Tag der Raumfahrt

Öffnungszeiten

10:00-12:30 Uhr

• Schülerinnen und Schüler, ab 10 Jahren (max. 50 Personen)
• mit Voranmeldung (bis 14. März 2025) bitte per E-Mail

14:00-18:00 Uhr

• öffentlich, ab 10 Jahren
• Keine Anmeldung erforderlich
• die Vorträge beginnen voraussichtlich alle halbe Stunde
  

Ausstellung

Ausstellung mit ausgewählten Demonstratoren zu Weltraummissionen zur Erdbeobachtung und Planetenmissionen sowie zu quantenbasierter Freistrahlkommunikation im Weltall.

Vorträge

Im Anschluss der kurzen Vorträge (ca. 10-15 Minuten) haben Sie die Möglichkeit den WissenschaftlerInnen Fragen zu stellen.

1. »Gravitationswellenforschung: Kosmische Erschütterungen sichtbar machen«
   Referent: Dr. Pascal Birckigt
2. »Die Erde im Fokus: Faszinierende Bilder und Klimaforschung mit Licht«
   Referentin: Dr. Stephanie Hesse-Ertelt
3. »Blick ins Unbekannte: Optische Systeme zur Erkundung der Planeten Mars und Jupiter«
   Referent: Dr. Jan Kinast
4. »Kompaktes System für Quantenkommunikation via Mini-Satellit«
   Referent: Daniel Heinig

Entdecken Sie Optiken und Technologien
des Fraunhofer IOF zur Weltraumforschung!

Die innovativen Technologien des Fraunhofer IOF befinden sich auf einer spannenden Reise durch den Weltraum, um die Erkundung entfernter Galaxien voranzutreiben. Treten Sie in den direkten Austausch mit unseren Forschenden und entdecken Sie neueste technologische Entwicklungen, die das Universum für uns alle zugänglicher machen.

»Gravitationswellenforschung:
Kosmische Erschütterungen sichtbar machen«

Referent: Dr. Pascal Birckigt

In der modernen Astrophysik eröffnet die Messung von Gravitationswellen neue Horizonte für das Verständnis des Universums. Die Europäische Union unterstützt aktuell die Entwicklung eines hochempfindlichen Gravitationswellen-Observatoriums, des sogenannten Einstein-Teleskops. Dieser Vortrag beleuchtet die entscheidende Rolle von Glas-Technologien für das Einstein-Teleskop. Im Fokus steht dabei das Direkte Fügen, welches am Fraunhofer IOF erstmalig für die Herstellung empfindlicher Sensoren angewandt wird.

Diese Bauteile werden für die seismische Entkopplung von Spiegeln eingesetzt, die für die empfindliche Messung von Gravitationswellen erforderlich sind. Der Vortrag erklärt, wie Gravitationswellen entstehen, was der aktuelle Stand des Einstein-Teleskops ist, wie die Glas-Technologien zusammenarbeiten, und gibt einen Ausblick auf weitere Einsatzgebiete von Glas-Technologien des Fraunhofer IOF im Rahmen von Astronomie und durch Satelliten gestützter Erdbeobachtung.

»Die Erde im Fokus: Faszinierende Bilder
und Klimaforschung mit Licht«

Referentin: Dr. Stephanie Hesse-Ertelt

In diesem Kurzvortrag erhalten Sie Einblicke in Optiken und Technologien, die für Instrumente zur Erdbeobachtung u.a. für die Klimaforschung eingesetzt wurden.

Im Frühjahr 2022 ist der erste in Deutschland entwickelte und gebaute Hyperspektralsatellit der »Environmental Mapping and Analysis Program«-Mission (EnMAP) ins Weltall gestartet.

Vom All aus soll er künftig unsere Umwelt analysieren und damit nicht nur Folgen des Klimawandels, sondern auch potenzielle Naturgefahren sichtbar machen. Insgesamt elf Spiegel sowie diverse optische Schichten für Teleskop- und Spektrometer-Optiken wurden dafür am Fraunhofer IOF in Jena hergestellt.

Ziel ist die Bereitstellung exzellenter Bilder kombiniert mit Spektraldaten, um diagnostische Informationen über den Zustand unserer Erde und Gewässer zu sammeln. Auch die Auswirkungen menschlicher Eingriffe auf Ökosysteme können damit betrachtet und die Verwaltung natürlicher Ressourcen, z. B. in der Landwirtschaft, erleichtert werden.

Das DLR-Instrument »Earth Sensing Imaging Spectrometer« (kurz: DESIS) beobachtet seit 2018 von der Internationalen Raumstation ISS mit einer Hyperspektraloptik aus 235 spektralen Kanälen die Erde. DESIS erfasst mit seinem kompakten optischen Design  den sichtbaren sowie den nahinfraroten Bereich des elektromagnetischen Spektrums mit hoher Auflösung. Die mechanischen und optischen Merkmale ermöglichen die Nutzung von DESIS für Land- und Forstwirtschaft, zur Analyse der Landnutzung wie auch zur multi-temporalen Umweltüberwachung. Für das Projekt entwickelte das Fraunhofer IOF das optische System, bestehend aus Teleskop und Spektrometer, welches die hyperspektralen Daten für DESIS liefert.  

