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Design of a dual species atom interferometer for space

Schuldt, Thilo und Schubert, Christian und Krutzik, Markus und Bote, Lluis Gesa und Gaaloul, N. und Hartwig, Jonas und Ahlers, Holger und Herr, Waldemar und Posso-Trujillo, Katerine und Rudolph, Jan und Seidel, Stephan und Wendrich, Thijs und Ertmer, W. und Herrmann, Sven und Kubelka-Lange, André und Milke, Alexander und Rievers, Benny und Rocco, Emanuele und Hinton, Andrew und Bongs, Kai und Oswald, Markus und Franz, Matthias und Hauth, Matthias und Peters, Achim und Bawamia, A. und Wicht, A. und Battelier, B. und Bertoldi, A. und Bouyer, P. und Landragin, Arnauld und Massonnet, Didier und Lévèque, Thomas und Wenzlawski, Andre und Hellmig, Ortwin und Windpassinger, Patrick und Sengstock, K. und von Klitzing, Wolf und Chaloner, C. und Summers, David und Ireland, Philip und Mateos, Ignacio und Sopuerta, Carlos und Sorrentino, F. und Tino, G. und Williams, Michael und Trenkel, C. und Gerardi, Domenico und Chwalla, Michael und Burkhardt, Johannes und Johann, Ulrich und Heske, Astrid und Wille, Eric und Gehler, Martin und Cacciapuoti, Luigi und Gürlebeck, Norman und Braxmaier, Claus und Rasel, E. (2015) Design of a dual species atom interferometer for space. Experimental Astronomy, 39 (2), Seiten 167-206. Springer. doi: 10.1007/s10686-014-9433-y. ISSN 0922-6435.

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Kurzfassung

Atom interferometers have a multitude of proposed applications in space including precise measurements of the Earth's gravitational field, in navigation & ranging, and in fundamental physics such as tests of the weak equivalence principle (WEP) and gravitational wave detection. While atom interferometers are realized routinely in ground-based laboratories, current efforts aim at the development of a space compatible design optimized with respect to dimensions, weight, power consumption, mechanical robustness and radiation hardness. In this paper, we present a design of a high-sensitivity differential dual species 85Rb/87Rb atom interferometer for space, including physics package, laser system, electronics and software. The physics package comprises the atom source consisting of dispensers and a 2D magneto-optical trap (MOT), the science chamber with a 3D-MOT, a magnetic trap based on an atom chip and an optical dipole trap (ODT) used for Bose-Einstein condensate (BEC) creation and interferometry, the detection unit, the vacuum system for 10-11 mbar ultra-high vacuum generation, and the high-suppression factor magnetic shielding as well as the thermal control system. The laser system is based on a hybrid approach using fiber-based telecom components and high-power laser diode technology and includes all laser sources for 2D-MOT, 3D-MOT, ODT, interferometry and detection. Manipulation and switching of the laser beams is carried out on an optical bench using Zerodur bonding technology. The instrument consists of 9 units with an overall mass of 221 kg, an average power consumption of 608 W (819 W peak), and a volume of 470 liters which would well fit on a satellite to be launched with a Soyuz rocket, as system studies have shown

