BECCAL wird die Durchführung von Experimenten mit ultrakalten Atomen und Bose-Einstein-Kondensaten an Bord der ISS ermöglichen und sowohl Grundlagenforschung als auch die Entwicklung künftiger Quantensensoren auf der Grundlage der Materiewellen-Interferometrie zulassen. Die langfristige Mikrogravitationsbedingung bietet eine einzigartige Umgebung für Präzisionsmessungen.
Ultrakalte Quantengase in der Schwerelosigkeit erforschen
Quantentechnologien für den Weltraum – zum ganz irdischen Nutzen: Im Projekt BECCAL (Bose Einstein Condensate and Cold Atom Laboratory) untersucht das DLR gemeinsam mit der NASA ultrakalte Quantengase wie zum Beispiel Bose-Einstein-Kondensate auf der Erde und in Schwerelosigkeit auf der ISS.
BECCAL hat das Ziel, vielfältige Experimente an Bord der internationalen Raumstation (ISS) mit ultrakalten und kondensierten Atomen für die Grundlagenforschung und Entwicklung künftiger Quantensensoren zu ermöglichen. Die internationale Weltraumstation bietet hierfür eine einzigartige Umgebung mit permanenter Schwerelosigkeit. Dies ermöglicht unter anderem verlängerte Freifall- und Beobachtungszeiten, die Nutzung weiterer Fallenkonfigurationen zum Fangen und Kühlen von Atomen, sowie Wiederholbarkeit für statistische Analysen.
BECCAL basiert auf QUANTUS und MAIUS, einer Serie von DLR-geförderten Projekten für atomoptische Experimente in Schwerelosigkeit im Fallturm sowie auf Höhenforschungsraketen und profitiert von den Erfahrungen des Cold Atom Laboratory (CAL), welches am NASA Jet Propulsion Laboratory entwickelt und 2018 auf der ISS installiert wurde.
Darüber hinaus finden die in BECCAL entwickelten technologischen und wissenschaftlichen Ansätze Anwendungen in Missionen wie STE-QUEST, einem Test der Universalität des freien Falls mit Atominterferometern. Des Weiteren treiben diese Ansätze auch Entwicklungen in der satellitengestützten Quantensensorik für Anwendungen in der Navigation und Erdbeobachtung voran.
BECCAL wird am Institut für Satellitengeodäsie und Inertialsensorik und am Institut für Quantentechnologien realisiert und durch das DLR-Raumfahrtmanagement unterstützt. Des Weiteren sind die Humbold Universität zu Berlin, die Johannes-Gutenberg Universität Mainz, das Ferdinand Braun Institut für Hochfrequenztechnik, die Leibniz Universität Hannover, die Universität Bremen, die Universität Ulm und die OHB System AG involviert.
