Story 4: Von Jena aus in den Orbit – asphericon wird Teil der Copernicus-Mission
Was nicht machbar ist, wird machbar gemacht: Um hochpräzise Optiken für einen Satelliten liefern zu können, entwickelte asphericon ein neues Polierverfahren mit zuvor nie da gewesenem Genauigkeitsniveau.
Ziele der Sentinel-4-Mission © Airbus Defence Space
Unsere Welt verändert sich. Unser Klima ist durch die menschengemachte globale Erwärmung bedroht. Umso wertvoller sind Informationen, die uns helfen, den Wandel sichtbar zu machen und ihm mit klugen Lösungen zu begegnen. Das Erdbeobachtungsprogramm Copernicus, von der Europäischen Kommission gemeinsam mit der Europäischen Weltraumorganisation initiiert, ermöglicht es, Daten über unseren Lebensraum zu erheben und diese der Öffentlichkeit und Forschung zur Verfügung zu stellen. Mit dem Satelliten Sentinel-4 wird auch ein Stück Entwicklung aus dem Hause asphericon in den Orbit geschickt und einen Teil zur Forschungsmission beitragen. Wir sind stolz und glücklich, mit unseren Lösungen Daten für die Überwachung der Erdatmosphäre bereitstellen zu können. Dafür haben wir große Hürden genommen und unsere Prozesse weiterentwickelt, um das scheinbar Unmögliche erreichbar zu machen.
Als sich 2011 Jena-Optronik, Hersteller hochpräziser Raumfahrtoptiken und -elektroniken, zum ersten Mal mit einem außergewöhnlichen Anliegen an uns wandte, lagen die Anforderung an das Projekt weit außerhalb des damals technisch Möglichen.
Sentinel-4-Satellit © ESA - P.Carril
Der Wunsch: die Lieferung spezieller Asphären und Sphären aus weichem - Calciumfluorid-Materialien, um damit die Spektrometer des Erdbeobachtungssatelliten Sentinel-4 auszustatten. Die geforderte Fehlertoleranz von wenigen Nanometern bei der Formgebung – bei den Oberflächenrauheitswerten lagen sie sogar im Ångström-Bereich – stellte uns vor Herausforderungen. Aber es bestand kein Grund, es nicht doch zu versuchen.
Um die hochpräzisen Optiken für den Erdbeobachtungssatelliten liefern zu können, entwickelten wir ein neues Polierverfahren, das äußerste Genauigkeit mit Abweichungen kleiner als der millionste Teil eines Millimeters (bezogen auf den RMS Wert der Oberflächenformabweichung) erlaubt. „Diese großen Linsen aus schwierigen Materialien auf eine geringe Rauheit zu polieren, mussten wir leisten. Wir haben es auf unter 5 Ångström geschafft und können dieses Knowhow nun auch unseren Kunden in anderen Bereichen z. B. für Laseroptiken anbieten“, erklärt Dr. Ulrike Fuchs, die damals federführend am Projekt beteiligt war. Sven Kiontke erinnert sich an den Prozess und wie gut die Zusammenarbeit funktionierte: „Kurz vor Weihnachten erreichte uns die Anfrage und unser Entwicklungs- und Fertigungsteam lieferte in kürzester Zeit einen funktionierenden Lösungsansatz. Perfektes Teamwork, trotz Zeitdruck und dem anstrengenden Jahresendgeschäft.“
Unser Ångström-Polishing-Verfahren lieferte mit seinem zuvor nie dagewesenen Genauigkeitsniveau den entscheidenden Baustein, um das Projekt zu realisieren und die verlangte hohe Auflösung der Kamerasysteme zu gewährleisten. Das war zu diesem Zeitpunkt einmalig.
asphericons Optiken für Sentinel-4: sphärische und asphärische Linsen mit Durchmessern von 50 mm bis 80 mm, einer spektralen Auflösung von 0,12 bis 0,5 nm und Ångström-Politur Rauheitswerten von 5 Å
Sentinel-4 soll, so der Plan der Europäischen Raumfahrtorganisation ESA, ab 2023 in gut 36.000 Kilometern Höhe seine Bahnen um unseren Planeten ziehen. Die Daten zur Konzentration von potenziell schädlichen Aerosolen, Spurengasen und der wichtigsten Luftqualitätsparameter liefert er dank präziser Messtechnik made in Jena, made by asphericon.