Quelle: Ludwig-Maximilians-Universität München 11. Juli 2024.

11. Juli 2024 – Nach jahrelanger Forschung ist es nun endlich soweit: Das interdisziplinäre Konsortium QUBE schießt seinen ersten Satelliten in den Orbit. „Das ist wirklich ein Meilenstein“, sagt Harald Weinfurter, Professor für Experimentelle Quantenphysik an der LMU. „Bisher gibt es praktisch keine Satelliten in der Erdumlaufbahn, die weltweite Quantenschlüsselverteilung ermöglichen“. Nur China habe bereits solche Technologie ins All geschickt, allerdings sind die chinesischen Satelliten sehr groß und teuer.

Quantenschlüssel aus dem All
Das BMBF-geförderte Verbundprojekt QUBE (Quantenverschlüsselung mit Cube-Sat) hatte es sich unter Konsortialführung der LMU zum Ziel gesetzt, Hardware für eine weltweite, abhörsichere Kommunikation mittels Nano-Satelliten zu entwickeln und zu testen. Durch den Einsatz von Quantenzuständen für die Erzeugung von geheimen Schlüsseln kann abhörsichere Kommunikation durch Einsatz der Quantenverschlüsselung ermöglicht werden. Im Gegensatz zu Glasfasernetzwerken, bei denen auf Grund von Leitungsverlusten die Übertragung auf wenige 100 km beschränkt ist, kann durch den Einsatz von Satelliten der Austausch geheimer Schlüssel in Zukunft zwischen mehreren Bodenstationen und Satelliten weltweit durchgeführt werden.

Weltraum-Hightech auf kleinstem Raum
Um dies möglichst effizient zu realisieren, arbeiteten bei QUBE führende Forschungsgruppen aus den Gebieten der Optik und Quantenkommunikation intensiv mit innovativen Unternehmen und Einrichtungen aus den Bereichen der Kommunikations-, Satelliten- und Raumfahrttechnik zusammen. Es gelang dem Konsortium, die Technologie sowie die erforderlichen kompakten Komponenten zur Erzeugung von Quantenschlüsseln so weiterzuentwickeln, dass sie vollständig auf einen Kleinstsatelliten – einen sogenannten CubeSat – passen. Mit einer Gesamtmasse von 3,53 Kilogramm ist das gesamte Modul nicht größer als eine Schuhschachtel.

Interdisziplinäres Teamwork bei Forschung
Das unabhängige Forschungsinstitut Zentrum für Telematik (ZfT) in Würzburg war als Projektpartner für die Entwicklung des dafür nötigen Satelliten zuständig. „Eine besonders hohe technische Herausforderung war die Miniaturisierung der nötigen Satellitenfunktionen, insbesondere der hochgenauen Ausrichtung auf die Bodenstation, damit eine stabile optische Verbindung aufgebaut werden kann. Hier wird eine bisher bei Nano-Satelliten noch nicht erreichte Genauigkeit erzielt“, hebt Professor Klaus Schilling, Vorstand des ZfT hervor. Damit Informationen zwischen Cube-Sat und Bodenstation ausgetauscht werden können, entwickelte das Institut für Kommunikation und Navigation des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt Oberpfaffenhofen leistungsfähige optische Kommunikationssysteme im Miniaturformat.

Die Forschenden von LMU, Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts in Erlangen (MPL) und Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) liefern die Module, welche die Quantenzustände im Satellit erzeugen und am Boden analysieren sollen. „Unsere miniaturisierten Quantenkommunikationskomponenten wurden so entwickelt, dass sie auch bei den extremen Vibrations-, Temperatur- und Strahlungsbelastungen beim Start und beim Einsatz im All voll funktionstüchtig bleiben“, erklärt Christoph Marquardt, Professor an der FAU.

