Weltraum-Spektrometer untersucht Vegetation der Erde

 Wieviel Licht geben Pflanzen ab und was lässt sich anhand dieser Lichtemission über die Gesundheit der Pflanzen aussagen? Dieser Frage will sich die ESA-Mission „FLuorescence Explorer-Mission“ (FLEX) ab 2025 widmen. Herzstück des Satelliten wird dabei das „Fluorescence Imaging Spectrometer“ (kurz: FLORIS) sein. Anders als viele andere Spektrometer arbeitet FLORIS aber nicht mit einem einzelnen Lichtkanal, sondern mit zweien. „Das bedeutet, dass es zwei optische Spalte braucht, durch die das Licht in das Instrument einfallen kann“, erklärt Falk Kemper. Kemper ist Forscher am Fraunhofer IOF und leitet das FLEX-Projekt am Institut. „Um diese beiden Kanäle zu erzeugen, braucht es eine hochpräzise Anordnung aus zwei Spalten, einen sogenannten Doppelspalt. Genau den haben wir in Jena, zusammen mit hochpräzisen Spiegeln für das Spektrometer, entwickelt und gefertigt.“

Die Besonderheit der Doppelspalt-Baugruppe liegt in der außergewöhnlichen Genauigkeit: Jeder Schlitz der Doppelspalt-Baugruppe muss mit einer exakten Breite von 85 (+/-1) Mikrometern gefertigt werden, und das über eine Länge von 44,15 Millimetern. „Zu breite oder zu schmale Schlitze hätten zu viel oder zu wenig Licht auf dem Detektor geführt und damit die Auswertung des für die Mission interessanten Lichtanteils gegebenenfalls unmöglich gemacht“, erklärt Kemper. Auch für die Spiegel, die in Jena gefertigt wurden und im Inneren des Spektrometers das Licht auf den Detektor leiten sollen, galten besondere Anforderungen: Diese mussten eine Rauheitsanforderung von 0,3 Nanometern rms (Root Mean Square) aufweisen. „Das entspricht in etwa dem Abstand von ein bis zwei Atomen“, veranschaulicht Kemper. „Die Anforderungen waren unglaublich hoch und bewegten sich an der Grenze des technisch Machbaren.“