Am 20. Oktober 2026 wird die japanische Raumfahrtbehörde JAXA ihre Mission MMX (Martian Moons eXploration) zum Marsmond Phobos starten. Ein bemerkenswertes technisches Highlight der Mission ist ein Mini-Laser, der am Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik (IOF) in Jena entwickelt wurde. Ursprünglich sollte dieser Laser für die europäische ExoMars-Mission zum Einsatz kommen, die jedoch 2022 aufgrund geopolitischer Spannungen abgesagt wurde. Jetzt findet diese innovative Technologie eine neue Anwendung im Rahmen der MMX-Mission.
Das Hauptziel der MMX-Mission besteht darin, Proben von Phobos zur Erde zu bringen und damit grundlegende Fragen über die Entstehung der Marsmonde zu klären. Wissenschaftler sind sich unsicher, ob Phobos und sein kleinerer Begleiter Deimos ursprünglich Asteroiden waren, die vom Mars eingefangen wurden, oder ob sie aus Material entstanden sind, das bei einem gewaltigen Einschlag auf dem Planeten freigesetzt wurde. Die Mission zielt darauf ab, mindestens zehn Gramm Material von der Oberfläche Phobos’ zu sammeln und zur Erde zurückzubringen. Geplant ist, dass die Sonde im Jahr 2031 die gesammelten Proben über Australien abwirft. Dies wird die erste Rückführung von Proben aus der Marsregion überhaupt sein.
Die MMX-Mission ist nicht nur ein bedeutender Schritt in der Erforschung des Mars, sondern auch ein Beispiel für internationale Zusammenarbeit in der Raumfahrt. Neben der JAXA sind Organisationen wie die NASA, die europäische Weltraumagentur ESA, das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt DLR sowie das spanische Raumfahrtinstitut INTA an dem Projekt beteiligt. Dies zeigt, wie wichtig Kooperationen zwischen verschiedenen Ländern und Institutionen sind, um ambitionierte Projekte im All erfolgreich umzusetzen.
Der Mini-Laser, der in Jena entwickelt wurde, spielt eine entscheidende Rolle bei der Analyse der Gesteinsproben. Er wird dazu verwendet, den Boden von Phobos mit intensiven Laserstrahlen zu beleuchten. Die spezifische Strahlung, die das Gestein als Reaktion darauf abgibt, wird dann von einem Raman-Spektrometer gemessen. So können die Forscher auf der Erde die chemische Zusammensetzung des Mondbodens über große Entfernungen hinweg analysieren. Der Laser, der grünes Licht mit einer Wellenlänge von 532 Nanometern generiert, hat eine Leistung von über 100 Milliwatt und wiegt lediglich 50 Gramm. Damit ist er wesentlich kompakter und leichter als herkömmliche Lasersysteme.
Die Entwicklung des Lasers war eine technische Herausforderung. Die Komponenten mussten nicht nur leicht, sondern auch extrem robust sein, um die starken Vibrationen beim Raketenstart sowie die harschen Bedingungen im Weltraum zu überstehen. Die Ingenieure am Fraunhofer IOF haben eine spezielle Löttechnik verwendet, um die empfindlichen Teile des Lasers miteinander zu verbinden. Dies stellt sicher, dass die Komponenten auch bei extremen Temperaturen – von minus 130 bis plus 24 Grad Celsius – stabil bleiben und ihre Position über Jahre hinweg bewahren. Diese Technik verhindert zudem mögliche Probleme, die durch ausgasende Klebstoffe im Vakuum entstehen könnten.
Die Entscheidung, den ursprünglich für die ExoMars-Mission entwickelten Laser nun für die MMX-Mission zu nutzen, ist ein glücklicher Zufall. Die Technologie hat dadurch eine zweite Chance und wird in einem anderen Kontext eingesetzt, um wertvolle Erkenntnisse über den Marsmond zu gewinnen. Dr. Erik Beckert, Abteilungsleiter am Fraunhofer IOF, betont die Bedeutung dieser Entwicklung: „Es ist besonders erfreulich, dass unsere jahrelange Arbeit nun tatsächlich in die Erforschung des Mars einfließt. MMX demonstriert die Relevanz internationaler Zusammenarbeit in der Raumfahrt.“
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die MMX-Mission nicht nur den wissenschaftlichen Horizont erweitern wird, sondern auch innovative Technologien aus Deutschland ins All bringen kann. Nach dem Ende der MMX-Mission ist bereits eine Wiederaufnahme der ExoMars-Mission in Planung, die ohne Beteiligung russischer Partner durchgeführt werden soll. Auch hierbei wird wieder Lasertechnologie aus Jena zum Einsatz kommen. Die Entwicklungen am Fraunhofer IOF tragen somit dazu bei, die Erforschung des Universums voranzutreiben und neue Antworten auf alte Fragen zu finden.
