Wer sich schon einmal mit einem Prisma oder einer Lupe in die Sonne gewagt hat, kennt die faszinierende Kraft des Lichtspektrums. Doch während sichtbare Farben uns im Alltag begleiten, verbirgt sich im ultravioletten (UV) Bereich eine Welt voller Geheimnisse, die nur darauf wartet, erforscht zu werden. Die NASA und das Jet Propulsion Laboratory (JPL) haben sich dieser Herausforderung gestellt und entwickeln derzeit bahnbrechende Technologien zur Beobachtung des Universums in UV-Wellenlängen.

Die Herausforderung des Ultravioletten Lichts

Ultraviolettes Licht ist ein echter Energiebündel – so energiereich, dass es die Materialien, aus denen unsere Beobachtungsinstrumente bestehen, ordentlich herausfordert. Herkömmliche Beschichtungen nehmen diese Energie nur unzureichend auf, was die Effizienz der Instrumente mindert. Doch keine Sorge, die Wissenschaft hat eine Lösung parat: dünne Beschichtungen auf atomarer Ebene.

Atomare Präzision: ALD und ALE

Im JPL setzen Forscher auf innovative Verfahren wie Atomic Layer Deposition (ALD) und Atomic Layer Etching (ALE). Anders als herkömmliche Verdampfungsmethoden ermöglichen diese Techniken das Auftragen oder Entfernen von Materialien Schicht für Schicht auf atomarer Ebene. Das Ergebnis? Eine unvergleichliche Präzision und Anpassungsfähigkeit, die selbst die komplexesten Formen tadellos bedecken kann.

Die Magie der Fluoride

Im UV-Bereich sind die Materialmöglichkeiten begrenzt. Statt der typischen Metalloxide kommen hier Metallfluoride zum Einsatz, die aufgrund ihrer hohen optischen Bandenergie weniger Licht absorbieren. Die Forscher bei JPL haben in Kombination mit Wasserstofffluorid-Prozessen eine Vielzahl von Fluorid-basierten ALD- und ALE-Verfahren entwickelt, die für den Einsatz in High-Tech-Instrumenten optimiert sind.

Vom Labor ins All: Erfolgreiche Anwendungen

Diese Technologien finden bereits Anwendung in der Entwicklung von Teleskopoptiken für Missionen wie SPRITE und Aspera. Hier nutzt man Aluminium, das für seine hohe UV-Reflexion bekannt ist, jedoch durch eine Oxidschicht beeinträchtigt wird. Eine dünne Schicht aus Metallfluorid schützt die Aluminiumoberfläche und sorgt für eine hohe Reflexion. Spannend ist, dass SPRITE und Aspera dank Lithiumfluorid weiter in den UV-Bereich vordringen können als beispielsweise das Hubble-Weltraumteleskop.

Der Blick in die Zukunft

Die Anwendungsmöglichkeiten dieser Technologien sind enorm. Für zukünftige Missionen wie das Habitable Worlds Observatory und den UVEX-Missionen sind ähnliche Beschichtungen in Planung. Diese High-Tech-Beschichtungen könnten sogar direkt auf Sensoren aufgebracht werden, um eine hohe UV-Effizienz zu gewährleisten und gleichzeitig störendes sichtbares Licht herauszufiltern.

Wie so oft zeigt sich, dass die bahnbrechendsten Entdeckungen nicht nur im Weltall, sondern auch in den Laboren der Erde ihren Anfang nehmen. Mit diesen Beschichtungstechnologien steht die Tür zu einer neuen Ära der UV-Astronomie weit offen – und wir sind bereit, hindurchzugehen.

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