Quelle: GFZ 9. September 2024.

9. September 2024 – Der Preis wird von den GFZ Friends, der Vereinigung der Freunde und Förderer des GFZ, jährlich verliehen und ist mit einem Preisgeld von 1.500 Euro verbunden.

Die ausgezeichnete Doktorarbeit
Artem Smirnov erhält den Preis für seine Doktorarbeit zum Thema „Understanding the Dynamics of the Near-Earth Space Environment Utilizing Long-term Satellite Observations“. Diese Dissertation befasst sich mit der Dynamik des erdnahen Weltraums, von der oberen Atmosphäre bis zu einigen Zehntausend Kilometern in den Weltraum hinein. Hier bestimmt die Dynamik geladener Teilchen in unterschiedlicher Dichte und Geschwindigkeit die Bedingungen des sogenannten Weltraumwetters, das für Satelliten, GNSS-Navigationssysteme (Globales Navigationssatellitensystem) aber auch Flugzeuge und technische Systeme auf der Erde erhebliches Störungs- und Gefährdungspotenzial birgt.

Der bemerkenswerteste Teil von Artem Smirnovs Doktorarbeit ist die Entwicklung eines – auf einem neuronalen Netz basierenden – Modells der Elektronendichte in der sog. Topside-Ionosphäre (NET), das 2023 in Nature Scientific Reports veröffentlicht wurde. Die Einführung des NET-Modells stellt einen Paradigmenwechsel in der Modellierung der Ionosphäre dar. Dieses Modell, das auf der Grundlage von 19 Jahren GNSS-Radio-Okkultationsdaten konstruiert wurde, übertrifft das bestehende und gut etablierte empirische Modell der Internationalen Referenz-Ionosphäre (IRI) um das Zehnfache, was das Potenzial des maschinellen Lernens bei der Verbesserung unseres Verständnisses der Ionosphäre der Erde und unserer Vorhersagefähigkeiten demonstriert. Dieses Modell kann in Zukunft zur Vorhersage von Zeiten und Orten, an denen GNSS-Daten ungenau sein könnten, und – durch Berechnung von Korrekturen – zur Verbesserung der GNSS-Positionierung verwendet werden.

Aus der Laudatio
Die Doktorarbeit von Artem Smirnov stellt eine bahnbrechende und umfassende Erforschung der erdnahen Weltraumumgebung dar, einschließlich der Anwendung von Techniken des maschinellen Lernens. Seine Arbeit trägt nicht nur wesentlich zu unserem Verständnis der Weltraumdynamik bei, sondern eröffnet auch Wege für praktische Anwendungen. Führende Wissenschaftler:innen der NASA arbeiten derzeit mit Artem Smirnovs Ergebnissen, z. B. zur Verbesserung der GNSS-Positionierung.

Artem Smirnov hat seine Promotion an der Universität Potsdam in 4 Jahren abgeschlossen und mit Summa Cum Laude promoviert. Bis zu seiner Verteidigung veröffentlichte er 8 begutachtete Erstautor-Publikationen und 20 Co-Autor-Publikationen. Drei seiner jüngsten Veröffentlichungen wurden von den renommierten US-Fachzeitschriften AGU und JGR Space Physics Journal als „Top downloaded paper“ ausgezeichnet. Sein h-Index (die Kennzahl für die weltweite Wahrnehmung einer:s Wissenschaftler:in in Fachkreisen) liegt bei 9, was eine bemerkenswerte Leistung für einen Nachwuchswissenschaftler darstellt.

Über Artem Smirnov
Dr. Artem Smirnov hat an der Lomonosov Moscow State University studiert. Seine Bachelor-Arbeit wurde von der Russischen Akademie der Wissenschaften in der Abteilung Physik der Festen Erde 2017 als Beste im Fach Geophysik ausgezeichnet. Anschließend ging er nach München, wo er seinen Master in Geophysik mit Spezialisierung Geomagnetismus an der Technischen Universität und der Ludwig-Maximilians Universität (LMU) machte, mit Gastaufenthalt am Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung in Göttingen. 2019 kam er nach Potsdam, wo er in der GFZ-Sektion „Weltraumphysik und Weltraumwetter“ und an der Universität Potsdam seine Doktorarbeit anfertigte. Nach erfolgreicher Promotion forscht er mittlerweile als Post-Doc-Wissenschaftler an der LMU München – im Rahmen eines Kooperationsprojektes mit dem GFZ.

Über den Friedrich-Robert Helmert-Preis
Doktorand:innen tragen mit ihren wissenschaftlichen Leistungen wesentlich zum Erfolg des GFZ bei. Mit dem Friedrich-Robert-Helmert-Preis werden jedes Jahr junge Wissenschaftler:innen gewürdigt, deren herausragende Dissertationen wesentlich zum besseren Verständnis des Systems Erde beitragen. Die Preisträger:innen erhalten neben dem Preisgeld von 1500 Euro eine Urkunde und eine einjährige Ehrenmitgliedschaft bei den GFZ Friends, der Vereinigung der Freunde und Förderer des GFZ. Das Preisgeld ist nicht zweckgebunden.

Originalpublikation:
A novel neural network model of Earth’s topside ionosphere
https://www.nature.com/articles/s41598-023-28034-z
pdf: https://www.nature.com/articles/s41598-023-28034-z.pdf

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• Ehrungen

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Quelle: Forschungszentrum Jülich 10. August 2023.

10. August 2023 – Erste Messdaten werden Ende des Jahres erwartet. Mit ihrer Hilfe sollen unter anderem neue Erkenntnisse zum Klimawandel gewonnen werden.

