AMARETTO: GFZ

AMARETTO - opticAlly puMped mAgnetometers foR EarTh observaTiOn

Die jüngsten Fortschritte in der Erdbeobachtung, die durch neue Technologien vorangetrieben wurden, haben unser Wissen über den Planeten erweitert. Quantensensoren, die durch die Entwicklungen in der Quanteninformatik und -kommunikation verbessert wurden, könnten nun das Forschungsfeld revolutionieren, indem sie hochpräzise und empfindliche Messungen bei geringem SWaP ermöglichen. Eine solche Technologie bietet das optisch gepumpte Magnetometer (OPM), das Magnetfelder mit außergewöhnlicher Präzision messen kann. OPMs nutzen den physikalischen Effekt des optischen Pumpens, um durch Magnetfelder verursachte Veränderungen in der Lichtübertragung zu erkennen, und bieten hochempfindliche, kompakte und leichte Lösungen für weltraumgestützte Plattformen, die die Messung globaler hochpräzieser Magnetfelddaten ermöglichen und einen umfassenden Überblick über die magnetische Umgebung der Erde bieten.

Überprüfung des aktuellen Stands der Technik: Es wird eine gründliche Bewertung der OPM-Technologie und ihrer Eignung für die weltraumgestützte Erdbeobachtung durchgeführt. Die Leistungsmerkmale von OPMs werden überprüft. Ziel ist es, die vielversprechendsten OPM-Eigenschaften zu identifizieren und ihre Eignung für weltraumgestützte Erdbeobachtungsanwendungen zu verstehen.

Anforderungsdefinition: Aufbauend auf dem aktuellen Stand der Technik werden im Rahmen des Projekts spezifische Anforderungen für OPM-basierte Sensoren im Kontext der Erdbeobachtung definiert. Diese Anforderungen umfassen Empfindlichkeit, Genauigkeit, Stromverbrauch und Robustheit.

Formulierung eines Sensorkonzepts: Es wird ein übergeordnetes Konzept für einen OPM-basierten Vektorsensor entwickelt. Da die genaue Ausrichtung des Magnetfelds für die Erdbeobachtung von entscheidender Bedeutung ist, wird sich dieses Konzept auf einen Vektorsensor konzentrieren (dies ist noch zu bestätigen). Die Skizze wird die Architektur, die Komponenten und die Funktionsprinzipien des OPM-basierten Sensorsystems enthalten. Ziel ist es, ein effizientes und effektives Sensordesign zu entwickeln, das wertvolle Daten für die Erdbeobachtung liefern kann.

Entwicklungsplanung: In der letzten Phase wird das AMARETTO-Projekt einen detaillierten Plan für den Bau und den Einsatz des OPM-basierten Sensors entwickeln, einschließlich möglicher Demonstrationsaktivitäten in der Umlaufbahn. Außerdem werden spezifische Maßnahmen zur Risikominderung definiert.

Das Magnetfeld der Erde wird hauptsächlich durch zwei Methoden gemessen: kontinuierliche Messungen von bodengestützten Observatorien und weltraumgestützte Beobachtungen durch Satelliten. Spezielle Magnetfeldmissionen wie der Ørsted-Satellit (1999-2005), der CHAMP-Satellit (2000-2010) und die laufende ESA-Mission Swarm (seit 2013) liefern hochwertige, vollvektorielle Erdmagnetfelddaten.

Laufzeit

2024 – 2025

Zuwendungsgeber

The European Space Agency (ESA) Earth Observation (EO)

Projektverantworliche