TU Braunschweig an NASA-Mission ins Jupiter-System beteiligt In Braunschweiger Labor werden Messinstrumente für die „Europa Clipper“-Mission kalibriert

Es ist mal wieder soweit: In einer internationalen Ausschreibung wurde das Kalibrierlabor MAGNETSRODE von der NASA für die Kalibrierung ihrer Magnetometer auf der „Europa Clipper“-Mission ausgewählt. Das weltweit einzigartige Labor bekam dem Zuschlag in Konkurrenz zu acht weiteren Einrichtungen. Betrieben wird das Labor vom Institut für Geophysik und extraterrestrische Physik.

Dr. Haje Korth und Dr. Ingo Richter vor dem Braunbekspulensystem in Magnetsrode unter Pseudo-Reinraumbedingungen. Im Zentrum erkennt man einen diagonalgestellten Europa Clipper Magnetometersensor im Setup für Frequenzmessungen bei Raumtemperatur. Bildnachweis: Ingo Richter/TU Braunschweig

„Europa Clipper“ ist der Name der aktuelle Flaggschiff-Mission der NASA zum Jupitermond Europa. Der Start der Mission ist für Herbst 2024 geplant. Die Missionsdauer wird etwa elf Jahre betragen. Auf dem Weg zum Mond Europa wird die Raumsonde zunächst in Vorbeiflügen an Mars und Erde Schwung holen. Nach rund sechs Jahren Flug durch den interplanetaren Raum wird das Raumfahrzeug in einen Orbit um den JUPITER eingeschossen. Durch weitere Vorbeiflüge an den Jupitermonden Ganymed und Callisto wird die Sonde derart abgebremst, dass sich ein Orbit ergibt, der optimal zur Erkundung von Europa geeignet ist. Neben vielen anderen Instrumenten, die erkunden sollen, ob Leben auf dem Jupitermond möglich ist, ist „Europa Clipper“ mit drei Magnetometern ausgestattet. Die Magnetometer sollen dabei helfen, die elektromagnetischen Prozesse im Innern des Mondes erforschen sollen.

Vor dem seriösen Einsatz der Magnetometer müssen sie umfangreich getestet und kalibriert werden. Hier kommt das IGEP der TU Braunschweig mit seinem Kalibrierlabor MAGNETSRODE ins Spiel. Errichtet wurde es in den 1960er-Jahren auf einem abgelegenen Teil der ehemaligen Bundesforschungsanstalt für Landwirtschaft in elektromagnetisch ruhiger Umgebung. Seitdem sind Magnetometer für 30 Raumfahrtmissionen vieler internationalen Raumfahrtagenturen erfolgreich kalibriert worden.

„Präzise Magnetfelder der geforderten Genauigkeit (±100000 Nanotesla in allen drei Raumrichtungen bei ±0.8 Nanotesla absoluter Genauigkeit) können sicherlich auch andere Einrichtungen bereitstellen, doch unsere Anlage kann die Magnetometer auch im computergesteuerten Temperaturbereich von -196°C bis +200°C umfänglich testen, was weltweit einzigartig ist“, sagt Dr. Ingo Richter, Leiter des Magnetlabors.

Selbstverständlich könnten auch Frequenzgänge im Bereich von Millihertz bis in den Kilohertzbereich gemessen werden. „Kurzum, wir liefern die Empfindlichkeiten, die Schiefstellungswinkel, die Offsets und die Frequenzgänge der zu testenden Magnetometer in einen weiten Temperaturbereich zur vollständigen Charakterisierung der Instrumenteneigenschaften.“

Dr. Richter leitet das Labor seit 22 Jahren und hält es auf dem neuesten Stand. So kann gewährleistet werden, dass auch für zukünftige Missionen ein präziser Kalibrierdienst angeboten werden kann und auch die technische Beteiligung des IGEP an Raumfahrtmissionen möglich ist.

Aktuell sind elf NASA-Wissenschaftler*innen und Techniker*innen vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena, Kalifornien, und vom Applied Physics Laboratory (APL) in Laurel, Maryland, für vier Wochen zu Gast in Deutschland und besuchen das Magnetlabor, um ihre drei Sensoren ausgiebig testen zu lassen. Übrigens: Einer der Forschenden aus den USA ist Dr. Haje Korth – einst Doktorand am IGEP unter von Professor Karl-Heinz Glaßmeier und heute stellvertretender „Europa Clipper“-Projektwissenschaftler.

Im Rahmen der „Europa Clipper“-Mission wird in den nächsten Jahren ein zweites Raumfahrzeug das Jupiter-System erkunden. Bereits im Frühjahr 2023 bricht eine Sonde der europäischen Raumfahrtagentur ESA in der JUICE-Mission (JUpiter ICy Moons) Richtung Jupiter auf, um schwerpunktmäßig den Mond Ganymed zu erforschen. Natürlich wurde auch das JUICE- Magnetometer hier in Braunschweig kalibriert.

Ein zu kalibrierender Sensor der NASA. Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech