Umweltüberwachung

Projekt SLIT

Doppelspaltchip für Hyperspektralsatellit EnMAP

Doppelspalt in Siliziumchip
© Foto Fraunhofer ICT-IMM

Doppelspalt in Siliziumchip

EnMAP (Environmental Mapping and Analysis Program) ist eine deutsche Satellitenmission zur Erdbeobachtung im Hinblick auf Klima- und Umweltveränderungen basierend auf abbildender Spektroskopie. Von seiner Umlaufbahn in etwa 650 km Höhe soll der EnMAP-Satellit für jedes    30 x 30 m2 große Bodenpixel das von der Erde reflektierte Licht mit einer extrem großen spektralen Bandbreite aufzeichnen.  Die fünfjährige Mission startet planmäßig im Jahr 2018.

Die Funktionsweise

Der breite Wellenlängenbereich von 420 nm bis 2420 nm, also vom Sichtbaren bis ins tiefe Infrarot, erfordert die Aufteilung des Spektralbereichs auf zwei Spektrometer. Um die geforderte Bodenauflösung von 30 m zu erreichen, müssen insbesondere auch die Eintrittsöffnungen in beide Instrumenten mit höchster Präzision zueinander positioniert sein. Hier kommt eine von Fraunhofer ICT-IMM entwickelte und gefertigte Spaltbaugruppe zum Einsatz, deren Herzstück ein optischer Doppelspalt mit extremen Genauigkeitsanforderungen ist.

Eigenschaften und Einsatzbereiche

Obwohl die Spalte ein entscheidendes Bauteil sind, müssen nicht nur deren optische Eigenschaften die entsprechende Güte und Genauigkeit aufweisen. Auch weitere Komponenten der Baugruppe z.B. zur Spaltlagerung, Lichtumlenkung und Streulichtunterdrückung müssen mit höchster Präzision aus weltraumgerechten Materialien wie Aluminium, Edelstahl, Titan und Invar gefertigt, deren Eigenschaften präzise vermessen und dokumentiert werden. Der Zusammenbau der Spaltbaugruppe aus den gefertigten Komponenten erfordert teils aktive Montage, um Positioniergenauigkeiten von unter 5 µm zu erzielen.

Unser F&E Angebot

Das in unserem Institut etablierte Qualitätsmanagementsystem bildet die Basis für die vom Auftraggeber verlangte Qualitätsdokumentation. Tatsächlich geht diese aber weit über das in der DIN ISO 9001 verankerte Maß hinaus. Bislang haben wir die für die Spaltbaugruppe benötigten Komponenten in der geforderten Präzision entwickelt und gefertigt. Gleichzeitig haben wir dafür Sorge getragen, dass sie die im Hinblick auf den Raketenstart und andere denkbare Schockbelastungen erforderliche Stabilität aufweisen. Die zur Erzielung spezifischer optischer Eigenschaften erforderlichen Beschichtungen wurden etabliert und qualifiziert. Hiermit haben wir ein erstes vollständiges Engineering and Qualification Model (EQM) realisiert, der Auftraggeber OHB hat dieses erfolgreich getestet. Mittlerweile haben wir ein zweites EQM mit optimierten Eigenschaften gefertigt, das sich derzeit in der abschließenden Testphase befindet. Parallel dazu läuft die Fertigung des endgültigen Systems zur Ausrüstung des EnMAP-Satelliten.

 

http://www.enmap.org/