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Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Design of a dual species atom interferometer for space
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Schuldt, ThiloDLR-RY, BremenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schubert, ChristianLUH, Leibniz University of HannoverNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Krutzik, MarkusHumboldt-Universität zu BerlinNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bote, Lluis GesaInstitut de Ciéncies de l'Espai, SpainNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gaaloul, N.Inst. f. Quantenoptik, Leibniz-Univ. HannoverNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hartwig, JonasLUH, Leibniz University of HannoverNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ahlers, HolgerLUH, Leibniz University of HannoverNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Herr, WaldemarLUH, Leibniz University of HannoverNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Posso-Trujillo, KaterineLUH, Leibniz University of HannoverNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rudolph, JanLUH, Leibniz University of HannoverNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Seidel, StephanLUH, Leibniz University of HannoverNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wendrich, ThijsLUH, Leibniz University of HannoverNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ertmer, W.Inst. f. Quantenoptik, Leibniz Univ. HannoverNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Herrmann, SvenZARM, University of BremenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kubelka-Lange, AndréZARM, University of BremenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Milke, AlexanderZARM, University of Bremen, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rievers, BennyZentrum für angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation (ZARM), Universität BremenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rocco, EmanueleSchool of Physics and Astronomy, University of BirminghamNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hinton, AndrewSchool of Physics and Astronomy, University of Birmingham, BirminghamNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bongs, KaiUniversity of Birmingham, UKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Oswald, MarkusInstitut für Optische Systeme, University of Applied Sciences Konstanz (HTWG)NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Franz, MatthiasUniversity of Applies Sciences Konstanz, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hauth, MatthiasHumboldt-Universität zu BerlinNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Peters, AchimHumboldt University Berlin, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bawamia, A.Ferdinand-Braun-Institut, Gustav-Kirchho�-Str. 4, 12489 Berlin, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wicht, A.Humboldt Univ., BerlinNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Battelier, B.Laboratoire Photonique, Numerique et Nanosciences-LP2N UniversiteNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bertoldi, A.U. Bordeaux, FranceNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bouyer, P.University of Bordeaux, FranceNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Landragin, ArnauldObservatoire de Paris, FranceNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Massonnet, DidierCNESNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lévèque, ThomasCNES - Centre National d’Études SpatialesNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wenzlawski, AndreInstitut für Laserphysik, Universität HamburgNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hellmig, OrtwinInstitut für Laserphysik, Universität HamburgNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Windpassinger, PatrickInstitut für Laserphysik, Universität HamburgNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sengstock, K.Ins. Laserphysik, Univ. HamburgNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
von Klitzing, WolfFoundation of Research and Technology, Heraklion, GreeceNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Chaloner, C.Systems Engineering and Assessment Ltd., Bristol, UKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Summers, DavidSEA House, Bristol Business ParkNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ireland, PhilipSEA House, Bristol Business ParkNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Mateos, IgnacioInstitut de Ciéncies de l'Espai, SpainNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sopuerta, CarlosInstitute of Space Sciences, Barcelona, SpainNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sorrentino, F.LENS, Univ. FirenzeNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Tino, G.Dipt. di Fisica, LENS Lab., Univ. FirenzeNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Williams, MichaelAstrium Ltd, Gunnels Wood RoadNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Trenkel, C.EADS-Astrium, StevenageNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gerardi, DomenicoAstrium GmbH–Satellites, 88039 Friedrichshafen, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Chwalla, MichaelAstrium GmbH - SatellitesNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Burkhardt, JohannesAstrium GmbH - SatellitesNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Johann, UlrichAstrium FriedrichshafenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Heske, AstridESA - European Space Agency, ESTECNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wille, EricESA - European Space Agency, ESTECNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gehler, MartinESA - European Space Agency, ESTECNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Cacciapuoti, LuigiESA/ESTECNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gürlebeck, NormanZARM, University of Bremen, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Braxmaier, ClausDLR-RY, ZARM, University of Bremen,1Astrium GmbH–Satellites, 88039 Friedrichshafen, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rasel, E.Inst. f. Quantenoptik, Leibniz Univ. HannoverNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2015
Erschienen in:Experimental Astronomy
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:39
DOI:10.1007/s10686-014-9433-y
Seitenbereich:Seiten 167-206
Verlag:Springer
ISSN:0922-6435
Status:veröffentlicht
Stichwörter:atom interferometer, space technology, equivalence principle test, Bose-Einstein condensate
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erdbeobachtung
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R EO - Erdbeobachtung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Vorhaben GRACE Follow-On (alt)
Standort: Bremen
Institute & Einrichtungen:Institut für Raumfahrtsysteme > Systems Enabling Technologies
Hinterlegt von: Milke, Alexander
Hinterlegt am:25 Jun 2015 09:47
Letzte Änderung:06 Nov 2023 09:50

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