ARCADE ist ein Mikrosatellit mit einem Volumen von etwa 27 Litern. Er trägt als wissenschaftliche Hauptnutzlast ein Fernerkundungsgerät aus Jülich, das mit einem neuartigen Spatial Heterodyne Interferometer (SHI) ausgestattet ist. Dabei handelt es sich um eine gemeinsame Entwicklung des Jülicher Instituts für Stratosphäre sowie des Instituts für Systeme der Elektronik, in die zahlreiche Student:innen des Instituts für Atmosphären- und Umweltforschung der Bergischen Universität Wuppertal eingebunden waren. Projektleiter ist Dr. Martin Kaufmann vom Institut für Stratosphäre. Das Instrument ermöglicht es, die mittlere und obere Atmosphäre (Mesosphäre und untere Thermosphäre) zu erforschen. Die gewonnenen Daten spielen eine entscheidende Rolle bei der Bereitstellung wertvoller Temperaturinformationen, die zu genaueren Erkenntnissen über die Dynamik der äquatorialen Breiten führen.

In Kombination mit den Daten der Compact Ionosphere Probe (CIP), einem von der National Central University in Taiwan entwickelten Gerät, werden diese Messungen Aufschluss über die Einwirkung der unteren Atmosphäre auf die Ionosphäre geben und wertvolle Informationen über Strukturen in der äquatorialen Ionosphäre liefern. Diese Erkenntnisse liefern einen wichtigen wissenschaftliche Beitrag, um die Auswirkungen des Klimawandels in dieser Region besser vorherzusagen und die Zuverlässigkeit von Satellitenkommunikationssystemen sowie die Genauigkeit von GNSS-Diensten für die Navigation verbessern zu können.

Das SHI-Projekt erhielt fachliche Unterstützung von der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) und wurde auch vom Europäischen Metrologie-Programm für Innovation und Forschung gefördert. Die Entwicklung von ARCADE erfolgte am Satellite Research Centre an der Nanyang Technological University (NTU) in Singapur als wichtiger Bestandteil des International Satellite Program in Research and Education (INSPIRE). Neben der NTU sind auch Institutionen aus Deutschland, Taiwan, Indien und den USA an dieser faszinierenden Mission beteiligt.

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• CubeSats

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Quelle: GFZ, 18. April 2023.

Forschende um Artem Smirnov und Yuri Shprits vom Deutschen GeoForschungsZentrum GFZ haben im Fachmagazin Nature Scientific Reports ein neues Modell der Ionosphäre vorgestellt, entwickelt auf Basis Neuronaler Netze und Satellitenmessdaten aus 19 Jahren. Es kann insbesondere den oberen, elektronenreichen Teil der Ionosphäre deutlich präziser als bisher rekonstruieren. Damit ist es auch eine wichtige Basis für Fortschritte in der Ionosphärenforschung, mit Anwendungen etwa bei Studien zur Ausbreitung elektromagnetischer Wellen oder für die Analyse bestimmter Weltraumwetter-Ereignisse.

Hintergrund: Bedeutung und Komplexität der Ionosphäre
Die Ionosphäre der Erde ist der Bereich der oberen Atmosphäre, der sich von etwa 60 bis 1000 Kilometer Höhe erstreckt. Hier dominieren, hervorgerufen durch die Strahlungsaktivität der Sonne, geladene Teilchen wie Elektronen und positive Ionen – daher auch der Name. Die Ionosphäre ist für etliche wissenschaftliche aber auch industrielle Anwendungen wichtig, weil die geladenen Teilchen die Ausbreitung von elektromagnetischen Wellen wie Funksignalen beeinflussen. So ist die sogenannte ionosphärische Laufzeitverzögerung von Funksignalen eine der wichtigsten Störquellen für die Satellitennavigation. Diese ist proportional zur Elektronendichte im durchlaufenen Raum. Daher kann eine gute Kenntnis der Elektronendichte bei der Korrektur der Signale helfen. Insbesondere ist der obere Bereich der Ionospähre, oberhalb von 600 Kilometern, von Interesse, da in dieser sogenannten Topside-Ionosphäre 80 Prozent der Elektronen versammelt sind.

Das Problem: Die Elektronendichte variiert stark – abhängig von der Länge und Breite über der Erde, der Tages- und Jahreszeit und der Sonnenaktivität. Das erschwert ihre Rekonstruktion und Vorhersage, die Basis zum Beispiel für die Korrektur von Funksignalen.

Bisherige Modelle
Zur Modellierung der Elektronendichte in der Ionosphäre gibt es verschiedene Ansätze, unter anderem das Internationale Referenz-Ionosphärenmodell IRI, das seit 2014 anerkannt ist. Es ist ein empirisches Modell, bei dem auf Grundlage der statistischen Analyse von Beobachtungen eine Beziehung zwischen Eingangs- und Ausgangsvariablen hergestellt wird. Allerdings hat es im wichtigen Bereich der Topside-Ionosphäre noch Schwächen, weil die Datenabdeckung für diese Region limitiert war.

Seit kurzem stehen jedoch auch für diesen Bereich große Datenmengen zur Verfügung. Daher bieten sich Ansätze des Maschinellen Lernens (ML) an, um hieraus Gesetzmäßigkeiten abzuleiten, insbesondere für komplexe nicht-lineare Zusammenhänge.

Neuer Ansatz mittels Maschinellem Lernen und Neuronalen Netzen
Ein Team des Deutschen GeoForschungsZentrums GFZ um Artem Smirnov, Doktorand und Erstautor der Studie, und Yuri Shprits, Leiter der Sektion „Weltraumphysik und Weltraumwetter“, hat einen neuen ML-basierten empirischen Ansatz verfolgt. Hierfür nutzten sie Daten von Satellitenmissionen aus 19 Jahren, insbesondere CHAMP, GRACE und GRACE-FO, die maßgeblich vom GFZ mitbetrieben wurden und werden, und COSMIC. Die Satelliten haben – unter anderem – die Elektronendichte in verschiedenen Höhenbereichen der Ionosphäre vermessen und decken verschiedene Jahres- und Ortszeiten sowie Sonnenzyklen ab.

Mithilfe von Neuronalen Netzen haben die Forschenden hieraus dann ein Modell für die Elektronendichte der Topside-Ionosphäre entwickelt, das sie NET-Modell nennen. Dabei wandten sie die sogenannte MLP-Methode (Multi-Layer Perceptrons) an, bei der die Eingangsdaten in verschiedenen Schritten optimiert gewichtet werden.

Anschließend haben die Forschenden das Modell dann mit unabhängigen Messungen von drei anderen Satellitenmissionen getestet.

Bewertung des neuen Modells
„Unser Model stimmt in bemerkenswerter Weise mit den Messungen überein: Es kann die Elektronendichte in allen Höhenbereichen der Topside-Ionosphäre, in allen Bereichen um die Erde, zu allen Jahres- und Tageszeiten und verschiedenen Leveln der Sonnenaktivität sehr gut rekonstruieren und es übertrifft das Internationale Referenz-Ionosphärenmodell IRI signifikant an Genauigkeit. Darüber hinaus deckt es den Raum kontinuierlich ab“, resümiert Artem Smirnov.

Yuri Shprits ergänzt: „Diese Studie stellt einen Paradigmenwechsel in der Ionosphärenforschung dar, denn sie zeigt, dass ionosphärische Dichten mit sehr hoher Genauigkeit rekonstruiert werden können. Das NET-Modell bildet die Auswirkungen zahlreicher physikalischer Prozesse ab, die die Dynamik der Topside-Ionosphäre bestimmen, und kann in der Ionosphärenforschung breite Anwendung finden.“

Mögliche Anwendungen in der Ionosphärenforschung
Mögliche Anwendungen dort sehen die Forschenden zum Beispiel in Studien zur Wellenausbreitung, zur Kalibrierung neuer Elektronendichte-Datensätze mit oft unbekannten Baseline-Offsets, für tomographische Rekonstruktionen in Form eines Hintergrundmodells sowie zur Analyse spezifischer Weltraumwetterereignisse und zur Durchführung langfristiger Ionosphären-Rekonstruktionen. Darüber hinaus kann das entwickelte Modell mit plasmasphärischen Höhen verbunden werden und somit eine neue Topside-Option für das IRI darstellen.

Der entwickelte Rahmen ermöglicht die nahtlose Einbindung neuer Daten und neuer Datenquellen. Das Umlernen des Modells, also das Trainieren an den neuen Daten, kann auf einem Standard-PC erfolgen und regelmäßig durchgeführt werden. Insgesamt stellt das NET-Modell eine erhebliche Verbesserung gegenüber herkömmlichen Methoden dar und verdeutlicht das Potenzial von Modellen auf Basis Neuronaler Netze für eine genauere Darstellung der Ionosphäre für Kommunikations- und Navigationssysteme, die auf GNSS angewiesen sind.

Originalstudie:
Smirnov, A., Shprits, Y., Prol, F. et al. A novel neural network model of Earth’s topside ionosphere. Scientific Reports 13, 1303 (2023).
DOI: 10.1038/s41598-023-28034-z 

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• Planet Erde

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Quelle: Fraunhofer FHR 24. Februar 2023.

24. Februar 2023 – Das Bedrohungsspektrum, mit dem die Europäische Union konfrontiert ist, wird immer breiter und erfordert eine neue und robuste Fähigkeit zur Ergänzung bestehender Mittel und zur Bewältigung immer komplexerer Herausforderungen. Das von der EU finanzierte Projekt iFURTHER wird sich auf ein disruptives System von Systemen konzentrieren, das für diesen Zweck geeignet ist und somit die Souveränität und Integrität der Europäischen Union schützen kann.

Aufkommende militärische Bedrohungen für die EU, einschließlich hypersonischer und ballistischer Bedrohungen, zeigen deutlich die Notwendigkeit von Frühwarnsystemen. Angesichts des Bedrohungsspektrums liegt es auf der Hand, dass keine einzelne Technologie und kein einzelnes System allen Bedrohungsarten in allen Situationen gerecht werden kann. Im Rahmen des iFURTHER-Projekts wird daher ein kognitives Netz von Hochfrequenzradaren als bahnbrechende zukünftige Verteidigungsfähigkeit zum Schutz der EU konzipiert.

Der Ansatz von iFURTHER
iFURTHER befasst sich mit der verdeckten Überwachung von Luft- und Seegebieten durch die Entwicklung neuer Konzepte für Überhorizont-Radare, die in ein kooperatives Netz von Hochfrequenzsensoren integriert werden sollen. Letztlich wird das Projekt durch die Bereitstellung einer konkreten und skalierbaren Lösung zur Entwicklung einer dauerhaften und sehr weiträumigen EU-Verteidigungsfähigkeit zur Überwachung von Luft- und Seegebieten beitragen.

Die Ziele von iFURTHER sind insbesondere:

• Erkennung und Verfolgung von Luft- und Seezielen über große Entfernungen (über den Horizont hinaus), die weit über die derzeit bestehenden Systeme hinausgehen, durch Nutzung der Reflexionen von Himmels- und Oberflächenwellen-Signalen.
• Schließung von Lücken und Erweiterung der derzeitigen EU-Luft- und Seeradarabdeckung durch Einführung einer multistatischen Sensorkonfiguration, unterstützt durch Ad-hoc-Netzprotokolle und eine geeignete Infrastruktur für die Synchronisierung und Koordinierung der Sensoren (z. B. C2).
• Implementierung von kognitiven Radar-Managementsystemen zur Optimierung der Betriebsparameter in Echtzeit und in Abhängigkeit von den Umweltbedingungen (z. B. Zustand der Ionosphäre) auf der Grundlage robuster Ionosphärenmodelle und Sondierungsprotokolle (ohne die Entwicklung von Ionosphärensensoren auszuschließen).
• Anwendung fortschrittlicher Signalverarbeitungstechniken zur Verbesserung der Erkennungs- und Verfolgungsleistung über den Horizont hinweg sowie der Ziellokalisierungsfähigkeiten.
• Nutzung der verfügbaren nicht-kooperativen Beleuchtung und Anwendung kognitiver Funktionen auf Netzwerkebene zur Entwicklung neuer Techniken für die optimierte Nutzung des elektromagnetischen Spektrums und der passiven Verarbeitung.

Konsortium
Das iFURTHER-Konsortium besteht aus 18 Partnern (4 Industrieunternehmen, 7 RTO und 5 KMU) aus 10 Ländern. Alle Partner verfügen über herausragende Kompetenzen auf ihrem jeweiligen Gebiet und stellen ergänzendes Know-how für den erfolgreichen Abschluss des Projekts zur Verfügung.

