Ein europäisches Laser-Höhenmessgerät wird den Planeten Merkur in 3D kartieren. An Bord der Raumsonde BepiColombo wird das Instrument Bela (BepiColombo Laser Altimeter) die Oberfläche des Planeten Merkur vermessen, um daraus Erkenntnisse über die Entstehung von Planeten zu ziehen.
Ruag Space hat das Empfänger-Subsystem für Bela gefertigt und an den Auftraggeber, die Weltraum-Abteilung der Universität Bern, übergeben. BepiColombo ist Europas erste Mission zum Merkur, dem innersten Planeten des Sonnensystems – und gilt als bisher anspruchsvollste Wissenschaftsmission der europäischen Raumfahrt.
Laufzeit des Lichts erlaubt Höhenmessung auf einen Meter genau
Zwei Orbiter sollen den Planeten mindestens ein Jahr lang genau unter die Lupe nehmen: Einer davon, der Mercury Planetary Orbiter (MPO) unter Verantwortung der ESA erforscht die Oberfläche und die Zusammensetzung des Planeten. Der MPO wird elf wissenschaftliche Instrumente an Bord haben, darunter auch das Höhenmessgerät Bela.
Bela untersucht die Topographie des Merkur, seine Form, das Gravitationsfeld, die Beschaffenheit der Oberfläche und deren Reflexion: Ein Laserstrahl wird dabei vom Bela-Transmitter auf die Merkuroberfläche geschossen, und von dieser zum Bela-Empfänger reflektiert. Misst man die Zeit, die zwischen dem Aussenden und dem Wiedereintreffen des Laserstrahls verstreicht, kann über die Geschwindigkeit des Lichts die Entfernung zwischen Raumsonde und Planetenoberfläche, und damit die "Höhe" der Oberfläche, bis auf einen Meter genau berechnet werden.
Nicolas Thomas, Professor am Physikalischen Institut der Universität Bern, trägt die wissenschaftliche Verantwortung für Bela. Er betont: "Absolute Präzision ist entscheidend für den Erfolg von Bela, da wir damit nicht nur ein Höhenprofil erstellen wollen, sondern auch Hangneigungen und Oberflächenstrukturen messen wollen. Hier hat Ruag Space in aufwendigen Tests ein System für Bela entwickelt, das auch den harten Bedingungen im All standhalten kann, ohne an Messgenauigkeit einzubüssen."
Teleskop empfängt Signale aus wenigen Photonen
Ruag Space rüstet das Instrument Bela mit dem Empfänger aus. Die sehr schwachen von der Merkuroberfläche zurück gestreuten Impulse werden über ein Teleskop mit 20 cm Durchmesser und einen sehr schmalen Filter auf eine Fotodiode fokussiert, die das eintreffende Licht wieder in elektrische Signale umwandelt. Dank einer speziellen, von Ruag entwickelten Software ist möglich die zurückkommenden Lichtimpulse auch dann auszuwerten, wenn diese äusserst schwach sind und nur aus wenigen Photonen bestehen.
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