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QUANTUS IV - MAIUS

Leitung:Prof. Dr.-Ing. Holger Blume
Bearbeitung:Dipl.-Ing. Christian Spindeldreier
Laufzeit:August 2014 - Dezember 2021
Förderung durch:"Nationales Raumfahrtprogramm" des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi)

Bild QUANTUS IV - MAIUS

Projektbeschreibung

Ziel des im Rahmen des nationalen Raumfahrtprogramms des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) geförderten Verbundprojektes QUANTUS IV – MAIUS (Quantengase unter Schwerelosigkeit – Materiewelleninterferometrie unter Schwerelosigkeit) ist der quantenmechanische Test der Univerversialität des freien Falls (UFF).  Das Projekt verfolgt dabei den Ansatz der differentiellen Messung der relativen Beschleunigung zweier atomarer Ensembles, so genannter Bose-Einstein-Kondensate (BEC), mit Hilfe von Materiewelleninterferometrie. Da die Genauigkeit solcher Interferometer quadratisch mit der Dauer des freien Falls wächst, werden die Experimente unter Mikrogravitationsbedingungen, also annähernder Schwerelosigkeit, durchgeführt. Während der Vorgängerprojekte QUANTUS I – III wurden Tests im Fallturm des Bremer Zentrums für angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation (ZARM) mit bis zu 9 Sekunden andauernder Schwerelosigkeit durchgeführt. Diese werden im Rahmen des QUANTUS IV – MAIUS Projekts auf Höhenforschungsraketen übertragen und erweitert. Geplant sind dabei die beiden Raketenmissionen MAIUS-II und MAIUS-III, bei denen während der Flugphasen für etwa 6 Minuten Experimente unter Mikrogravitationsbedingungen durchgeführt werden.

Da die Übertragung der Fallturmexperimente auf Weltraumplattformen eine starke Miniaturisierung und Automatisierung der Experimente erfordert, wird am Institut für Mikroelektronische Systeme an der Optimierung der Experimentsteuerung und -auswertung gearbeitet. Dabei liegt der Fokus auf einer hohen Integration von Steuerungs- und Regelungsaufgaben sowie der Beschleunigung rechenintensiver Algorithmen mit Hilfe von FPGAs.

Verbundpartner

 

Bild: S.Seidel, Institut für Quantenoptik, Leibniz Universität Hannover

Publikationen

Spindeldreier, C.; Wendrich, T.; Rasel, E. M.; Ertmer, W.; Blume, H. (2016): FPGA-based Frequency Estimation of a DFB laser using Rb Spectroscopy for Space Missions, International Conference on Application-specific Systems, Architectures and Processors (ASAP 2016), IEEE

Spindeldreier, C. and Bartosch, W. and Wendrich, T. and Rasel, E. M. and Ertmer, W. and Blume, H. (2018): FPGA based Laser Frequency Stabilization using FM-Spectroscopy, SPIE LASE 2018, Laser Resonators, Microresonators, and Beam Control XX, San Francisco, CA, United States

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