Die Partner sind im Folgenden aufgeführt (Kurznamen in Klammern):

• Hellenic Aerospace Industry S.A. (HAI), Griechenland
• Office National d’Etudes et de Recherche Aérospatiales (ONERA), Frankreich
• Nationales Observatorium von Athen (NOA), Griechenland
• i-Matik Ltd (IMTK), Griechenland
• Consorzio Nazionale Interuniversitario per le Telecomunicazioni (CNIT), Italien
• Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV), Italien
• Warschauer Universität für Technologie (WUT), Polen
• Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. (Fraunhofer), Deutschland
• HELZEL Messtechnik GmbH (HZM), Deutschland
• tms technisch-mathematische Studiengesellschaft mbH, Deutschland
• INDRA Sistemas S.A. (INDRA), Spanien
• Universität von Alcalà (UAH), Spanien
• BHE Bonn Hungary Electronics Ltd. (BHE), Ungarn
• Signal GeneriX Ltd (SG), Zypern
• Patria Aviation Oy (PATRIA), Finnland
• ERA a.s. (ERA), Tschechische Republik
• Ministerium für nationale Verteidigung, Griechenland (HMOD), Griechenland
• L-up SAS (LUP), Frankreich

Wichtigste Fakten
iFURTHER (vollständiger Titel: „hIgh FreqUency oveR The Horizon sensors‘ cognitivE netwoRk“) ist ein dreijähriges Forschungsprojekt, das von dem Europäischen Verteidigungsfond unter der Finanzhilfevereinbarung Nr. 101103607 mit einem Gesamtbudget von 10,95 Millionen Euro finanziert wird. Starttermin: 1. Dezember 2022.

Finanziert von der Europäischen Union. Die dargelegten Ansichten und Meinungen sind die des Autors/der Autoren und spiegeln nicht unbedingt die der Europäischen Union wider. Weder die Europäische Union noch die Bewilligungsbehörde können für sie verantwortlich gemacht werden.

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• Fraunhofer FHR

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Quelle: Leibniz-Institut für Atmosphärenphysik e.V. an der Universität Rostock 27. Oktober 2022.

Kühlungsborn 27. Oktober 2022 – Forscher des Leibniz-Instituts für Atmosphärenphysik (IAP) in Kühlungsborn beteiligen sich an einem gewichtigen Projekt. Dank EU-Geldern tüfteln sie in einem Verbundprojekt zwei Jahre lang an neuen Modellen, um wandernde Störungen in der Atmosphäre besser vorhersagen zu können.

T-FORS (Traveling Ionospheric Disturbance Forecasting System) heißt das mit rund 82.000 Euro geförderte Projekt aus dem Programm Horizon Europe der Europäischen Union, an dem sich die IAP-Abteilung Radarsondierung unter Leitung von Prof. Dr. Jorge Chau beteiligt. In den kommenden Monaten erforschen die Wissenschaftler gemeinsam mit neun Partnern aus ganz Europa wandernde ionosphärische Störungen.

„Diese Störungen werden entweder durch solaren Antrieb oder durch Wetterphänomene in der unteren Atmosphäre hervorgerufen. Sie wirken sich direkt auf die Ausbreitung hochfrequenter Radiowellen in der Ionosphäre aus“, sagt Dr. Sivakandan Mani, der das Forschungsprojekt am IAP leitet. „Die Störungen, die wir messen, werden von verschiedenen Faktoren beeinflusst wie geomagnetischen Störungen und der Dynamik in der Atmosphäre. Wenn wir die Entstehung und Ausbreitung dieser Variablen besser verstehen, können wir frühzeitige Vorhersagen und Warnungen treffen.“

Dafür arbeitet das internationale Forscherteam im Rahmen des Projekts unter anderem mit der Deutschen Bundespolizei zusammen. Jens Mielich betreut das Projekt vom IAP-Außenstandort in Juliusruh auf Rügen aus. „Am Ende sollen Vorhersagen in Echtzeit möglich sein, die auch von der Europäischen Weltraumorganisation genutzt werden können“, sagt er.

Über das Institut
Das Leibniz-Institut für Atmosphärenphysik an der Universität Rostock (IAP) erforscht die Physik der Mesosphäre und unteren Thermosphäre und ist durch nationale und internationale Kooperationen weltweit vernetzt. Es hat seinen Hauptsitz in Kühlungsborn, betreibt eine Außenstelle in Juliusruh und beteiligt sich maßgeblich am Alomar-Observatorium in Nordnorwegen. Etwa 70 Personen sind am Institut beschäftigt, das es inzwischen seit 30 Jahren gibt.

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Ein Beitrag von Peter Schramm. Quelle: NASA.

Das Manöver diente einem doppelten Zweck: Zum einen die letzten Daten der Mission aus großer Nähe aufzunehmen, zum anderen die Sonde in den Orbit für die Passage zwischen den Ringen und dem Planeten zu bringen.

Damit wurde ein Forschungsprogramm beendet, das den Wissenschaftlern durch nahe Vorbeiflüge an Titan detaillierte Informationen über Titans Seen und Meere, seinen interessant geformten Sanddünen und die herrschenden Wetterbedingungen gebracht hatte. Cassini flog am letzten Samstag, den 22. April 2017 um 8 Uhr morgens MESZ nur knapp 1.000 Kilometer am Mond vorbei. Dieser letzte Vorbeiflug bringt den beteiligten Wissenschaftlern noch einmal detaillierte Erkenntnisse aus nächster Nähe.

Insbesondere die Interaktion zwischen Titans Ionosphäre und Saturns Magnetfeld ist für die Wissenschaftler von Interesse. Es werden voraussichtlich die letzten Daten für die nächsten zehn oder mehr Jahre sein. Es ist derzeit keine weitere Saturn Sonde von der NASA geplant, obwohl es erste Überlegungen für eine spezielle Mission zur Erforschung von möglichem Leben auf den Saturnmonden Titan und Enceladus gibt.

