Forscher der Laserstation Graz-Lustbühel des Instituts für Weltraumforschung (IWF) der Österreichischen Akademie der Wissenschaften messen erstmals mit einem Megahertz-Laser Entfernungen zu Satelliten. Eine Presseinformation des IWF.
Quelle: IWF.
(Bild: Dr. Christian Kettenbach)
Graz, 23. Februar 2021 – Rund um den Globus gibt es etwa 40 aktive Laserstationen, die routinemäßig Entfernungen zu Satelliten messen und dabei Genauigkeiten im Millimeter-Bereich erzielen. „Während manche Stationen noch mit zehn Messungen pro Sekunde arbeiten, haben wir bereits 2004 als allererste Station mit 2000 Laserschüssen pro Sekunde begonnen“, blickt IWF-Gruppenleiter Georg Kirchner stolz zurück. Mittlerweile ist etwa die Hälfte aller Laserstationen weltweit dem Grazer Beispiel gefolgt.
Nun lässt die Grazer Laserstation mit einer weiteren signifikanten Steigerung aufhorchen: Mit einem Demo-Laser-System der deutschen Firma NeoLase wurden 2020 erstmals erfolgreich Messungen mit bis zu 1 MHz durchgeführt – sowohl bei Tag als auch bei Nacht. Die Resultate sind soeben in der Fachzeitschrift „Optics Letters“ erschienen. Bei Messungen zu Galileo-Satelliten wurden über 2000 Echos pro Sekunde erzielt – von 500 Laserpulsen kommt also im Schnitt nur ein einziges Echo zurück. „Trotzdem ist das eine mehr als zehnfache Steigerung gegenüber bisherigen 2-kHz-Messungen, bei Satelliten in niedrigeren Orbits betrug die Steigerung mehr als das Hundertfache“, freut sich IWF-Forscher Peiyuan Wang, Erstautor der Studie.
Der Vorteil der MHz-Messungen liegt aber nicht nur in der deutlich höheren Anzahl der Messungen, sondern ermöglicht auch das Erkennen einzelner Retro-Reflektoren auf den Satelliten – und dadurch insgesamt eine beachtliche Verbesserung der erzielbaren Genauigkeit.
Auf Grund dieser Testergebnisse haben sich die IWF-Forscher dazu entschlossen, ein solches MHz-Lasersystem Mitte 2021 am Lustbühel zu installieren. Damit wird die Grazer Station auch weiterhin ihrer weltweiten Vorreiterrolle auf diesem Gebiet gerecht.
Publikation
Peiyuan Wang, Michael A. Steindorfer, Franz Koidl, Georg Kirchner, Erich Leitgeb, Megahertz repetition rate satellite laser ranging demonstration at Graz observatory, Optics Letters, 46, 937-940, doi:10.1364/OL.418135, 2021
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