Abhörsichere Kommunikation weltweit
Nach der Entwicklung von QUBE arbeitet das Team im nächsten Schritt an QUBE II – einem etwa doppelt so großen Satelliten, der dank besserer Optik und Hardware sichere Schlüssel mit Bodenstationen effizient erzeugen und austauschen kann. Die Satellitenfirma OHB stand bisher beratend zur Seite und leitet nun das Folgeprojekt QUBE II. „Quantenschlüsselverteilung ist eine der ersten, wichtigen Anwendungen der Quantentechnologien. Es gibt bereits kommerzielle Geräte für lokale Glasfasernetzwerke“, erklärt Norbert Lemke (OHB). „Die im Rahmen der Vorhaben QUBE und QUBE-II entwickelten Hardwarekomponenten werden kostengünstige, weltweite Quantenschlüsselerzeugung per Kleinstsatellit ermöglichen“. Mit dem Satellitenstart Anfang Juli ist ein wichtiger Schritt in Richtung einer abhörsicheren, globalen Kommunikation getan.

Raketenstart am 18. Juli 2024 geplant
Nachdem QUBE ein umfangreiches Testprogramm erfolgreich absolviert hat, ist der Satellit mittlerweile bereits am Startplatz in Vandenberg (Kalifornien) angekommen. Dort wird er auf einer Falcon-9-Rakete von SpaceX integriert und dann voraussichtlich am 18. Juli 2024 in eine sonnensynchrone Erdumlaufbahn befördert. Im Satellitenkontrollzentrum des ZfT in Würzburg wird der Raketenstart live für die Forschenden und Gäste übertragen. Direkt anschließend wird dann von dort der Satellit in Betrieb genommen. Während der nächsten Monate werden die einzelnen Komponenten aktiviert und noch einmal getestet, bis dann die ersten Quantensignale mit der Bodenstation am DLR Oberpfaffenhofen während der kurzen Überflüge in der Nacht empfangen und analysiert werden sollen.

Die Launch-Party findet zum geplanten Raketenstart, voraussichtlich am 18. Juli 2024, in der Testhalle des ZfT in Würzburg statt, wo schon intensive Tests des QUBE Lageregelungssystems durchgeführt wurden. Es werden dort auch Modelle des Satelliten und der Quantentechnologie-Nutzlast ausgestellt.

Aktuelle Neuigkeiten werden jeweils auf der Webseite telematik-zentrum.de abrufbar sein. Anbei finden Sie zwei Fotos für Ihre redaktionelle Verwendung. Für weiteres Fotomaterial wenden Sie sich bitte an den unten genannten Ansprechpartner.

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• Transporter-11 auf Falcon-9

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Quelle: BMBF 20. Dezember 2023.

20. Dezember 2023 – Das Bundeskabinett hat heute den Beitritt Deutschlands zum Square Kilometre Array Observatory (SKAO) beschlossen. Das Superteleskop befindet sich derzeit an den Standorten Südafrika und Australien im Aufbau.

Dazu erklärt Bundesforschungsministerin Bettina Stark-Watzinger:
„Ich freue mich sehr, dass Deutschland auf meine Initiative hin dem Square Kilometre Array Observatory beitritt. Denn mit dem Superteleskop SKAO brechen wir in eine neue Ära der Astronomie auf. Wir ermöglichen damit neue Forschung und Entdeckungen in unserem Universum, auch für die starke deutsche Astronomie. Grundlagenforschung wird hier zum Technologietreiber. Deutschland und die deutsche Forschungslandschaft werden sich mit Hightech-Radioantennen am Projekt beteiligen. Dadurch profitieren auch deutsche Unternehmen. Bei meinem Besuch in Südafrika im Frühjahr dieses Jahres habe ich mir selbst ein Bild vom Aufbau dieses Teleskops der Superlative gemacht und davon, wie wichtig SKAO für die weltweit vernetzte Grundlagenforschung in der Astronomie ist. Darüber hinaus ist dieser Beitritt auch ein besonders schöner Abschluss für das Wissenschaftsjahr 2023 – Unser Universum.“