Als Cassini am 1. Juli 2004 in einem Orbit um Saturn ankam, wussten wir nur wenig über seinen Mond Titan. Seine Oberfläche war unter einer orangefarbenen Atmosphäre versteckt, die reich an Stickstoff ist. Die Voyager Sonden konnten bei ihren Vorbeiflügen 1980 und 1981 nicht durch die dichte Atmosphäre des Titan blicken.

Mehr als eine Dekade an Titan-Forschung liegt inzwischen hinter uns. Das mit Plutonium als Energielieferant ausgestattete Raumfahrzeug hat 127 Vorbeiflüge an Titan absolviert und ihn dabei detailliert untersucht. Mit Radarstrahlen, die durch die Atmosphäre dringen konnten, wurden Seen, Meere und Flüsse von Methan entdeckt. Es entstand eine topografische Karte von ca. einem Viertel der Titan-Oberfläche mit Bergen, Kratern und Sanddünen ähnlich denen auf der Erde. Es waren auch Fluss-Systeme und durch Regengüsse gefüllte Mulden und Vertiefungen zu sehen.

Titans Oberflächentemperatur liegt bei – 180° Celsius, ist also viel zu kalt für flüssiges Wasser. Unter seiner Oberfläche wurde aber ein Ozean aus flüssigem Salzwasser und Ammonium gefunden. Titan ist der einzige Mond im Sonnensystem mit einer dichten Atmosphäre, seine Größe entspricht in etwa der des Planeten Merkur.

Er befindet sich zu Saturn in einer gebunden Rotation, wendet ihm also stets dieselbe Seite zu. Ein Tag auf Titan dauert ca. 16 Erdtage, das entspricht der Dauer des Umlaufes um den Saturn. Die Jahreszeiten wechseln im Laufe des Saturnjahres, d.h. in 29 Erdjahren – einem Umlauf des Saturn um die Sonne – ändern sich die jahreszeitlichen Lichtverhältnisse auf dem Saturnmond.

Die Radarstrahlen des in Italien entwickelten Ku-Band-Radars lieferten bei der letzten Passage Daten aus der Nordpolregion, die die Titan-Karte um ein gutes Stück vergrößerten. Die Wissenschaftler werteten die gewonnenen Daten aus und entdeckten dabei auch eine Region im Ligeia Mare, eines von Titans Kohlenwasserstoff-Meeren, die sie „magic island“ nannten. Die Wissenschaftler nehmen an, dass diese Erscheinungen höchstwahrscheinlich durch Wind und Wellen verursacht werden.

Cassini hat inzwischen seine Parabol-Antenne in Flugrichtung ausgerichtet. Der Durchflug soll in einem Bereich zwischen der Saturn Oberfläche und etwa 300 km vor Beginn des sichtbaren Bereiches des D-Rings erfolgen. In diesem Ausschnitt zeigt die Kamera also keine Partikel mehr und es wird davon ausgegangen, dass sich dort auch nur noch mikrometergroße Teilchen aufhalten können. Man möchte aber kein Risiko eingehen und verwendet die Antenne gewissermaßen als Schutzschild, um die empfindlichen Computer und Instrumente im Inneren der Sonde zu schützen, während sie mit 122.000 km/h durch diesen Bereich fliegt. Schon ein kleines Teilchen kann bei dieser hohen Geschwindigkeit beträchtlichen Schaden anrichten.

Die Wissenschaftler verwenden ihre besten Rechenmodelle der Saturnringe, um den Kurs der Sonde zu bestimmen, vor allem in dem anvisierten Bereich. Die Abstiegsbahn wurde zudem so ausgelegt, dass die Sonde, auch wenn durch einen Schaden kein weiterer Kontakt mehr möglich sein sollte, nach 22 Umrundungen kontrolliert in den Saturn stürzt. Dies erfolgt am 15. September 2017. Diese Maßnahme dient vor allem dazu, dass die Cassini Sonde nicht nach Missionsende auf einen der Monde stürzt auf dem mikroskopisches Leben vermutet wird. Trotz sorgfältiger hygienischer Arbeiten auf der Erde soll eine Kontamination mit irdischen Mikroben in jedem Falle ausgeschlossen werden.

Das Cassini Projekt, angedacht in den 1980ern, hat etwa 3,3 Mrd $ insgesamt gekostet. Cassini wurde im Oktober 1997 von Cape Canaveral auf einer Titan IV gestartet. Nach einem Flyby an Venus und Jupiter erreichte die Sonde im Juli 2004 Saturn. Es war das erste Raumfahrzeug, das in einen Orbit um Saturn einschwenkte.

Der Orbiter setzte die ESA-Sonde Huygens über Titan ab, die auf seiner Oberfläche landete und wertvolle Daten aus der Atmosphäre und vom Boden lieferte. Cassini hat Saturn seither 260 Mal umrundet und viele Bilder von seiner Atmosphäre und dem mystischen hexagonalen Strudel am Pol geliefert. Außerdem wurden 49 der 62 bisher bekannten Monde auf langen und kurzen Vorbeiflügen beobachtet und fotografiert. Cassini wurde ursprünglich für eine Missionsdauer von vier Jahren konstruiert, aber die Mission wurde von der NASA auf Grund der vielen neuen Erkenntnisse verlängert.

Die nahen Vorbeiflüge an den Saturnringen sollen vor allem für eine genaue Messung ihrer Masse benutzt werden. Besitzen sie mehr Masse als erwartet, sind sie vielleicht schon sehr alt, vielleicht sogar so alt wie Saturn selbst und haben auf Grund ihrer Masse sogar das Mikrometeoriten-Bombardement überlebt. Sind die Ringe weniger massiv als gedacht, sind sie möglicherweise viel jünger und haben sich vor weniger als 100 Millionen Jahren durch den Zerfall eines kleinen Mondes erst gebildet. Außerdem wird die Saturnatmosphäre intensiv untersucht und die innere Struktur des Planeten durch eingehendes Studium des Gravitationsfeldes abgeleitet.

