messkopf zur dynamischen Laser-Entfernungsmessung

Abstract

Die Laserinterferometrie gilt in der Raumfahrt als vielversprechende Technologie zur dynamischen Abstandsmessung zwischen Satelliten, besonders im Hinblick auf Missionen zur Erdbeobachtung, Detektion von Gravitationswellen und Formationsflügen. Verschiedene Konzepte für ein heterodynes, dynamisches Laser-Entfernungsmessgerät mit Nanometergenauigkeit wurden auf ihre Nutzbarkeit für Gravitations-Missionen der nächsten Generation untersucht und hinsichtlich ihrer Messgenauigkeit, Baugröße, Flexibilität und Komplexität verglichen. Darauf aufbauend wird ein monostatisches Instrumentendesign vorgestellt, bei dem sich die Laserstrahlen auf der direkten Sichtverbindung zwischen den Satelliten ausbreiten, wobei innerhalb des Instruments eine bi-statische Strahlführung Anwendung findet. Die tatsächliche Leistungsfähigkeit soll in einer eigens dafür entwickelten Testumgebung vermessen werden. Zur leichteren Unterbringung in zukünftigen Satellitenmissionen ermöglicht das Instrumentendesign einen frei wählbaren Abstand vom Messkopf zum Phasenzentrum und kann vollständig auf einer kompakten optischen Bank integriert werden. Zuwendung des DLR mit Mitteln des BMWi unter dem Förderkennzeichen 50EE1409