Laser Interferometer for Thermal Expansion measurements
LITE
Im Rahmen des Modern Structures (MOSR) Experiments an Bord der SeRANIS Satellitenmission wird das LITE Instrument (Laser Interferometer for Thermal Expansion measurements) für die Messung thermisch induzierter Verformungen neuartiger, 3D gedruckter, metallischer Metamaterialien im Weltall entwickelt.
Entgegen dem Verhalten normaler Werkstoffe, wurden die Metamaterialien, die im Rahmen der SeRANIS Mission getestet werden, so ausgelegt, dass sie sich bei Erwärmung zusammenziehen. Durch gezielten Wärmeeintrag lässt sich durch Verwendung dieses Metamaterials in komplexeren mechanischen Verbindungen eine thermo-stabile Struktur entwickeln, welche deutlich leichter, flexibler auslegbar und einfacher zu verarbeiten ist, als die klassischerweise für diesen Anwendungszweck verwendeten Glaskeramiken.
Die gesamte Konzeptionierung und Realisierung der LITE Nutzlast wird von Mitarbeitenden der Abteilung Laserinterferometrische Sensorik durchgeführt. Dies beinhaltet unter anderem das Design des Interferometers, die Konstruktion besonders temperaturisolierender Halterungen, die Datenauslesung und -verarbeitung, sowie Bau, experimentelle Erprobung und Qualifizierung des Instruments für den späteren Einsatz im Weltraum.
Ein erster LITE Prototyp erreichte mit kommerziellen Komponenten im Frequenzbereich einiger Hertz bereits eine Messgenauigkeit von bis zu 100 Picometern, was etwa einem Millionstel des Durchmessers eines menschlichen Haares entspricht.
Eine Besonderheit des LITE Instruments ist die Verwendung der sogenannten Wellenlängen-Modulations-Technik, welche nur eine minimale Anzahl optischer Komponenten als Teil des Interferometers erfordert. Im Vergleich zu klassischen Interferometrie-Techniken, wie der Heterodyn- oder Homodyn-Interferometrie, werden hierfür lediglich minimalistische optische Aufbauten benötigt. Das LITE Instrument und dessen Demonstration im Orbit stellen somit einen bedeutenden Schritt hin zu einer hochpräzisen und skalierbaren Interferometrie-Technik dar, wodurch ein breites Feld neuer Anwendungen erschlossen wird.
Der Missionsstart ist für das Jahr 2025 angesetzt und wird im agilen New Space Ansatz in Kooperation mit Industrie und Forschungsinstituten vorangetrieben.