Am Donnerstag den 27. April 2017 um 9.00 Uhr MESZ meldete sich Cassini wohlbehalten nach der ersten Passage zwischen den Ringen zurück. Auch für die nächsten vier Durchgänge, wird Cassini jeweils wieder seine Antenne zum Schutz in Flugrichtung bringen. Die Sonde war programmiert während des Durchflugs Aufnahmen von den Ringen zu machen und lieferte auch ein hochauflösendes Bild im nahen Infrarot von Saturns sechsseitigem Wolkenmuster am Nordpol in der bisher besten verfügbaren Auflösung.

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• CASSINI (mit Huygens) auf Titan IV-B vom LC-40 CC
• CASSINI (mit Huygens) auf Titan IV-B vom LC-40 CC (Grand Finale)

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Erstellt von Thomas Weyrauch. Quelle: NASA, UC Berkeley

Techniker und Wissenschaftler haben die von ihnen erdachten und konstruierten Instrumente für ICON zwischenzeitlich nach Utah geschickt, wo die Geräte vor der Integration in den Satelliten noch einmal ausführlich getestet werden sollen.

ICON alias Helio-EX 1 ist ein Projekt der US-amerikanischen Luft- und Raumfahragentur (National Aeronautics and Space Administration, NASA) unter Führung der Universität Berkeley aus dem US-amerikanischen Bundesstaat Kalifornien (Berkeley Universitiy of California, UC Berkeley).

Das Projekt, das mit Unterstützung von Forschern und Ingenieuren aus der ganzen Welt realisiert wird, ist dazu gedacht, weitere Erkenntnisse zum Verständnis der Beziehungen zwischen der Erdatmosphäre und den Bedingungen im umgebenden Weltall zu liefern. Mit Hilfe von ICON wird man letztlich der Verbindung des Weltraumwetters mit dem irdischen Wetter auf den Grund gehen können. Entsprechend erfolgte die Namensgebung des Raumfahrzeugs: ICON steht für Ionospheric Connection Explorer.

Thomas Immel ist der leitende Wissenschaftler für die ICON-Mission und davon überzeugt, dass ICON unsere Vorstellungen von der Grenzregion zwischen Erdatmosphäre und Weltraum verändern wird. Immel: „Von unserer Arbeitsgruppe aus Berkeley und von unseren Partner-Institutionen aus dem ganzen Land wurden Instrumente auf dem allerneusten Stand geliefert. Sie werden uns helfen, ein vollständigeres Bild von den Ursachen zu bekommen, die für die Veränderungen in der Ionosphäre verantwortlich sind.“Die Ionosphäre ist die Grenzregion, in der die Sonne eine Ionisation chemischer Bestandteile bewirkt und für einen durchaus wechselhaften Strom geladener Teilchen sorgt.

Gemäß Immel verursacht der andauernde Kampf der Kräfte der Sonne mit dem Wettersystem der Erde rund 100 Meilen (~160 km) über unseren Köpfen extreme und nicht vorhersagbare Veränderungen. ICON soll die in der Ionosphäre und im erdnahen Raum wirkenden Kräfte untersuchen und den Weg bereiten für ein Verständnis von Störungen in der Ionosphäre, die erhebliche Interferenzen mit Kommunikations- und Navigationssignalen verursachen können.

Laut Immel wurden die Veränderungen in der Ionosphäre erst seit etwa zehn Jahren im Rahmen von Beobachtungen festgestellt, und noch verstehen Wissenschaftler nicht, was diese Veränderungen auslöst: „Wir sehen Plasma, das sich entlang des Äquators rund um die Erde ausdehnt, und sich wieder zurückzieht, und unsere Modelle können das nicht beschreiben. Um herauszufinden, warum das so ist, bauen wir ICON.“

Die Veränderungen im Plasma erfolgen auch, wenn die Sonne relativ ruhig ist. Den Antrieb für den Wechsel in der Plasmaverteilung sucht man derzeit in einer Kombination von Winden (Strömungen neutraler Teilchen) in der Thermosphäre, ihrer lokalen Zusammensetzung aus neutralen oder ionisierten Teilchen entlang der Feldlinien des Erdmagnetfelds und der Temperatur.

Immel und seine Arbeitsgruppe sind verantwortlich für eine zeitnahe Umsetzung der Mission, von der man in der Wissenschaftsgemeinschaft Daten erwartet, die bei der Aufklärung der Vorgänge in der Ionosphäre über dem Äquator und zum Verständnis der beobachteten Dynamik helfen.

Damit die zu erfüllenden Aufgaben gelöst werden können, erhält ICON vier Instrumente. Zwei Spektrographen für ultraviolette Strahlung kommen von der UC Berkeley. Sie dienen der Erfassung von Licht im extremen (EUV) und fernen (FUV) Ultraviolett zur Plasmadichtebestimmung. Das MIGHTI (Michelson Interferometer for Global High resolution imaging of the Thermosphere and Ionosphere) genannte Interferometer dient primär der Erfassung von Daten zur Windgeschwindigkeit und Temperatur in der Hochatmospähre und wird vom Meeresforschungslabor Virginia (Naval Research Laboratory, NRL) beigesteuert. Das Messgerät für die Geschwindigkeit, Temperatur und Anzahl von Ionen (Ion Velocity Meter, ION) entstand in Dallas an der Universität Texas (UT Dallas).

Die vier Instrumente wurden im März 2016 an das Labor für Weltraum-Dynamik (Space Dynamics Laboratory, SDL) der Universität Utah in Logan geliefert, wo sie auf die Nutzlastplattform (Payload Interface Plate, PIP) für den Satelliten montiert werden. Integration auf der Nutzlastplattform und Tests des gemeinsamen Betriebs (integration and testing, I&T) sind zentrale Schritte bei der Vorbereitung der Satellitenmission.

In den kommenden Monaten wird die Nutzlastplattform zusammen mit den darauf montierten Instrumenten eine Reihe von Tests überstehen müssen. Auf dem Programm stehen unter anderem Vibrationstests und solche unter unterschiedlicher Temperatureinwirkung.

