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StartseiteForschung aktuellBis zu den höchsten Wolken der Erde04.06.2013

Bis zu den höchsten Wolken der Erde

Projekt PoSSUM soll klimatische Untersuchung der Mesosphäre erleichtern

Die Mesosphäre gilt als Frühwarnsystem für Klimaveränderungen. Für Forschungsballone zu hoch und für Satelliten zu tief, konnte diese Zone bisher nur mit teuren Höhenraketen erforscht werden. Ein Projekt namens PoSSUM soll nun eine genauere Beobachtung ermöglichen.

Von Guido Meyer

Auch der Raumgleiter Lynx soll im Projekt PoSSUM verwendet werden.   (picture alliance / dpa - Marcel Antonisse)
Auch der Raumgleiter Lynx soll im Projekt PoSSUM verwendet werden. (picture alliance / dpa - Marcel Antonisse)
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Klimawandel im zweiten Stock

Mit dem ähnlich klingenden Tier, dem Opossum, hat das Experiment PoSSUM sechs von sieben Buchstaben gemeinsam sowie seine Größe. Beide, Beutelratte wie Experiment, kommen auf rund 20 bis 30 Zentimeter Länge. Dann ist aber auch schon Schluss mit den Gemeinsamkeiten zwischen Tierwelt und Atmosphärenforschung. Um Letzteres nämlich handelt es sich bei PoSSUM: um eine kastenförmige Versuchsanordnung, deren Name für Polar Suborbital Science in the Upper Mesosphere steht, der Untersuchung der oberen Mesosphäre während eines polaren Suborbitalfluges.

"Wir wissen nicht viel von dieser Region unserer Atmosphäre. Es ist der empfindlichste Teil unseres Planeten. Die Luftdichte beträgt in diesem Bereich nur noch etwa ein Millionstel derjenigen am Erdboden. Die Mesosphäre gilt deswegen als Frühwarnsystem für Klimaveränderungen. Sie liegt aber für Forschungsballone zu hoch und für Satelliten zu tief. Fast unser gesamtes Wissen über diese Schicht stammt von Höhenraketen. Die sind aber teuer und vermitteln nur ein sehr eingeschränktes Wissen."

Im letzten Jahr hatte die amerikanische Raumfahrtbehörde NASA im Rahmen des ATREX-Programms gleich fünf Höhenraketen in die Mesosphäre geschickt. Dort angekommen, in Höhen zwischen 80 und 100 Kilometern, haben sie Trimethyl-Aluminium freigesetzt. Sobald diese Chemikalie mit Luft in Kontakt kommt, fängt sie an zu glühen. Diesen Feuerschweif am Himmel haben NASA-Einrichtungen auf dem Boden verfolgt, um so Geschwindigkeit und Richtung der Höhenwolken in der Mesosphäre rekonstruieren zu können. PoSSUM nun soll eine genauere Beobachtung der klimatischen Vorgänge in diesen Höhen ermöglichen. Noch einmal der Chefwissenschaftler der Mission, Jason Reimuller:

"Wir wollen ein kleines Labor konstruieren, das diese höchsten Wolken der Erde untersuchen soll. So hat PoSSUM beispielsweise ein Lidar-System an Bord, eine Art Radar, das mit Laser funktioniert. Es schießt Licht-Photonen mit unterschiedlichen Schwingungen auf die wenigen Ozon-, Stickstoff-, Sauerstoff-, Argon- und Kohlendioxid-Moleküle, die sich dort oben noch befinden. Aus der Reflexion können wir auf die Beschaffenheit und Häufigkeit dieser Elemente schließen und erfahren so etwas über die Thermodynamik der oberen Atmosphäre, die wir bislang nicht nachweisen konnten."

Auch die Chemikalie Trimethyl-Aluminium soll im Rahmen des PoSSUM-Experiments wieder in die Mesosphäre entlassen werden. Diesmal werden aber nicht Bodenstationen, sondern Flugzeuge in rund sechseinhalb Kilometern Höhe die Spuren am Himmel beobachten und aufzeichnen. Sowohl die Chemikalie als auch der Laser sollen nicht mit Höhenraketen starten, sondern mit dem neuen, wiederverwendbaren Raumgleiter Lynx der Firma XCOR, und zwar erstmals im Sommer 2014.

"Die neuen kommerziellen Raumschiffe für den Weltraumtourismus eröffnen uns auch wissenschaftliche Möglichkeiten. Es werden sowohl Astronauten an Bord sein als auch kleine Experimente."

Kleiner Haken bei diesem Missionsszenario: Egal ob Lynx oder auch SpaceShipTwo – die neuen privaten Weltraumflugzeuge fliegen auf ihrer Parabelbahn nur kurz ins All und bieten maximal fünf Minuten Schwerelosigkeit und damit die Möglichkeit, Experimente durchzuführen. Das reiche aber auch, findet Jason Reimuller.

"Die Haupttriebwerke werden ungefähr drei Minuten nach dem Start abgeschaltet. Dann befindet sich das Schiff auf etwa 45 Kilometer Höhe. Danach kann der Pilot es aber so steuern, dass es antriebslos noch weiter steigt, bis zu 100 Kilometer hoch. Damit können wir also sogar zum Beispiel durch eine Schicht leuchtender Nachtwolken in der Mesosphäre hindurchfliegen."

Meteorologen verstehen nach wie vor nicht, was die Höhenwolken und die Hochgeschwindigkeitswinde in der Mesosphäre antreibt – eines der Rätsel, die PoSSUM lösen soll.

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