Hintergrund
Das Superradioteleskop SKAO soll die Signale vieler Einzelantennen unterschiedlichen Typs kombinieren, die an zwei Standorten großflächig verteilt werden: in Südafrika (SKA-MID) und in Australien (SKA-LOW). Forschende können mit Instrumenten der neuesten Generation die aktuellsten Fragen der Astronomie untersuchen: die Natur der dunklen Materie und Energie; die Prozesse bei der Entstehung und Entwicklung von Galaxien, Sternen und Planeten, die Beschaffenheit interstellarer Materie bis hin zur Suche nach extraterrestrischem Leben.

SKAO ist eine internationale Organisation mit Sitz im Vereinigten Königreich. Deutschland wird das zehnte Mitgliedsland, sobald Bundestag und Bundesrat dem Kabinettsbeschluss zustimmen. Mit seinen Möglichkeiten wird SKAO ein wichtiger Baustein der Mission 5 „Raumfahrt stärken; Weltraum und Meere erforschen, schützen und nachhaltig nutzen“ der Zukunftsstrategie Forschung und Innovation der Bundesregierung. An SKAO sind neben den Standorten Südafrika und Australien sowie der Zentrale im Vereinigten Königreich bisher auch China, Italien, Niederlande, Portugal, Schweiz und Spanien als Mitgliedsländer beteiligt. Beobachterstaaten sind Frankreich, Indien, Japan, Kanada und Südkorea.

Im Rahmen ihrer Reise nach Südafrika und Namibia hat Bundesforschungsministerin Bettina Stark-Watzinger das sich im Aufbau befindliche Superteleskop am 28. März 2023 besucht.

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• Square Kilometre Array (SKA)

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Quelle: DLR 1. Juni 2023.

1. Juni 2023 – Im Rahmen des Wissenschaftsjahrs 2023, das unter dem Motto „Unser Universum“ steht, hat das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) gemeinsam mit dem FEZ-Berlin am 1. Juni 2023 eine ganz besondere Sternwarte eingeweiht. Dabei befinden sich die Teleskope auf dem Dach des FEZ, wo sie von Schülerinnen und Schülern zur Beobachtung der Sonne genutzt werden können.

Darüber hinaus haben aber auch Schulen aus ganz Deutschland Zugriff auf die Anlage: Denn die Teleskope lassen sich über das Internet auch als „Online Observatory“ bedienen. So können die Schülerinnen und Schüler im Telemodus aus dem Klassenzimmer die Vorgänge auf unserer Sonne beobachten – von eindrucksvollen Sonnenflecken bis zu spektakulären Materieströmen, den sogenannten Protuberanzen. Dazu wurden im Raumfahrtzentrum orbitall des FEZ zwei Teleskope samt Sternwartenkuppel installiert. Die Einrichtung wird gemeinsam vom DLR School Lab Berlin – einem von 16 Schülerlaboren des DLR – zusammen mit dem orbitall des Freizeit- und Erholungszentrums (FEZ) betrieben: In der Präsenzvariante als orbitall Sternwarte im FEZ und in der Onlinevariante als DLR_School_Lab Online-Observatory.

Gemeinsam mit Prof. Dr.-Ing. Anke Kaysser-Pyzalla, Vorstandsvorsitzende des DLR, eröffneten der deutsche ESA-Astronaut Matthias Maurer und jugendliche Gäste die neue Einrichtung. „Mit dem Online Observatory bieten wir Schülerinnen und Schülern gemeinsam mit unserem Partner, dem Orbitall im FEZ Berlin, eine weitere Möglichkeit, die faszinierende Welt der Forschung kennenzulernen“, betont Prof. Anke Kaysser-Pyzalla, Vorstandsvorsitzende des DLR. „Der digitale Zugang erlaubt auch all jenen Schulen, die nicht in Berlin und Umgebung sind, diese neue Einrichtung zu nutzen.“

