Germanium – den Weltraumrätseln auf der Spur

von | 17. Okt 2023 - 08:46 | Technologien

Ein aus hochreinem Germanium bestehender Gammastrahlendetektor soll der NASA helfen, die Zusammensetzung des Asteroiden Psyche zu entschlüsseln.

Die NASA hat am Freitag erfolgreich ihre Raumsonde Psyche auf den Weg zum gleichnamigen Asteroiden geschickt. An der Mission beteiligt war auch Mirion, ein auf Strahlenschutz spezialisiertes Unternehmen. Das Unternehmen hat einen Gammastrahlendetektor aus hochreinem Germanium zur Verfügung gestellt, der die metallische Zusammensetzung von Psyche erkennen und messen soll.

David Lawrence, Wissenschaftler an der Johns Hopkins University und Leiter der GRNS-Untersuchung (gamma-ray and neutron spectrometer) von Psyche, erläutert die Funktionsweise so: Gammastrahlen werden freigesetzt, wenn galaktische kosmische Strahlen oder sehr schnelle Protonen auf einen Himmelskörper treffen und Atome in Neutronen und Gammastrahlen zerlegen. Gammastrahlen verschiedener Elemente haben dabei unterschiedliche Energien, die Lawrence mit einem Fingerabdruck vergleicht. Der Detektor erfasst die unterschiedlichen Strahlen und ermöglicht den Forschern, zwischen bestimmten Elementen zu unterscheiden. Die Menge der einzelnen Gammastrahlen, die dabei entdeckt werden, gibt Aufschluss über die Menge eines bestimmten Elements in dem Asteroiden.

Reise zu einer metallischen Welt

Der vollständige Name des Asteroiden lautet (16) Psyche. Die Zahl 16 bedeutet in diesem Zusammenhang, dass Psyche der sechzehnte entdeckte Kleinplanet ist. Der Himmelskörper, der im Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter liegt, besteht nach NASA-Berechnungen bis zu 60 Prozent aus Nickel und Eisen. Die genaue Zusammensetzung zu entschlüsseln ist Teil des fast 960 Millionen Dollar teuren Programms, von dem auch wichtige Erkenntnisse über die Entstehung von Planeten erwartet werden. Einer Theorie zufolge könnte Psyche nämlich ein Planetesimal sein, also ein Baustein oder ein Vorläufer eines Planeten. Die Mission ist die erste der NASA zu einem Asteroiden, der hauptsächlich aus Metallen besteht, und könnte daher wichtige Erkenntnisse für künftigen Weltraumbergbau liefern.

Germanium: Nicht zum ersten Mal auf Weltraummission

Gammastrahlen- und Röntgendetektoren aus Germanium werden seit Anfang der 1960er Jahren (PDF) eingesetzt. Diese Detektoren sind jedoch nicht der einzige Bereich in der Raumfahrt, in dem dieser Rohstoff Verwendung findet. So entwickeln Forscher des Georgia Institute of Technology (GT) in den USA im Rahmen einer NASA-Mission zum Jupitermond Europa eine geeignete elektronische Infrastruktur, um das Kilometer dicke Eis zu durchdringen und den darunter liegenden Ozean zu erkunden. Eine Legierung aus Germanium und Silizium ist zentraler Teil dieser Infrastruktur, da sie hohen Strahlungsbelastungen standhält und auch bei niedrigen Temperaturen funktionsfähig bleibt.

Photo: iStock/Nazarii Neshcherenskyi

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