Ein lasergestütztes Messsystem zur Entfernungsbestimmung von Mond und Satelliten nach dem Puls-Echo-Verfahren

Abstract

Der Fachbereich MND der Fachhochschule Gießen-Friedberg plant in Zusammenarbeit mit der Astronomie Stiftung Trebur eine Messstation zur lasergestützten Bestimmung des Erde-Mond-Abstandes und der Entfernung von Satelliten aufzubauen. Die vorliegende Diplomarbeit soll einen ersten Schritt in Richtung Projektrealisierung leisten. Nach einer kurzen historischen Einführung in das Gebiet des Laser Ranging folgt eine ausführliche Beschreibung des Messprinzips. Die Abschwächung der Laserenergie durch die Erdatmosphäre wird diskutiert und es wird auf das Atmosphärenmodell von Marini und Murray eingegangen. Nach diesen theoretischen Betrachtungen erfolgt eine Abschätzung der Anforderungen, die die lasergestützte Entfernungsmessung an die Systemkomponenten (wie z. B. Laser, Sende- und Empfangsteleskop, Detektorsysteme) stellt. Es werden verschiedene kommerziell erhältliche Laser (Nd:YAG) und Photomultiplier vorgestellt und deren Eignung zum Laser Ranging diskutiert. Der praktische Teil dieser Arbeit beschäftigt sich mit dem Aufbau einer Anlage zur lasergestützten Entfernungsbestimmung im kleinen Maßstab (Entfernungen von etwa 100 m) mit denen an der FH Friedberg vorhandenen Komponenten. Es werden die erzielten Messergebnisse vorgestellt und eine ausführliche Fehlerbetrachtung durchgeführt. Abschließend wird noch eine Abschätzung über die für die Verwirklichung des Projektes zu erwartenden Kosten durchgeführt.