Im „Raumschiff Erde“ durchs Weltall
Im „Raumschiff Erde“ durchs Weltall – unter dieser Überschrift trägt die DLR-Nachwuchsförderung zum Wissenschaftsjahr 2023 drei Schulprojekte bei, zu denen auch das Online Observatory gehört. Die Maßnahmen werden vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen des Wissenschaftsjahres gefördert. In den beiden anderen Projekten erhalten jeweils rund 20 Schulen sogenannte Stratosphärenballons zur Atmosphärenforschung und Erdbeobachtung sowie spezielle Kamerastationen zur Beobachtung von Sternschnuppen und Feuerkugeln.

„Das Klassenzimmer als Online-Sternwarte“ ist ein Angebot, das sich deutschlandweit an Schülerinnen und Schüler ab der 7. Klasse richtet, die damit die Sonne beobachten können. Über eine spezielle Projekt-Webseite erhalten die Jugendlichen Zugang zu zwei hochwertigen Sonnen-Teleskopen, fertigen eigene Bilder der Sonnenoberfläche an, werten sie aus und binden ihre Berichte in der Projekt-Webseite ein. Ziel ist es, den jungen Menschen wissenschaftliches Arbeiten einschließlich empirischer Datenerhebung, Interpretation und Veröffentlichung näher zu bringen, um sie so nachhaltig für Naturwissenschaften zu begeistern.

Wissenschaftsjahr 2023 – Unser Universum
Die unfassbare Weite des Universums und die Frage nach dem Ursprung der Erde und des Menschen haben über die Jahrtausende hinweg unsere Kultur, unser Selbstbild und die Wissenschaft beschäftigt. Trotz des Erkenntnisfortschritts der letzten Jahrzehnte bleibt unser Kosmos aber in weiten Teilen eine faszinierende Unbekannte. Was sind Schwarze Löcher? Sind wir allein im Universum? Was macht unsere Erde zu einem bewohnbaren Planeten und wie können wir ihn schützen? Diesen und anderen Fragen widmet sich das Wissenschaftsjahr 2023 – Unser Universum. Von Ausstellungen über Schulaktionen bis hin zu Mitmachangeboten: Der Blick von der Erde ins All und aus dem All auf die Erde erfolgt dabei aus vielfältigen Perspektiven und lädt Jung und Alt zu einem spannenden Austausch mit Wissenschaft und Forschung ein.

Die Wissenschaftsjahre sind eine Initiative des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) gemeinsam mit Wissenschaft im Dialog (WiD).

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• DLR

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Quelle: DESY 31. Mai 2023.

31. Mai 2023 – Hamburgs Wissenschaftssenatorin Katharina Fegebank, DESY-Direktor Helmut Dosch und weitere Ehrengäste haben heute den Grundstein für DESYs neues Besuchszentrum DESYUM gelegt. Das sechsstöckige Gebäude soll neben einem großen Atrium, einer Cafeteria und Büros auch eine multimediale Ausstellung beherbergen, die DESY, seine Forschung und Innovationen lebendig und allgemeinverständlich vermittelt. Als öffentliche Begegnungsstätte und Treffpunkt für alle soll das DESYUM das neue Wahrzeichen für den Campus werden. Die Eröffnung ist für 2025 geplant.

