Spektrometergitter für ESA-Klimamission

Im Sommer 2025 plant die Europäische Weltraumorganisation ESA den Start des Satelliten MTG-S1 aus der dritten Generation der Meteosat-Reihe. Der geostationäre Satellit wird die Genauigkeit der Wettervorhersagen für Europa erheblich verbessern. An Bord ist eine Schlüsselkomponente des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF aus Jena: ein hochpräzises Beugungsgitter.

MTG-S1 wird mehrere wissenschaftliche Instrumente mitführen, darunter das Copernicus Sentinel-4 Spektrometer. Dieses Instrument erfasst stündlich detaillierte Daten über die dreidimensionale Verteilung von Spurengasen wie Ozon, Stickstoffdioxid und Schwefeldioxid sowie Aerosole in der Atmosphäre Europas. Ein wesentlicher Bestandteil dieses Spektrometers, das hochpräzise Reflexionsgitter, wurde vom Fraunhofer IOF entwickelt und gefertigt. Die Herstellung solcher Präzisionsgitter erfolgt in mehreren hochpräzisen Schritten. Zunächst werden verschiedene dielektrische Schichten auf einem Substrat aufgebracht, wobei die oberste Schicht aus Siliziumdioxid besteht. Danach wird mit Elektronenstrahl-Lithografie und reaktivem Ionenätzen die gewünschte Nanostruktur erzeugt. Anschließend erfolgt eine lithografische Beschichtung mit schwarzem Chrom für die Apertur, bevor das Bauteil in seine sechseckige Form geschnitten und auf wenige Mikrometer genau montiert wird.

Foto: Fraunhofer IOF