Nach Abwicklung der anstehenden Tests soll die vollständige Beobachtungsnutzlast für ICON zum Luft- und Raumfahrtunternehmen Orbital ATK im US-Bundesstaat Virginia gebracht werden, idealerweise noch im Verlauf dieses Jahres. Dort wird das Nutzlastmodul mit dem sogenannten Satellitenbus verbunden, der alle raumflugtechnischen Systeme, darunter Antrieb, Stromversorgung und Kommunikationstechnik, von ICON enthält.

Der Satellitenbus vom Typ LEOStar 2 wird von Orbital ATK bereitgestellt. Aufgabe von Orbital ATK ist es auch, das komplettierte Raumfahrzeug mit einer Gesamtmasse von rund 272 Kilogramm soweit vorzubereiten, dass es im Frühjahr 2017 mit dem vorgesehenen Träger, einer Rakete des Typs Pegasus-XL von Orbital ATK, verbunden werden kann.

Die ICON-Wissenschaftler sind derweil damit beschäftigt, Software, die zum Herunterladen von durch die Instrumente von ICON erfassten Daten und ihrer Bearbeitung dient, fertigzustellen. Gelingt der Start von ICON, der im Juni 2017 stattfinden könnte, wie vorgesehen, werden die Wissenschaftler schon bald mit richtigen Messdaten hantieren können, und nicht mehr nur mit simulierten Daten, wie es bei erforderlichen Tests der Fall ist.

Empfangen will man die Daten über die Bodenstationen Berkeley, Wallops (WGS) und Santiago. Datensendungen sollen im S-Band mit einer Geschwindigkeit von 3,5 Megabit pro Sekunde erfolgen. An Bord des Satelliten ist eine Speicherkapazität von 16 Gigabit vorgesehen.

Zum Startdatum gibt es aktuell abweichende Informationen. Die NASA nennt beispielsweise Juni 2017, aber auch Oktober 2017.

Im All soll ICON mindestens zwei Jahre lang wissenschaftliche Daten sammeln. Die geplante annähernd kreisförmige Umlaufbahn des Raumfahrzeugs in einer Höhe vom 575 Kilometern ist 27 Grad gegen den Erdäquator geneigt.

Der Beitrag NASA-Ionosphärenforschungssatellit ICON startet 2017 erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: ESA.

20. Februar 2015 – Die Mission Biomass gilt einem der wichtigsten Bestandteile des Systems Erde, nämlich dem Zustand und der Entwicklung der tropischen Regenwälder. Zu ihren wissenschaftlichen Hauptzielen gehören die Bestimmung der Verteilung der oberirdischen Biomasse in den Regenwäldern und die Messung der jährlichen Veränderungen dieser Masse während des Einsatzzeitraums des Satelliten.

Die Biomasse und die Vegetationshöhe werden mit einer Auflösung von 200m, Eingriffe in das Waldsystem, wie etwa Kahlschlag, mit einer Auflösung von 50m erfasst, womit die Mission ein wichtiges Hilfsmittel für eine nachhaltige Waldbewirtschaftung darstellt.

Die Untersuchung der tropischen Biomasse ist für das Verständnis des Klimas auf unserem Planeten von grundlegender Bedeutung.

Mit Biomass bietet sich zum ersten Mal die Möglichkeit, satellitengestützte Radarbeobachtungen der Erdoberfläche im P-Band zu machen. Über die Untersuchung der Regenwälder hinaus werden die Daten auch der Überwachung der Ionosphäre, von Gletschern und Eiskappen sowie der Erfassung unterirdischer geologischer Strukturen in Wüstengebieten und der Topografie von unter dichter Vegetation verborgenen Oberflächen dienen.

Der Beitrag Grünes Licht für den ESA-Satelliten Biomass erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung, ESA.

Bereits seit längerem ist bekannt, dass von der Sonne ein steter Strom aus Protonen und Elektronen ausgeht, welcher sich mit einer hohen Geschwindigkeit durch das Sonnensystem erstreckt und dabei mit den Atmosphären der Planeten interagiert. Allerdings verhält sich dieser Sonnenwind sowohl in Bezug auf seine Dichte als auch in Bezug auf seine Geschwindigkeit sehr variabel. Unter normalen Bedingungen erreicht der Sonnenwind im Bereich der Umlaufbahn der Erde eine Partikeldichte von etwa fünf geladenen Teilchen pro Kubikzentimeter. Gelegentlich reißt der Strom aus geladenen Teilchen jedoch auch fast vollständig ab.

Solche nur selten auftretenden Ereignisse wurden in der Nähe der Erde, welche von einem starken Magnetfeld umgeben ist, bereits mehrfach untersucht. Über die Auswirkungen eines schwachen Sonnenwindes auf die Atmosphären andere Planeten unseres Sonnensystems war dagegen bisher nur sehr wenig bekannt. Am 3. und 4. August 2010 bot sich den Wissenschaftlern jedoch die Gelegenheit, ein solches Phänomen bei der Venus zu studieren.

Nach mehreren heftigen Teilchenausbrüchen, sogenannten koronalen Masseauswürfen kam der von unserem Zentralgestirn ausgehende Sonnenwind für einen Zeitraum von etwa 18 Stunden fast vollständig zum Erliegen. Messungen der NASA-Raumsonde STEREO-B zeigten, dass die Teilchendichte im Bereich der Erdumlaufbahn dabei auf einen bemerkenswert niedrigen Wert von nur noch 0,1 geladenen Teilchen pro Kubikzentimeter abgesunken war. Dieser geringe Wert blieb anschließend über einen Zeitraum von etwa 24 Stunden konstant. Die Venus erreichten in diesem Zeitraum nur noch 0,2 Teilchen pro Kubikzentimeter. An normalen Tagen sind es dagegen etwa 25 bis 50 Mal so viele.

