Completato con successo l'esperimento JOKARUS sul razzo sonda. Pietra angolare per misurazioni di raggio laser con la massima precisione e precursore per i sistemi di navigazione satellitare ottici.

Per la prima volta è stato dimostrato con successo nello spazio un riferimento di frequenza basato sullo iodio molecolare! Quella che suona un po' come fantascienza è un passo importante verso le misurazioni laser interferometriche della distanza tra i satelliti, nonché per i futuri sistemi satellitari di navigazione globale basati su tecnologie ottiche. I test di frequenza di riferimento sono stati effettuati il ​​13 maggio a bordo del razzo sonda TEXUS54. Il fulcro del carico utile, un sistema laser compatto, sviluppato principalmente da HU Berlin e Ferdinand-Braun-Institut, dimostrato la sua idoneità allo spazio.

Nell'esperimento JOKARUS (acronimo tedesco per risonatore a pettine di iodio in assenza di gravità), per la prima volta nello spazio è stato qualificato un riferimento di frequenza ottica attivo basato sullo iodio molecolare. I risultati sono una pietra miliare importante verso l'utilizzo di orologi ottici nello spazio. Tali orologi sono necessari, tra l'altro, per i sistemi di navigazione satellitare che forniscono dati per un posizionamento accurato. Sono ugualmente importanti per la ricerca in fisica fondamentale, come il rilevamento delle onde gravitazionali e le misurazioni del campo gravitazionale della Terra.

L'esperimento ha dimostrato la stabilizzazione della frequenza completamente automatizzata di un laser a diodi a cavità estesa (ECDL) a 1064 nm raddoppiato su una transizione molecolare in iodio. Grazie a software e algoritmi integrati, il sistema laser ha funzionato in modo completamente indipendente. Per fare un confronto, una misurazione di frequenza con un pettine di frequenza ottico nell'esperimento separato FOKUSII è stata effettuata durante lo stesso volo spaziale.

Know-how completo dietro il sistema laser a diodi compatto

Il carico utile JOKARUS è stato sviluppato e implementato sotto la direzione della Humboldt-Universität zu Berlin (HU Berlin) come parte del Joint Lab Laser Metrology. Il laboratorio, che è gestito collettivamente da Ferdinand-Braun-Institut (FBH) e HU Berlin, unisce il know-how di entrambe le istituzioni nel campo dei sistemi laser a diodi per applicazioni spaziali. Un modulo di spettroscopia quasi monolitica è stato fornito dall'Università di Brema, l'elettronica di comando proveniva da Menlo Systems.

Il fulcro del sistema laser è un MOPA ECDL micro-integrato che è stato sviluppato e implementato da FBH, con un ECDL che funge da oscillatore locale (oscillatore master, MO) e un amplificatore a semiconduttore a guida d'onda di cresta come amplificatore di potenza (PA). Il modulo laser a diodi da 1064 nm è completamente incapsulato in un piccolo pacchetto di 125 x 75 x 22,5 mm e fornisce una potenza ottica di 570 mW all'interno della larghezza di linea del laser a corsa libera di 26 kHz (FWHM, tempo di misurazione 1ms). Per mezzo di un mantenimento della polarizzazione, fibra ottica monomodale, la luce laser viene prima divisa in due percorsi, modulato, raddoppiata in frequenza ed elaborata per la spettroscopia di saturazione senza Doppler. Gli sviluppi tecnologici all'interno di JOKARUS sono finanziati dal Centro aerospaziale tedesco (DLR) e si basano sul precedente FOKUS, volo FOKUS, Missioni KALEXUS e MAIUS.