TANEGASHIMA / LONDON (IT BOLTWISE) – JAXA schickt im Oktober 2026 die Mission MMX zum Marsmond Phobos. An Bord ist ein miniaturisierter Laser aus Jena, der mit 532 Nanometern grünes Licht erzeugt und mehr als 100 Milliwatt liefert. Er beleuchtet den Mondboden und speist ein Raman-Spektrometer, damit Forschende die Gesteinszusammensetzung aus Millionen Kilometern Entfernung rekonstruieren können. Zusätzlich soll die Sonde mindestens zehn Gramm Material einsammeln und 2031 per Kapsel über Australien zur Erde zurückbringen.
Die Mission „Martian Moons eXploration“ (MMX) nimmt eine seltene Schnittstelle zwischen Grundlagenforschung und Hardware-Robustheit ins Visier: JAXA will 2026 mit einer H3-Rakete von Tanegashima starten, auf Phobos landen und eine Probe zur Erde zurückschicken. Auffällig ist dabei nicht nur der ambitionierte Zeitplan bis zur geplanten Kapselabgabe 2031, sondern die Kombination aus Vor-Ort-Geologie und Probenrückführung, die bislang in der Marsregion noch kaum in dieser Form umgesetzt wurde. Für die NASA-, ESA-, CNES-, DLR- und INTA-Partner steht damit auch fest: Die Messkette muss vom Startvorgang bis zur Spektralanalyse auf dem Mond stabil bleiben, ohne vor Ort nachjustieren zu können.
Im Kern setzt MMX auf den Erkenntnisschlüssel „Zusammensetzung“: Der Marsmond soll nicht allein aus dem Orbit betrachtet werden, sondern auch physisch beprobt werden. Laut Missionskonzept sammelt die Sonde mindestens zehn Gramm Material auf der Oberfläche und bringt es später zur Erde zurück. Entscheidend für die wissenschaftliche Einordnung ist jedoch die begleitende Charakterisierung am Ort: Der Boden wird mit einem kleinen, aber leistungsfähigen Laser beleuchtet, während die von der Probe abgegebene charakteristische Strahlung über ein Raman-Spektrometer vermessen wird. Raman-Spektroskopie ist dabei mehr als eine „Messmethode“; sie liefert Signaturen, die Rückschlüsse auf Mineralogie und chemische Bindungen erlauben und sich damit als geologischer Fingerabdruck eignen.
Genau an dieser Stelle kommt der Beitrag aus Jena ins Spiel. Das Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF in Jena liefert den Laser für das Spektrometer: Er erzeugt grünes Licht mit einer Wellenlänge von 532 Nanometern, erreicht dabei mehr als 100 Milliwatt und bringt nur etwa 50 Gramm auf die Waage. Gegenüber einem typischen Laserpointer handelt es sich damit um eine deutlich erhöhte Leistung, die notwendig ist, um auch unter den Randbedingungen einer Raumsonde genügend Signal für die Spektralanalyse zu bekommen. Gerade bei solchen Systemen entscheidet die mechanische und thermische Auslegung oft stärker als einzelne Parameter in einem Datenblatt: Der Laser muss starke Vibrationen beim Raketenstart überstehen sowie gleichzeitig Strahlung und extreme Temperaturunterschiede abfedern.
Die Designherausforderung liegt also weniger in der Idee, sondern in der Fertigung und Fixierung der Optik im Langzeitbetrieb. Das System wurde für Temperaturen zwischen minus 130 und plus 24 Grad Celsius ausgelegt. Eine zentrale Schlüsseltechnologie beschreibt die Fraunhofer-Seite als alternative Fixierungsmethode: „Statt die empfindlichen optischen Komponenten konventionell zu verkleben, haben wir Elemente des Laserresonators und der Sekundäroptik mit einer laserbasierten Löttechnik fixiert“, sagt Marta Gilaberte Basset, Fraunhofer-Forscherin. Der Hintergrund: Nach dem Start ist eine Nachjustage praktisch ausgeschlossen, deshalb müssen die Komponenten ihre Position über Jahre sehr genau behalten. Gleichzeitig soll die Löttechnik auch mögliche Probleme im Instrument vermeiden, die durch ausgasende Klebstoffe im Vakuum entstehen könnten.
Damit zeigt sich auch der technologische Pfad hinter der MMX-Hardware: Der Laserteil aus Jena ist nicht „auf dem Reißbrett“ entstanden, sondern wurde zunächst für die europäische ExoMars-Mission entwickelt. Als ESA 2022 nach dem russischen Angriff auf die Ukraine die Zusammenarbeit mit Roskosmos aussetzte, fiel der damals vorgesehene Start aus. Das Know-how blieb jedoch nicht liegen, sondern fand über einen neuen Anwendungsweg seinen Weg ins All: Über das spanische Raumfahrtinstitut INTA, das bereits an der Entwicklung der Messtechnik für den ExoMars-Rover beteiligt war, wurde ein identisches Lasergerät auf MMX nutzbar gemacht. „Für uns ist es natürlich etwas Besonderes, dass eine Technologie, in deren Entwicklung viele Jahre Arbeit geflossen sind, nun tatsächlich zum Mars fliegt. Gleichzeitig zeigt MMX, wie wichtig langfristige internationale Zusammenarbeit für Raumfahrtprojekte ist“, fasst Dr. Erik Beckert, Abteilungsleiter für opto-mechatronische Komponenten und Systeme am Fraunhofer IOF, zusammen.
Für die Branche und potenzielle spätere Missionen ist diese Rückkopplung aus zwei Programmen mit einer klaren Konsequenz verbunden: Hochpräzise Optik- und Spektrometermodule werden zunehmend als Plattformbausteine verstanden, die sich mit geeigneten Schnittstellen zwischen Programmen übertragen lassen. Das reduziert zwar nicht automatisch das Risiko von Start und Betrieb, kann aber die Entwicklungszeit verringern, weil ein Teil der Qualifizierung bereits durchlaufen wurde. Gleichzeitig bleibt der wissenschaftliche Mehrwert hoch, weil MMX nicht nur Daten liefert, sondern Materialproben zurückbringt und damit Messungen im Labor mit Vor-Ort-Signaturen verknüpfen kann. Dass ExoMars laut Planungsperspektive langfristig ebenfalls wieder an die Agenda rückt, unterstreicht zudem, dass Raumfahrttechnik aus Jena offenbar nicht nur für „eine“ Mission stabil ist, sondern perspektivisch in mehreren Programmlinien wieder auftauchen kann.
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