ERANET: Verbundprojekt: Zeitauflösendes Single-Photon-Raman-Spektrometer für die Weltraumforschung, Teilvorhaben: Konzipierung, Testung und Etablierung des Spektrometers.

Von absolut herausragender Bedeutung für zahlreiche geplante internat. und nationale Missionen zum Mars, zu Marsmonden, zum Mond und zu Asteroiden wäre eine Instrumentierung an Bord der Lander, die vor Ort Informationen über die chemische Zusammensetzung der Oberfläche des Objekts liefern kann. Solch eine quasi-sofortige, zerstörungsfreie in-situ Analyse kann ein zeitauflösendes dispersives Raman-Spektrometer mit Single-Photon-Empfindlichkeit leisten. Gesamtziel des Projekts ist, die Machbarkeit eines leichten, kompakten Raman-Instruments zu demonstrieren, das potenziell für planetare Missionen geeignet ist. Das Vorhaben verstärkt die schon lange bestehende Kooperation zwischen DLR und russ. KMUs bzw. Universitäten (SCONTEL und MPGU, Moskau) und zieht zu dieser Kooperation weitere Forschungseinrichtungen (SCOLTECH, Moskau) in Russland. Ein Bestandteil des im Rahmen des Projekts erstellten Prototyps ist ein integriertes On-Chip-Raman-Modul in einem mechanischen Kühler. Das Modul besitzt alle notwendigen optischen Komponenten sowie ein Linear-Array von supraleitenden Einzelphotonen-Detektoren (SSPD). Design, Modellierung Herstellung und Charakterisierung dieses Moduls ist das hauptsächliche technolog. Ziel sowie ein Forschungsziel des Projekts. Ein wichtiges weiteres Ziel ist die Entwicklung von Rechenmethoden, mit denen Verbesserung der Leistung und Verkürzung der Design-Zyklen für den virtuellen Prototypaufbau erreicht werden soll. Das innovative Potenzial des Vorhabens liegt in der Nutzbarkeit der angestrebten Resultate für die Entwicklung von auf Chips integrierten Spektrometern. Solche Elemente werden das Raman-Instrument vereinfachen und den Weg für weitere Miniaturisierung und Integration ebnen, was für die Anwendungen der Raman-Spektroskopie in der Weltraumforschung und hier vor allem für die Mineralogie, Astrobiologie sowie für die Biomedizin auf der Erde von wesentl. Bedeutung ist.