„Forschung ist ein wichtiger Teil der Gesellschaft, ein integraler Teil unserer Kultur“, sagt Helmut Dosch, Vorsitzender des DESY-Direktoriums. „DESY sucht daher traditionell den engen Austausch mit der Öffentlichkeit und so laden wir regelmäßig zu Veranstaltungen und Führungen auf unseren international geprägten DESY-Campus ein. Mit dem DESYUM und einer faszinierenden, interaktiven Wissenschaftsausstellung für alle, die sich über zwei Etagen erstreckt, schaffen wir eine neue Dialogplattform und einen neuen Anlaufpunkt für alle, die sich für Wissenschaft interessieren: Das DESYUM wird DESYs Schaufenster zu Welt.“

Hamburgs Wissenschaftssenatorin Katharina Fegebank sagt: „Das DESYUM wird die zentrale Anlaufstelle für Besucherinnen und Besucher sowie Gastforschende aus aller Welt. Es bereichert die rund um DESY entstehende Science City Hamburg Bahrenfeld nicht nur mit einem multimedialen Ausstellungshaus, sondern es wird auch der Treffpunkt für den offenen Dialog zwischen Wissenschaft und Zivilgesellschaft. Das DESYUM ist damit nicht nur eine herausragende Visitenkarte für DESY, sondern für die gesamte Science City Hamburg Bahrenfeld.“

Mit seiner zentralen Lage auf dem Campus, der prägenden Gestaltung und der dauerhaften Wissenschaftsausstellung soll das DESYUM Anziehungspunkt für die Öffentlichkeit und zu einer festen Größe unter den Hamburger Attraktionen werden.

Im DESYUM findet sich künftig auch der Welcome Service, das Servicezentrum für die vielen Tausend Gastwissenschaftler:innen, die DESY jährlich begrüßt. Außerdem arbeiten von dort die Abteilungen Presse und Kommunikation (PR) und Innovation und Technologietransfer (ITT).

Auf seinen sechs Etagen (einschließlich Untergeschoss) wird das DESYUM 3250 Quadratmeter Nutzfläche bieten. Der Entwurf stammt vom Architekturbüro HPP Architekten aus Hamburg. Die streifenförmige Fassade aus eloxiertem Aluminium ist inspiriert von hochpräzisen Spurdetektoren, mit denen schnelle Teilchen vermessen werden können. Schwünge und Kreise im Grundriss, auf der Dachterrasse und auch in der Fassade entstanden in Anlehnung an DESYs Teilchenbeschleuniger.

Gebaut wird das Gebäude nach dem BNB-Nachhaltigkeitsstandard Silber. Für die Fassade wird beispielsweise verschraubtes recyceltes und recycelbares Aluminium verwendet. Durch eine spezielle Bauweise werden 30 Prozent Beton am Tragwerk eingespart. Das energieeffiziente Gebäude wird an das DESY-Nahwärmenetz angeschlossen und direkt mit Abwärme aus DESYs Teilchenbeschleunigern geheizt. Durch ein biodiverses Gründach mit Regen-Speicherfähigkeit wird zumindest ein Teil der durchs Gebäude belegten Fläche hochwertig kompensiert.

Inklusive der ersten Ausstellungsausstattung kostet das DESYUM rund 28,7 Millionen Euro. Finanziert wird es zu 90 Prozent durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) und zu 10 Prozent von der Stadt Hamburg.

Das DESYUM in Kürze:

• 3250 Quadratmeter Nutzfläche auf 6 Etagen (inklusive Untergeschoss)
• Baukosten inklusive Erstausstellung: 28,7 Mio. Euro (Stand April 2023)
• Das Gebäude wird zu 90 Prozent durch das Bundesforschungsministerium BMBF finanziert, zu 10 Prozent vom Land Hamburg
• Bauliche Fertigstellung: Ende 2024. Danach folgt eine Inbetriebnahme-Phase von zwei bis drei Monaten.
• Im zweiten Quartal 2025 soll das DESYUM an die Nutzer übergegeben werden.
• Die Ausstellungseröffnung ist für April/Mai 2025 geplant

