Fraunhofer IOF: Sternstunden für Optik und Photonik aus Jena

Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF liefert optische und photonische Technologien für wegweisende Weltraum-Missionen

Der Weltraum ist seit jeher ein großer Sehnsuchtsort für Forschende. Kein Wunder, denn dort verbergen sich die Antworten auf einige der ganz großen Fragen: Wo kommen wir her? Aber auch: Gibt es da draußen Leben? Und finden wir vielleicht irgendwo eine zweite Erde?

Gerade in Zeiten globaler Erwärmung und Überbevölkerung stellt sich diese Frage dringender denn je. Optische und photonische Forschung liefern dabei Schlüsseltechnologien, um diesen Herausforderungen zu begegnen. Vielfältige Space-Projekte am Fraunhofer IOF zeigen, wie sich mit geballtem Photonik-Know-how und unternehmerischer Partnerschaft Antworten für Gegenwart und Zukunft finden lassen.

Geballtes Photonik-Know-how für eine bessere Zukunft: Forschende des Fraunhofer IOF lassen ihr Wissen in vielfältige Projekte einfließen – hier das Spiegelteleskop für die ISS, entstanden in Kooperation mit SPACEOPTIX. | Foto: Fraunhofer IOF

Lange haben Forschende sowie Astrofreunde rund um den Globus darauf gewartet. Am 11. Juli war es endlich so weit: Das James-Webb-Weltraumteleskop (JWST) – das größte und leistungsstärkste Weltraumobservatorium, das die Menschheit bisher je ins All geschickt hat – sendete die ersten Bilder nach Hause. Es war ein Blick so tief ins Universum wie noch nie zuvor.

Der im Foto festgehaltene Galaxienhaufen zeigte das Licht von Sternen, das zum Teil bis zu 13 Milliarden Jahren durch den Weltraum gereist war – und damit aus der Zeit des Urknalls stammt. Ein gigantischer Durchbruch in der Weltraumforschung. Einen Beitrag zu diesem Mammutprojekt leistete auch das Fraunhofer IOF: Das Institut hat hochpräzise Spiegel für ein Messinstrument gefertigt sowie ein Werkzeug zur Kalibrierung eines Spektrografen an Bord vom JWST entwickelt.

Vom Blick in die Vergangenheit zu Antworten für die Zukunft

„Es ist eine große Ehre für uns, bei solch einem wissenschaftlichen Großprojekt beteiligt zu sein“, kommentierte Prof. Dr. Andreas Tünnermann, Leiter des Fraunhofer IOF, den Start des Weltraumobservatoriums. „Unser Beitrag fußt dabei auf Kompetenzen, die seit der Gründung des Instituts im Jahr 1992 hier in Jena aufgebaut werden konnten.“ Die Beteiligung am James-Webb-Weltraumteleskop ist damit sicherlich das prominenteste, aber doch nur eines von vielen Space-Projekten, das mit Unterstützung Geballtes Photonik-Know-how für eine bessere Zukunft: Forschende des Fraunhofer IOF lassen ihr Wissen in vielfältige Projekte einfließen – hier das Spiegelteleskop für die ISS, entstanden in Kooperation mit SPACEOPTIX.

Für die ESA-Mission JUICE zur Erforschung des Jupitermondes Ganymed wurde am Fraunhofer IOF ein Spiegelteleskop entwickelt. | Foto: Fraunhofer IOF

Erst wenige Monate vor den ersten James-Webb-Bildern, im Frühjahr 2022, war der erste deutsche Hyperspektralsatellit EnMAP auf seine Reise ins All gestartet. Ziel der deutschen Umweltmission ist es, vom All aus wertvolle Daten über die Ökosysteme unserer Erde zu sammeln. An Bord des Satelliten arbeiten elf Spiegel aus Jena mit.

Weitere Projekte des Instituts sowie seiner Ausgründungen nehmen sich der existenziellen Aufgabe an, Antworten auf den Klimawandel zu finden: Die SPACEOPTIX GmbH etwa – ein Jenaer Start-up, das 2020 aus den Reihen des Fraunhofer IOF hervorgegangen war – entwickelte gemeinsam mit Fraunhofer-Forschenden ein Spiegelteleskop für den Einsatz auf der Internationalen Raumstation ISS. Das Teleskop misst von dort aus die Oberflächentemperatur der Erde, um so Rückschlüsse auf den Wasserhaushalt verschiedener Regionen zu ermöglichen. Daraus wiederum lassen sich konkrete Handlungsempfehlungen für landwirtschaftliche Betriebe ableiten, wenn es zum Beispiel um die Bewässerung von Feldern und damit die Anpassung der Agrarwirtschaft an ein verändertes Klima geht.

„Wir haben es in Thüringen geschafft, Wissen aus zwei Jahrzehnten Forschung erfolgreich in die Industrie zu überführen“, kommentiert Dr. Matthias Beier, Mitgründer und Geschäftsführer der SPACEOPTIX, die Innovationslandschaft im Herzen Deutschlands. „Damit sind wir ein gutes Beispiel, wie Kooperation und Transfer funktionieren können.“

Hervorragendes Netzwerk aus Partnern und Ideengebern am Standort Jena

Doch wenngleich der Klimawandel eines der gesellschaftlich wie politisch drängendsten Probleme unserer Zeit ist, so ist das Spektrum laufender und geplanter Weltraum-Missionen, an denen das Fraunhofer-Institut beteiligt ist, um einiges breiter. Denn der Blick der Forschenden richtet sich auch hin zu weit entfernten Planeten: Für das Jahr 2023 ist etwa der Start der ESAMission JUICE geplant. Hier soll es um die Erforschung des Jupitermondes Ganymed gehen. Forschende des Fraunhofer IOF waren für diese Mission an der Realisierung eines Hochleistungsteleskops mit Namen GALA beteiligt.

„Das facettenreiche Portfolio der am Fraunhofer IOF begleiteten Space-Projekte zeigt deutlich, dass optische und photonische Forschung wegweisende Zukunftsfelder sind“, fasst Institutsleiter Andreas Tünnermann zusammen. „Wir sind dabei besonders stolz darauf, hier am Standort Jena eng in ein hervorragendes Netzwerk aus Partnern und Ideengebern eingebunden zu sein. Gemeinsam mit unseren eigenen Ausgründungen, aber auch etablierten Unternehmen wie etwa Jena-Optronik, entwickeln wir neue Ansätze, die wir in konkrete Projekte überführen können und die mit großer Regelmäßigkeit von den Weltraumbahnhöfen dieser Erde aus ins All starten.“ (em)