Die »Copernicus Anthropogenic Carbon Dioxide Monitoring«-Mission (CO2M) widmet sich der Frage, wie viel CO₂ -Treibhausgas in der Erdatmosphäre genau von Menschenhand verursacht wird. Für die Spektrometer an Bord der zwei Erdbeobachtungs-Satelliten der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) haben Forschende aus Jena die wohl wichtigste optische Baugruppe entwickelt und gefertigt: den Disperser. Er ermöglicht hochpräzise Messungen von Treibhausgasen und deren Konzentration mit Hilfe von Infrarot-Spektrometern. Der Disperser besteht aus jeweils zwei Prismen und einem Gitter und fungiert als eine Art „Farbzerleger“. Er spaltet das von der Erde reflektierte Licht sehr genau in seine Spektralfarben auf und ermöglicht somit hochpräzise Messungen des CO₂-Gehalts in der Erdatmosphäre.

»Blick ins Unbekannte: Optische Systeme
zur Erkundung der Planeten Mars und Jupiter«

Referent: Dr. Jan Kinast

Auch für verschiedene Planetenmissionen konnten die Jenaer Forschenden am Fraunhofer IOF ihren innovativen Beitrag leiten.

An Bord der europäisch-japanischen Raumsonde »BepiColombo«, die sich im Herbst 2018 auf den Weg zum Merkur machte, ist ein vom Fraunhofer IOF entwickeltes thermisches Infrarot-Spektrometer, das MERTIS (Mercury Radiometer and Thermal Infrared Spectrometer) zur Analyse der Merkur-Oberfläche. Die hochpräzise Optik erlaubt es, die Oberfläche des Merkur im thermischen Infrarotbereich zu analysieren und bislang verborgene Details sichtbar zu machen. Denn, die für sieben Jahre andauernde Mission soll die Geheimnisse des sonnennächsten Planeten Merkur lüften. Am 01. Dezember 2024 absolvierte BepiColombo erfolgreich ihren fünften von insgesamt sechs Vorbeiflügen am Merkur. Dabei konnten erstmals Aufnahmen im

mittleren Infrarotbereich erfasst werden, die neue Einblicke in die Eigenschaften des Planeten ermöglichen.

Die Mission »Jupiter Icy Moons Explorer« – kurz: JUICE der ESA startete im April 2023. Mit an Bord der Raumsonde ist das »Ganymed Laser Altimeter«, auch GALA genannt. Ein Messinstrument, entwickelt von den Forschenden am Fraunhofer IOF in Zusammenarbeit mit der Firma HENSOLDT Optronics. GALA ist das erste »Deep-Space-Laseraltimeter«, das in circa einer Milliarde Kilometern Entfernung von der Erde zum Einsatz kommt.

Ziel der Mission, der mit Eis bedeckte Mond Ganymed des Planeten Jupiter, da er eine besondere Ähnlichkeit zur Erde aufweist. Um Ganymed, aber auch die Monde Kallisto und Europa sowie den Jupiter selbst, genauer zu erforschen, befinden sich insgesamt zehn wissenschaftliche Instrumente an Bord der Raumsonde. GALA hat die Aufgabe, die geografische Beschaffenheit des Jupitermondes vermessen.

Für das mobile Labor des Rovers Rosalind Franklin, der im Rahmen der ExoMars-Mission der ESA eingesetzt wird, entwickelten die Forschenden aus Jena ein miniaturisiertes Lasermodul. Dieses Raman-Spektrometer mit einem diodengepumpten Festkörperlaser in der Größe einer 50-Cent-Münze dient der Analyse mineralogischer Verbindungen auf der Marsoberfläche, um Spuren von extraterrestrischem Leben auf dem Mars zu suchen. Mit ihm kann die Streuung von Licht an Molekülen zum Beispiel in der Atmosphäre oder an Festkörpern wie Gesteinsproben untersucht werden.

»Kompaktes System für
Quantenkommunikation via Mini-Satellit«

Referent: Daniel Heinig

Wissenschaftler aus Jena, Würzburg und Potsdam haben zur langreichweitigen, sicheren, Kommunikation mit Quanten ein kompaktes System entwickelt, welches für Kleinstsatelliten geeignet ist.

Der sogenannte CubeSat ist nur so groß wie ein Schuhkarton und soll verschlüsselte Nachrichten zwischen Bodenstationen in Jena und München über eine Distanz von 300 Kilometern übertragen. Dies gelingt durch Quantenschlüsselverteilung (QKD). Dabei werden spezielle Lichtteilchen (Photonen) verschickt, die miteinander verschränkt sind. Wenn jemand versucht, sie abzufangen, verändert sich die Nachricht, sodass der Angriff erkannt wird.

Bisher war diese Technik auf Glasfasernetze beschränkt, die nur eine Reichweite von etwa 200 Kilometern haben. Um größere Entfernungen zu überbrücken, setzt man nun auf Satelliten. Doch herkömmliche Satelliten sind groß und teuer. Deshalb entwickelt das Team ein besonders leichtes und kleines System, welches an Bord eines Kleinstsatelliten transportiert werden kann.

Mit dieser Technologie könnte man zukünftig weltweite, abhörsichere Kommunikation ermöglichen. Das wäre besonders für Banken, Regierungen und geheime Datenübertragungen wichtig.