DESY zählt zu den weltweit führenden Teilchenbeschleuniger-Zentren und erforscht die Struktur und Funktion von Materie – vom Wechselspiel kleinster Elementarteilchen, dem Verhalten neuartiger Nanowerkstoffe und lebenswichtiger Biomoleküle bis hin zu den großen Rätseln des Universums. Die Teilchenbeschleuniger und die Nachweisinstrumente, die DESY an seinen Standorten in Hamburg und Zeuthen entwickelt und baut, sind einzigartige Werkzeuge für die Forschung: Sie erzeugen das stärkste Röntgenlicht der Welt, bringen Teilchen auf Rekordenergien und öffnen neue Fenster ins Universum. DESY ist Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft, der größten Wissenschaftsorganisation Deutschlands, und wird zu 90 Prozent vom Bundesministerium für Bildung und Forschung und zu 10 Prozent von den Ländern Hamburg und Brandenburg finanziert.

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• Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren

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Quelle: TU Berlin 8. September 2022.

8. September 2022 – Das Fachgebiet Raumfahrttechnik der Technischen Universität (TU) Berlin beteiligt sich maßgeblich an dem geplanten Großforschungszentrum European Research Institute for Space Resources (ERIS), bei dem neue Technologien für den Weltraum entwickelt und für ein nachhaltiges Leben auf der Erde genutzt werden sollen. Der Projektantrag befindet sich nun in der letzten Runde des Wettbewerbs „Wissen schafft Perspektiven für die Region!“. Dieser wurde vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), dem Freistaat Sachsen und dem Land Sachsen-Anhalt ausgeschrieben. Errichtet werden je ein Großforschungszentrum in der sächsischen Lausitz und im mitteldeutschen Revier. Die Fördersumme beträgt pro Zentrum jeweils 1,1 Milliarden Euro. Eine Entscheidung soll Ende September fallen.

Von den knapp 100 eingereichten Konzeptskizzen des zweistufigen Vergabeverfahrens empfahl das BMBF die sechs überzeugendsten für die nächste Förderphase. Diese Projekte hatten die Möglichkeit, bis Ende April 2022 ein begutachtungsfähiges Konzept zu erstellen. Initiiert durch die TU Bergakademie Freiberg wurde der Antrag für das Großforschungszentrum ERIS mit dem Fokus auf Weltraumressourcen eingereicht. Das ERIS Konsortium besteht derzeit aus 66 Partner*innen aus Forschung und Wirtschaft und sieht 1.200 neue Arbeitsplätze in der Region vor. Ziel des Projekts ist die innovative Lösung aktueller Herausforderungen auf der Erde durch Fortschritte in der Raumfahrt. So stehen neue ressourcenschonende Produktionsverfahren, die nachhaltige Versorgung der Menschen und die Erschließung neuer Rohstoffquellen auf dem Programm.

Raumfahrttechnik gehört bereits heute zum Alltag
„Hochtechnologien aus der Raumfahrt werden bereits jetzt ständig auf der Erde genutzt und prägen unseren Alltag“, sagt Prof. Dr.-Ing. Enrico Stoll, Leiter des Fachgebiets Raumfahrttechnik an der TU Berlin und einer der vier Sprecher*innen von ERIS. Dazu gehörten etwa GPS-Ortungssysteme, Smartphone-Kameras mit CMOS-Sensor und Infrarot-Thermometer, aber auch Wasserfilter und Insulinpumpen. Technologien und Prozesse, die für den Bau einer Forschungsstation auf dem Mond oder dem Mars entwickelt werden, hätten ebenfalls ein enormes Transfer- und Innovationspotential. „Diese Techniken, wie etwa der 3D-Druck, decken noch einmal ganz andere Anwendungsgebiete ab und könnten unsere Art zu leben maßgeblich verbessern“, erklärt Stoll.

