DLR - Institut für Technische Physik

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Schwerpunktthemen des Instituts

Lasergestützte Ortung und Orbitmanipulation von Weltraumschrott

Die DLR-Forscher am Institut für Technische Physik arbeiten an einer lasergestützten optischen Beobachtungsmethode zur präzisen Bestimmung der Flugbahn von Weltraumschrott. Mit diesen Bahndaten können Satelliten dann gezielt Ausweichmanöver durchführen. Zur Bahnbestimmung der Schrottteilchen werden diese mit einem optischen Teleskop beobachtet und gleichzeitig mit Laserpulsen bestrahlt. Wenige Millisekunden später kommt ein schwacher Rückreflex des Laserlichts von den Objekten zurück. Aus der Laufzeitmessung der Laserpulse und der Position des Objekts am Himmel können die DLR-Forscher die Flugbahn bis auf wenige Meter genau bestimmen. Um Kollisionen von defekten Satelliten und Weltraumschrott zu vermeiden, muss die Bahn der Objekte manipuliert werden können. Hierzu werden am Institut für Technische Physik Lasersysteme und hochgenaue Lasertrackingverfahren entwickelt, die kleine Bahnänderungen ermöglichen, so dass drohende Kollisionen vermieden werden können.

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Lasereffektoren großer Reichweite

Bei der Entwicklung von Lasereffektoren am Institut für Technische Physik steht die Optimierung der Strahlqualität von Festkörperlasern – insbesondere Scheibenlasern – im Dauerstrich- oder Pulsbetrieb sowie deren Leistungsskalierung in den Multi-Kilowatt-Bereich im Mittelpunkt. Je nach Leistung besitzen diese Lasereffektoren ein breites Einsatzspektrum für die Energieübertragung durch Laserstrahlung über große Distanzen. Für andere Bereiche, wie etwa die Atmosphärenforschung, die optische Kommunikation oder Ferndetektion, werden lasergestützte Messverfahren entwickelt und untersucht. Dies umfasst insbesondere auch Methoden der Nichtlinearen Optik.

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Lasergestützte Ferndetektion (Stand-off Detektion)

Es gibt zahlreiche Bedrohungsszenarien von Mensch und Umwelt durch die unbeabsichtigte oder vorsätzliche Freisetzung von Gefahr- oder Explosivstoffen. Die lasergestützte Ferndetektion ermöglicht die frühzeitige und gefahrlose Detektion und Identifikation verdächtiger unbekannter Substanzen, so dass zeitnah geeignete Gegenmaßnahmen eingeleitet und Gefahren für Bevölkerung, Rettungskräfte und Umwelt verringert werden können.

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Lasergestützte Fluginstrumentierung

Piloten benötigen zu jedem Zeitpunkt absolut verlässliche Informationen über den Flugzustand und die Umgebungsbedingungen ihres Flugzeugs – die Fluginstrumentierung liefert ihnen unter anderem Daten über Flughöhe, Fluggeschwindigkeit und Außentemperatur. Zur Ergänzung der konventionellen Messsysteme, wie beispielsweise Pitot-Rohre, werden am Institut für Technische Physik lasergestützte optische Sensorsysteme mit höherer Messegenauigkeit und Zuverlässigkeit entwickelt und bewertet. Hierzu werden neben laser-spektroskopischen Methoden auch Verfahren der Laser-Anemometrie untersucht.

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