Leichtestes Spektrometer der Welt entwickelt
Manchmal ist Wissenschaft mühsam. Manchmal gibt es Rückschläge. Aber manchmal lernt man auch aus diesen Rückschlägen - so wie am Institut für Planetologie der Universität Münster, wo die Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Elmar Jessberger erfahren musste, dass sie nicht mit einem eigenen Instrument an der für 2018 geplanten Mars-Mission "ExoMars" teilnehmen wird. Der Grund: Die Nutzlast wurde reduziert, so dass das von den Münsteranern entwickelte Gerät mit rund zwei Kilo zu schwer war. Das hat Jessberger und seine Mitarbeiterin Dr. Isabelle Rauschenbach aber erst richtig angespornt. Denn sie haben nun mit finanzieller Unterstützung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) ein elementanalytisches Instrument entwickelt, das mit weniger als einem Kilo das leichteste der Welt ist.
Das so genannte LIBS-Spektrometer dient dem quantitativen Nachweis von Elementen bis in den Bereich von einem Millionstel Meter. "Wir schießen einen Laserpuls auf eine Probe. Ein Teil verdampft und produziert ein leuchtendes Plasma. Anhand der spezifischem Spektrallinien kann man erkennen, welche Elemente vorhanden sind, und aus den Intensitäten deren Häufigkeit bestimmen", erklärt Isabelle Rauschenbach. Solch ein Spektrometer, eingesetzt erst in wenigen wissenschaftlichen Disziplinen, wiegt im Labor zehn bis 20 Kilo. Die Münsteraner konnten es nicht nur miniaturisieren, sondern auch genauere Werte an kleineren geologischen Proben als bisher zu erreichen.
Die Entwicklung für die "Exo-Mars"-Mission wird nun für andere Missionen modifiziert. Besonders kompliziert wird es, wenn nicht in einer Planeten-Atmosphäre, sondern im Vakuum des Weltalls gemessen werden soll. Denn dort spürt das Plasma keinen Gegendruck und verflüchtigt sich in sehr kurzer Zeit in den Raum hinein. Das heißt, die Lichtanalytik muss besonders schnell sein.
Noch eine neue methodischs Eigenschaft von LIBS hat die Arbeitsgruppe entwickelt: Erstmals hat sie damit Wasser nachgewiesen. Wobei es sich nicht um Wasser im allltäglichen Sinn, sondern um Feuchtigkeit in Gesteinsporen handelt. Diese Feuchtigkeit kann auch unterhalb von null Grad Celsius noch flüssig sein - so genanntes "unterkühltes Wasser". "Je nach den Phasenübergängen im Gefrierprozess trägt der Laser mehr oder weniger Material ab", so Rauschenbach, "womit wir einen Hinweis auf Wasser haben." Wasser ist einerseits eine Grund-bedingung für die Entstehung außerirdischen Lebens und andererseits essenziell für eine bemannte Mondstation als Grundlage für das langfristige Überleben der Astronauten.
Und so hat Elmar Jessberger bereits weitere mögliche Ziele außer dem Mars für das Instrument im Kopf: eine Mond-Mission der europäischen Raumfahrtbehörde, eine japanische Mission zu einem Asteroiden und eine russische Mission zum Jupiter-Mond Europa. Das Weltall ist groß und es gibt viele interessante Ziele mit vielen offenen Fragen ...
Weitere News aus dem Ressort Wissenschaft
Diese Produkte könnten Sie interessieren
ZEEnit von Analytik Jena
Zeeman-Technik mit maximaler Empfindlichkeit und Applikationsvielfalt
Quergeheizte Graphitrohrofen für optimale Atomisierungsbedingungen und hohen Probendurchsatz
PlasmaQuant MS Elite von Analytik Jena
Massenspektrometer für hochempfindliche Forschungsanwendungen und niedrigste Nachweisgrenzen
Die Erfolgsformel in der LC-ICP-MS – PlasmaQuant MS-Serie und PQ LC
ZSX Primus IVi von Rigaku
Hochpräzise WDXRF-Analyse für industrielle Anwendungen
Maximale Empfindlichkeit und Durchsatz für leichte Elemente und komplexe Proben
ALPHA II von Bruker
Chemische Analyse leicht gemacht: Kompaktes FT-IR-System
Steigern Sie die Effizienz Ihrer Routineanalysen mit benutzerfreundlicher Technologie
NANOPHOX CS von Sympatec
Partikelgrößenanalyse im Nanobereich: Hohe Konzentrationen problemlos analysieren
Zuverlässige Ergebnisse ohne aufwändige Probenvorbereitung
PlasmaQuant 9100 von Analytik Jena
Neues ICP-OES PlasmaQuant 9100 für komplexe Probenmatrices
Mehr sehen. Mehr wissen. ICP-OES vereinfacht Analyse matrixlastiger Proben
S4 T-STAR von Bruker
TXRF-Spektrometer: Sub-ppb Nachweisgrenzen & 24/7 Analytik
Minimale Betriebskosten, weil Gase, Medien oder Laborausrüstung entfallen
ERASPEC von eralytics
Einfachste Kraftstoffanalyse in Sekunden mit ERASPEC
Bestimmung von bis zu 40 Kraftstoffparametern auf Knopfdruck
Mikrospektrometer von Hamamatsu Photonics
Ultrakompaktes Mikrospektrometer für vielseitige Anwendungen
Präzise Raman-, UV/VIS- und NIR-Messungen in tragbaren Geräten
Micro-Z ULS von Rigaku
Schwefelgehalt in Kraftstoffen genau messen: WDXRF-Analysator
Zuverlässige Routineuntersuchungen mit 0,3 ppm Nachweisgrenze und kompaktem Design
contrAA 800 von Analytik Jena
contrAA 800 Serie – Atomic Absorption. Redefined
Kombiniert das Beste der klassischen Atomabsorption mit den Vorteilen von ICP-OES-Spektrometern
novAA® 800 von Analytik Jena
Der Analysator für Sie - novAA 800-Serie
Das zuverlässige Multitalent für die effiziente und kostengünstige Routineanalyse
SPECORD PLUS von Analytik Jena
Die neue Generation der Zweistrahlphotometer von Analytik Jena
Der moderne Klassiker garantiert höchste Qualität
INVENIO von Bruker
FT-IR Spektrometer der Zukunft: INVENIO
Völlig frei aufrüstbares und konfigurierbares FT-IR Spektrometer
NEX CG II von Applied Rigaku Technologies
Elementaranalyse auf ppb-Niveau für exakte Ergebnisse
S2 PICOFOX von Bruker
Schnelle und präzise Spurenelementanalyse unterwegs
TXRF-Technologie für minimale Proben und maximale Effizienz
2060 Raman Analyzer von Metrohm
Selbstkalibrierendes Inline-Raman Spektrometer
Feststoffe, Flüssigkeiten und Gase analysieren - für reproduzierbare, genaue Ergebnisse im Prozess
Agera von HunterLab Europe
Sparen Sie wertvolle Zeit: Farb- und Glanzmessung in Rekordzeit
Erfassen Sie den Farbeindruck der Probe genau so, wie ihn das menschliche Auge wahrnimmt
Quantaurus-QY von Hamamatsu Photonics
Hochgeschwindigkeits-UV/NIR-Photolumineszenz-Spektrometer
Präzise Quantenausbeute-Messungen in Millisekunden ohne Referenzstandards
SPECTRO ARCOS von SPECTRO Analytical Instruments
Optisches Emissions-Spektrometer mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP-OES) für höchste Ansprüche
Das SPECTRO ARCOS ICP-OES bietet Elementanalytik auf einem neuen Niveau
