ROSC: Rubidium-referenzierte optische Uhr für den Weltraum; Teilvorhabenbezeichnung: SATCOMB: Optischer Frequenzkamm für Weltraumanwendungen

Abstract

Hochstabile optische Frequenzreferenzen bieten ein großes Potential für bestehende und neuartige Anwendungen auf der Erde, wie im Weltraum. Sie verbessern dabei die allgemeine Genauigkeit, mit der die Frequenz und damit abgeleitete Größen wie die Zeit, aber auch Entfernung und Wellenlänge vermessen werden können. Bei einem Global Navigation Satellite System (GNSS), wie Galileo oder NAVSTAR GPS, kann eine optische Uhr die Präzision, die Langzeitstabilität, und die Ausfallsicherheit erhöhen. Darüber hinaus können optische Referenzen für eine Reihe von wissenschaftlichen Missionen wie z.B. der Test der Allgemeinen Relativitätstheorie, die Detektion von Gravitationswellen, hochgenaue Spektroskopie und weitere Anwendungen in der Quantenphysik eingesetzt werden.

Im ROSC wurden dazu Schlüsseltechnologien für optische Frequenzstandards auf Basis von Rubidium-2-Photonenabsorption für ihren künftigen Einsatz auf Satelliten entwickelt, da die Antragsteller hier das größte Potential einer deutlichen Reduktion des Size-Weight-and-Power (SWaP) Budgets bei vergleichbar hoher Stabilität und Genauigkeit festgestellt haben.

Menlo Systems hat sich bei diesem Verbundprojekt auf den Frequenzkamm konzentriert, welcher eine zentrale Komponente jeder optischen Uhr ist. Diese Arbeiten bauen auf eine Reihe von vorhergehenden Aktivitäten (FOKAL, IRASSI, FOKUS, FOKUS-II, OPUS-I) auf, die bereits zu einer verbesserten Technologiereife geführt haben. In diesem Vorhaben sollte die Technologiereife weiter erhöht werden, so dass eine künftige In-Orbit-Verification (IOV) denkbar wird. Ein künftiger Einsatz eines solchen Systems wird inzwischen für die Kleinsatelliten-Mission QUEENS/CRONOS erwogen.