Erfahrung bei Satelliten, Robotik und 3D-Druck
Das Fachgebiet Raumfahrttechnik bringt seine Expertise im Förderantrag vor allem bei den Produktionstechnologien ein und unterstützt unter anderem in den Bereichen der Ressourcenexploration und Robotik. Mit jahrelanger Erfahrung im Bau von Satelliten besitzt das Fachgebiet zudem bereits eine fundierte Grundlage für die Entwicklung von Raumfahrtsystemen für fremde Himmelskörper. Die Arbeitsgruppe „Exploration und Antriebe“ forscht an Technologien für die Nutzung der auf dem Mond vorhandenen Ressourcen, der sogenannten In-Situ Resource Utilization (ISRU). In erster Linie handelt es sich hierbei um den auf der Mondoberfläche allgegenwärtigen Mondregolith (umgangssprachlich Mondstaub). Aus diesem können kostbare Elemente, wie Metalle oder Sauerstoff extrahiert werden, die für den Bau einer Forschungsstation unerlässlich sind. Weitere Forschungsprojekte am Fachgebiet verfolgen die Erzeugung von Strukturen und Zwischenprodukten aus dem Mondregolith selbst. Mit dem Verfahren des 3D-Drucks kann er durch Laser- oder gebündeltes Sonnenlicht aufgeschmolzen werden und in Zukunft als Baustoff für die Herstellung von Gebäuden und Straßen auf dem Mond dienen.

Raumfahrt ist kein Umweg
„Das geplante Großforschungszentrum ERIS vereint Kompetenzträger aus den Bereichen der Weltraumforschung sowie der Ressourcen-, Energie-, Produktions- und Umwelttechnik und erschließt damit ganzheitliche Entwicklungspotenziale“, sagt Simon Stapperfend, der verantwortliche Projektmanager aufseiten der TU Berlin. Die Raumfahrt sei deshalb kein Umweg, sondern Inspiration für neue Technologien auf der Erde. „Denn Technik, die menschliches Leben auf Mond und Mars ermöglicht, kann auch auf der Erde dazu dienen, Ressourcenverbräuche auf das Notwendigste zu beschränken, Stoffkreisläufe lokal zu schließen und Energie zu sparen.“ Extreme Umweltbedingungen auf Mond und Mars und die Beschränkung auf vor Ort zu gewinnende Rohstoffe hätten zur Folge, dass sämtliche Hilfsstoffe regeneriert und dem Kreislauf zurückgeführt werden müssen, was viele Parallelen zu den gesellschaftlichen Herausforderungen der Nachhaltigkeitswende aufweise. Wegen der lebensfeindlichen Bedingungen auf dem Mond müssten zudem viele der komplexen Aufgaben zuverlässig von Robotern erledigt werden, was diesem Forschungsgebiet auch für Anwendungen auf der Erde neue Impulse gebe.

Weiterführende Informationen:
Forschungszentrum ERIS
Mit Lasern Mondstaub aufschmelzen (Forschungsprojekt MOONRISE, Presseinformation TU Berlin)
Wettbewerb „Wissen schafft Perspektiven für die Region!“

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• ERIS – Großforschungs-Institut

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Quelle: TU Dortmund.

2. August 2021 – Wissenschaftler*innen aus aller Welt arbeiten am Forschungszentrum CERN in der Schweiz, wo der mächtigste Teilchenbeschleuniger der Welt läuft – der Large Hadron Collider (LHC). An zwei großen Projekten am LHC sowie an der begleitenden Entwicklung theoretischer Modelle sind rund 50 Physiker*innen der TU Dortmund beteiligt. Ihre Arbeit fördert das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen der Projektförderung ErUM-Pro seit Juli mit weiteren 4,3 Millionen Euro für drei Jahre.

Am CERN suchen internationale Wissenschaftler*innen nach bisher unbekannten Teilchen. Zudem erforschen sie Eigenschaften und Wechselwirkungen bereits bekannter Elementarteilchen, um bisher offene Fragen der Physik lösen zu können. In einer ringförmigen, rund 27 Kilometer langen Röhre unter der Erde werden Pakete von Protonen nahezu auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigt und zur Kollision gebracht. Dabei entstehen Milliarden von Elementarteilchen. Gigantische Detektoren zeichnen deren Spuren, ihre Energie und ihren Zerfall auf.