„Phasen mit solch schwachem Sonnenwind kommen selten aber immer wieder vor“, so Dr. Markus Fränz vom Max Planck-Institut für Sonnensystemforschung (MPS) im niedersächsischen Katlenburg-Lindau. „Allerdings war das Ereignis im August 2010 das erste dieser Art seit dem Start der Raumsonde Venus Express vor etwa sieben Jahren“, fügt er hinzu. Dank der stark elliptischen Umlaufbahn der von der europäischen Weltraumagentur ESA betriebenen Raumsonde um die Venus bot sich den Wissenschaftlern dabei die Gelegenheit zu untersuchen, welche Prozesse ein nur schwach ausfallender Sonnenwind in der Atmosphäre unseres inneren Nachbarplaneten auslöst.

Wie unser Heimatplanet ist auch die Venus von einer Hülle aus Elektronen und Ionen, einer so genannten Ionosphäre, umgeben, welche die Venus in 150 bis 300 Kilometern Höhe umgibt. Die Ionisation der Gasmoleküle in der Hochatmosphäre eines Planeten erfolgt, sobald von der Sonne ausgehendes extrem kurzwelliges ultraviolettes Licht und Röntgenstrahlung über der Tagseite des Planeten auf dessen äußerste Schichten der Atmosphäre treffen.

Auf der Erde hält ein starke Magnetfeld die Teilchen gefangen. Sie rotieren deshalb im Gleichtakt mit der Erde und deren Magnetfeld um die Erdachse und erreichen so auch die Nachtseite. Auf diese Weise entsteht eine Hülle aus geladenen Teilchen, einem so genannten Plasma, welche die Erde vollständig umschließt.

„Auf der Venus ist dies völlig anders“, so Dr. Yong Wei vom MPS und Erstautor einer neuen Studie, welche im Dezember 2012 in der Fachzeitschrift „Planetary and Space Science“ publiziert wurde. „Unserem Schwesterplaneten fehlt nicht nur das eigene Magnetfeld. Auch die Drehung um die eigene Achse vollzieht sich hier deutlich langsamer.“ Immerhin benötigt die Venus für eine vollständige Drehung um die Rotationsachse fast 225 irdische Tage.

Dennoch lässt sich auch auf der Nachtseite der Venus eine Ionosphäre beobachten. „Messungen älterer Sonde hatten gezeigt, dass Elektronen und Ionen – im Fall der Venus hauptsächlich Sauerstoff-Ionen – von der Tag- zur Nachtseite strömen,“ so Dr. Markus Fränz. Der Antriebsmotor für diese Bewegung ist der hohe Plasmadruck, welcher auf der Tagseite der Venus vorherrscht. Ähnlich wie ein komprimiertes Gas, das aus einer Druckflasche entweicht, strömt das Plasma aus dem Gebiet mit hohem Druck in ein Gebiet mit geringerem Druck.

Mit Hilfe der beiden Instrumente MAG, einem Magnetometer zur Analyse des Magnetfeldes der Venus, und ASPERA-4 (kurz für „Analyzer of Space Plasmas and Energetic Atoms“, unter anderem einsetzbar für die Untersuchung des Einflusses des Sonnenwindes auf die Venusatmosphäre) an Bord der Raumsonde Venus Express konnten die Planetenforscher nun eine genauere Vorstellung über diese Vorgänge erlangen.

Im Rahmen ihrer Datenauswertungen zeigte sich, dass bei fehlendem Sonnenwind die Ionosphäre der Venus nicht magnetisiert wird. Unter normalen Bedingungen binden diese induzierten Magnetfelder die geladenen Teilchen der Ionosphäre in unmittelbarer Planetennähe. Bei schwachem Sonnenwind hingegen, kann sich die Ionosphäre innerhalb der Übergangsregion zwischen der Tag- und der Nachtseite ausdehnen.

„Die geladenen Teilchen können so einfacher und deshalb in größerer Zahl zur Nachtseite gelangen“, so Dr. Markus Fränz. Auf diese Weise bildet sich dort anschließend eine Art Plasmaballon, welcher sich schweifartig ins Weltall erstreckt. Die gesamte Venus-Ionosphäre erhält so eine tropfenförmige Gestalt, welche entfernt an einen Kometen erinnert. Die Messungen von Venus Express belegen, dass sich der Plasmaschweif bei dem beobachteten Ereignis innerhalb eines Zeitraumes von wenigen Stunden bis zu einer Distanz von etwa 15.000 Kilometern in den Weltraum ausdehnte.

„Er könnte aber auch deutlich länger sein und sich möglicherweise sogar über Millionen von Kilometern erstrecken“, so Dr. Yong Wei. Während der Messungen führte die vorgesehene Flugbahn Venus Express leider nicht direkt hinter die Venus, so dass sich diese Frage nicht abschließend beantworten lässt.

Ebenfalls unklar ist derzeit noch, ob sich die Ionosphäre der Venus auf diese Weise prinzipiell sogar bis zur Erde ausdehnen könnte. Im Jahr 1996 konnten Wissenschaftler des Max Planck-Instituts für Sonnensystemforschung durch die Auswertung von Messdaten des Weltraumteleskops SOHO Venusplasma in Erdnähe nachweisen. Möglicherweise bietet der Mechanismus, den die Wissenschaftler um Dr. Yong Wei jetzt beschrieben haben, eine Erklärung für solche Ereignisse.

„Vielleicht bieten Phasen extrem schwachen Sonnenwinds planetaren Teilchen die Möglichkeit, von den sonnennahen Planeten zu weiter außen gelegenen zu wandern“, so Dr. Yong Wei.

Die von der europäischen Weltraumagentur ESA betriebene und mit sieben wissenschaftlichen Instrumenten ausgestattete Raumsonde Venus Express wurde am 9. November 2005 an Bord einer Sojus-FG/Fregat-Rakete vom kasachischen Weltraumbahnhof Baikonur gestartet. Nach einer Flugdauer von 153 Tagen trat die Raumsonde am 11. April 2006 in den Venusorbit ein. Nach dem derzeitigen Stand soll Venus Express die Erkundung unseres Nachbarplaneten noch bis zum 31. Dezember 2014 fortsetzen.

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Fachartikel von Yong Wei et al.:

• A teardrop-shaped ionosphere at Venus in tenuous solar wind (Abstract, engl.)

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Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: NASA, USAF.

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 Sonne 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.

Verwandte Webseite:

• Wikipedia: Ionosphäre

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