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Autor: Thomas Weyrauch / 16. Dezember 2008, 12:56 Uhr

Übergang zwischen Ionosphäre und All niedrig wie nie

Beobachtungen mit CINDI, einem von sechs Instrumenten des am 16. April 2008 auf einer Pegasus-XL-Rakete gestarteten Satelliten C/NOFS des US-amerikanischen Militärs, legen nahe, dass der Übergang von der Ionosphäre der Erde zum Weltraum zur Zeit in besonders geringer Höhe liegt, berichtete die NASA am 15. Dezember 2008.

NASA, USAF
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USAF

Bild vergrößernC/NOFS im All - Illustration
(Bild: USAF)
NASA

Bild vergrößernAusdehnung der Ionosphäre nachts
(Grafik: NASA)
NASA

Bild vergrößernAusdehnung der Ionosphäre tagsüber
(Grafik: NASA)
C/NOFS (Communication/Navigation Outage Forecast System) wurde gebaut, um Störungen in der Ionosphäre der Erde zu untersuchen, welche Navigation und Kommunikation auf der Erde be- oder verhindern könnten. Der beim Start 395 Kilogramm wiegende Satellit soll es insbesondere dem US-amerikanischen Militär ermöglichen, die Vorwarnzeit hinsichtlich Unterbrechungen von UHF- und GPS-Signalen auszudehnen. US-amerikanisches Militärpersonal überall auf der Erde soll auf entsprechende Ausfälle vorbereitet sein.

Vier bis sechs Stunden früher als bisher will man im Ergebnis abschätzen können, wann Störungen und Unterbrechungen von Funksignalen zu erwarten sind. Dichte und Ausdehnung der Ionosphäre beeinflussen den Weg von Radiowellen. Um seine Aufgabe erfüllen zu können, wurde der Satellit in einen Orbit mit einem Apogäum von 855 und einem Perigäum von 412 Kilometern über der Erdoberfläche und einer Bahnneigung von 13 Grad gegen den Äquator gebracht. Katalogisiert wurde C/NOFS nach dem Start als Objekt 2008-017A und mit der NORAD Nummer 32765.

Das Instrument CINDI (für Coupled Ion Dynamics Investigation), unter der Leitung von Rod Heelis von der Universität Texas in Dallas gebaut, besitzt Sensoren, die sowohl Ströme ungeladener Teilchen als auch solche von Ionen detektieren können. Die Ionen entstehen in der Hochatmosphäre der Erde, wenn dort Teilchen von harter ultravioletter und Röntgenstrahlung oder von Protonen der Sonnen getroffen werden. Oberhalb der Ionosphäre liegt die Plasmasphäre bzw. der freie Weltraum, wo so gut wie alle dort vorhandenen Teilchen ionisiert sind. Die Übergangshöhe zwischen beiden Bereichen wird oft mit rund 1.000 Kilometern über der Erdoberfläche angegeben.

Man entdeckte nun, dass die Ionosphäre nicht dort war, wo man sie erwartet hätte. In den ersten Beobachtungsmonaten fand man mit CINDI den Übergang zwischen Ionosphäre und Weltraum bei etwa 420 Kilometern über der Erdoberfläche auf der Nachtseite, tagsüber wurde der Übergang bei maximal 800 Kilometern über der Erdoberfläche gefunden.

Erwartet hatte man Höhen von 640 Kilometern über der Erdoberfläche auf der Nachtseite und 960 Kilometern über der Erdoberfläche tagsüber. Dass der Übergang Richtung Erde verschoben sein würde, hatte man erwartet, weil die Sonnenaktivität derzeit sehr gering ist, und so weniger Strahlung von der Sonne für die Ionisierung von Teilchen in der Hochatmosphäre und somit zur Ausbildung der Ionosphäre zur Verfügung steht.

Dass man den Übergang zwischen Ionosphäre und Weltraum so niedrig über der Erde finden würde, war jedoch eine Überraschung. Seit Beginn der Überwachung der Sonnenaktivität gab es noch kein solches Aktivitätsminimum, das man nun auch für die geringere Ausdehnung der Ionosphäre verantwortlich macht.

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