Physiker*innen der TU Dortmund sind an zwei Detektoren beteiligt: Die Teams unter der Leitung der Professoren Johannes Albrecht und Bernhard Spaan forschen am Large-Hadron-Collider-beauty–Experiment (LHCb). Im Mittelpunkt stehen hierbei Präzisionsmessungen und die Suche nach seltenen Zerfällen. Die Gruppe um Prof. Kevin Kröninger arbeitet am ATLAS-Experiment mit. Hier geht es um die Suche nach bisher unbekannten Kräften und Elementarteilchen. Theoretische Untersuchungen zu den am Teilchenbeschleuniger stattfindenden Prozessen führt die Arbeitsgruppe um Prof. Gudrun Hiller durch. Theoretische Modelle und Analysen sind notwendig, um die Daten zu interpretieren.

Für die Arbeit der experimentellen Teilchenphysiker*innen und der TU Dortmund ist es notwendig, regelmäßig am CERN vor Ort zu sein. Diese Aufenthalte werden unter anderem durch das BMBF gefördert. Die BMBF-Förderung ist aber vor allem für die Wartung und den Betrieb sowie für den Ausbau und die Weiterentwicklung der Detektoren essenziell. Der LHC wurde in den vergangenen Jahren umgebaut und verbessert, sodass die beschleunigten Protonen nun heftiger als je zuvor aufeinanderprallen. Um die Funktionalitäten des erneuerten Teilchenbeschleunigers bestmöglich nutzen zu können, müssen auch die Detektoren aufgerüstet werden. „Wir installieren bei LHCb aktuell einen neuen Detektor und haben im Rahmen der BMBF-Förderung maßgeblich am Bau des Spurdetektors mitgewirkt“, sagt Prof. Johannes Albrecht. Im Frühjahr 2022 soll das LHCb-Upgrade den Betrieb aufnehmen. Die Aufrüstung des ALTAS-Experiment soll im nächsten Schritt erfolgen. Auch hierbei werden die Wissenschaftler*innen durch die BMBF-Förderung unterstützt.

Über die Projektförderung ErUM-Pro

Mit der Projektförderung im Rahmen des Aktionsplans ErUM-Pro bindet das BMBF gezielt Hochschulen in die Weiterentwicklung der Forschungsinfrastrukturen ein – damit diese weltweit führend bleiben. Der Aktionsplan ist Teil des Rahmenprogramms ErUM – Erforschung von Universum und Materie, mit dem das BMBF den thematisch-strategischen Rahmen für die naturwissenschaftliche Grundlagenforschung an Forschungsinfrastrukturen setzt.

Über die TU Dortmund

Die Technische Universität Dortmund hat seit ihrer Gründung vor 52 Jahren ein besonderes Profil gewonnen, mit 17 Fakultäten in Natur- und Ingenieurwissenschaften, Gesellschafts- und Kulturwissenschaften. Die Universität zählt rund 33.440 Studierende und 6.500 Mitarbeiter*innen, darunter etwa 300 Professor*innen. Das Lehrangebot umfasst rund 80 Studiengänge. In der Forschung ist die TU Dortmund in vier Profilbereichen besonders stark aufgestellt: (1) Material, Produktionstechnologie und Logistik, (2) Chemische Biologie, Wirkstoffe und Verfahrenstechnik, (3) Datenanalyse, Modellbildung und Simulation sowie (4) Bildung, Schule und Inklusion. Aufgrund ihrer vorbildlichen Transferstrategie wird die TU Dortmund im „Gründungsradar 2020“ in der Spitzengruppe der großen Hochschulen gelistet. Bis zu ihrem 50. Geburtstag belegte die TU Dortmund beim QS-Ranking „Top 50 under 50“ Rang drei der bundesdeutschen Neugründungen.

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• Large Hadron Collider

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