DLR - Institut für Satellitengeodäsie und Inertialsensorik

Home|Kontakt Impressum und Nutzungsbedingungen Datenschutz Cookies & Tracking |English

Abteilungen des Instituts

Relativistische Modellierung

Eine Herausforderung der relativistischen Modellierung ist es, eine korrekte und konsistente Interpretation der gewonnenen Daten zu ermöglichen. Darüber hinaus ist es notwendig, Missionen zu optimieren, neue Missionskonzepte zu testen und zu bewerten. Besonders im Fokus für den Einsatz im Weltraum stehen hierbei sowohl die neuen Quantentechnologien als auch Uhren, welche relativistisch modelliert werden müssen. Dies ist auch entscheidend, um neue Missionskonzepte wie Schwärme von Kleinsatelliten zu evaluieren, mittels derer zukünftig eine bessere räumliche und zeitliche Auflösung des Gravitationsfeldes der Erde erreicht werden kann.

Optische Frequenzmetrologie

Die Fortschritte im Quanten-Engineering erlauben eine Frequenzmetrologie mit beispielloser Präzision. Diese gewonnene Genauigkeit ermöglicht es, graduelle Unterschiede im terrestrischen Geopotential zu erkennen. Eine Verbesserung der dafür notwendigen Uhren um eine oder sogar mehrere Größenordnungen würde einen neuen Zugang zum Geoid und die präzise Verknüpfung der physikalischen Höhe ermöglichen. Damit wird der Grundstein für ein neuartiges Höhenbezugssystem gelegt, das auf Uhren basiert, die im Vergleich zu den etablierten Ansätzen stabiler, reproduzierbarer, globaler und wartungsfreundlicher sind.

Satellitengeodäsie und geodätische Modellierung

Von der Nutzung der Quantentechnologie und darauf basierender Messmethoden wird ein großer Mehrwert für die gravimetrische Erdbeobachtung erwartet. In der Abteilung "Satellitengeodäsie und geodätische Modellierung" werden wesentliche Anwendungsszenarien für die neuartigen Quantensensoren sowie neue Messmethoden, auch in Kombination mit klassischen Verfahren erforscht. Eine maßgebliche Rolle spielt die Beobachtung und Analyse von räumlichen und zeitlichen Variationen des Erdschwerefeldes, um den Massentransport auf und in der Erde hinreichend quantifizieren zu können. Diese Daten liefern einzigartige Informationen über die relevanten Prozesse im Erdsystem, z.B. im Kontext des Klimawandels. Ein weiteres Forschungsgebiet umfasst die Abstandsmessung zum Mond. Hier werden neue und klassische Verfahren weiterentwickelt, um bessere Tests der Relativitätstheorie durchzuführen und relevante Parameter im Erde-Mond-System zu bestimmen. Darüber hinaus wird die Nutzung von Netzwerken optischer Uhren im Weltraum und auf der Erde erforscht, von denen die geodätischen Referenzsysteme wesentlich profitieren werden.

Mehr

Quantensensorik

Die Quantensensorik basierend auf der Materiewelleninterferometrie erforscht neue Methoden für die Entwicklung von Inertialsensoren, die es zukünftig ermöglichen werden, hochpräzise Messungen von Rotationen und Beschleunigungen mit beispielloser Langzeitstabilität durchführen zu können. Sie ersetzen dabei klassische Testmassen durch frei propagierende Materiewellen. Ihre Auflösung und die Empfindlichkeit skalieren dabei typischerweise quadratisch mit der Zeit des freien Falls. Anwendungsgebiete für derartige Quantensensoren mit überlegener Sensitivität sind die terrestrische und satellitengestützte Gravimetrie und Gradiometrie für die Erdbeobachtung sowie auch Navigation und Exploration.

Quantenoptische Sensorik

Die Laserinterferometrie ist die präziseste uns zur Verfügung stehende Technologie zur Messung von Abstandsänderungen sowohl zwischen nahen als auch weit auseinander liegenden Objekten, z.B. Testmassen in der Gravitationsphysik und weit voneinander entfernten Satelliten. Beides wurde erstmals erfolgreich demonstriert in der LISA Pathfinder Mission und der GRACE Follow-On Mission, jeweils mit zentralen Beiträgen aus Hannover. Die jeweiligen Anwendungen sind die Messung von Gravitationswellen und die Vermessung des Erdschwerefeldes zur Klimaforschung. Nach diesen erfolgreichen ersten Demonstrationen wird Laserinterferometrie nun weiterentwickelt für die nächste Generation der Satelliten. Zudem stellt auch die Entwicklung miniaturisierter laserinterferometrischer Inertialsensoren eine äußerst vielversprechende Alternative zu klassischen Akzelerometern und Gyroskopen dar.