Mittwoch, 08. Dezember 2021

Archiv

Blitze im Weltraum

Klimaforschung. – Die Explosion der "Columbia" bedeutete für die israelische Raumfahrt eine besondere Katastrophe, denn ihr erster Astronaut Ilan Ramon fand mit seinen US-Kollegen den Tod. Doch die Ergebnisse des israelischen Experiments an Bord der Raumfähre sind zum großen Teil erhalten geblieben, weil sie regelmäßig zur Erde übertragen wurden. Außer dem Transport von Wüstensand über das Mittelmeer haben die Israelis auch schnell vorübergehende elektromagnetische Phänomene, so genannte Phantomblitze, in den oberen Atmosphärenschichten beobachtet.

21.02.2003

Von Volker Mrasek

Es war das erste Mal seit dem Unglück der "Columbia", dass der Atmosphärenphysiker Yoav Yair die Kraft fand, über die Mission und die Experimente an Bord zu berichten:

Ilan Ramon hat uns eine Email geschickt. Es war am 8. Tag der Mission. Ich kann daraus zitieren. Er schreibt, dass es der gesamten "Columbia"-Crew großen Spaß macht, mit unserer Kamera zu hantieren. Und damit auf die Jagd nach Wirbelstürmen und Blitzen zu gehen.

Ilan Ramon war der erste israelische Astronaut im All. Auf tragische Weise starb er, als das Space Shuttle bei der Rückkehr zur Erde explodierte. Und mit ihm die anderen sechs Mitglieder der Crew. Ramons Vermächtnis sind die Kamera-Aufnahmen, die ihm während der Mission gelangen. Und die trotz der Katastrophe ihren Weg zur Erde fanden, wie sich Yoav Yair freut, einer der Leiter der Experimente von der Universität Tel Aviv:

Ungefähr 75 Prozent der Daten sind gerettet. Ein Teil ist direkt zur Erde übertragen worden, über einen sogenannten Video-Downlink. Ein anderer wurde erst einmal von der Crew im Shuttle aufgezeichnet. Und dann ein paar Stunden später übermittelt. Allerdings müssen wir auf die Bänder noch warten. Die US-Raumfahrtbehörde NASA hat sie erst einmal sichergestellt. So wie alles, was die Untersuchung der Unglücksursache vielleicht voranbringen kann.

Schon jetzt kann Yair aber sagen: Die Experimente der Israelis waren trotz allem erfolgreich. Ihre Spezialkamera fing ein, was sie einfangen sollte: am Tage den Luft-Transport von Sand aus der Sahara. Und in der Nacht wundersame Leuchterscheinungen in der hohen Erdatmosphäre, ausgelöst von gewaltigen Wirbelstürmen und Gewittern.

Der Wissenschaft sind sie erst seit etwas mehr als einem Jahrzehnt bekannt. Mal werden sie als "gespenstische Lichter" beschrieben, mal als "Phantom-Blitze". Es sind elektrische Entladungen zwischen Wolken und Weltraum. Blitze, die sich gewissermaßen in der Richtung irren: Sie zucken nicht nach unten, zum Erdboden, sondern nach oben, ins All. Und sind dabei so spannungsgeladen, dass sie bisweilen hoch energiereiche Gammastrahlung erzeugen. Zugetraut hatte man das vorher nur nuklearen oder Sternen-Explosionen. Gleichwohl ist es ein Kunststück, das Blitzen und Glimmen in der Höhe zu dokumentieren. Es sind äußerst flüchtige Erscheinungen

Wenn Sie sich einen Video-Film Bild für Bild anschauen, dann tauchen diese Erscheinungen gerade mal in einer Sequenz auf. Es ist nur so ein kurzes Flackern, ein paar Millisekunden lang, praktisch unsichtbar für unser Auge. Nur mit einer Spezialkamera kann man es sehen. Aber wir wissen heute: Es ist keine Illusion.

Umran Inan ist Professor für Elektrotechnik an der Universität Stanford in Kalifornien. Auch der gebürtige Türke interessiert sich brennend für die geheimnisvollen Höhen-Entladungen. Sie wurden zwar lange übersehen, treten aber wohl ständig auf und sind damit ein fester Bestandteil im Stromkreislauf der Erdatmosphäre.

Inan kann sich vorstellen, dass Wirbelstürme oder Gewitter durch ihre Gammastrahlen-Ausbrüche Elektronen um den halben Globus jagen - und so auch einen Fingerabdruck in ganz anderen Ecken der Erde hinterlassen. Inan:

Durch diese Ausbrüche entsteht ein Elektronen-Strahl - der ist so spannungsgeladen, den kann man nicht stoppen. Der schießt nach oben und verlässt den Planeten. Dann bewegt er sich entlang der Linien des irdischen Magnetfeldes. Die aber enden wieder in der Erde, nur an ganz anderer Stelle. Dort treten die Elektronen in die Atmosphäre ein, treffen auf Stickstoff- und Sauerstoff-Moleküle und erzeugen erneut Licht.

Inan spricht von "konjugierten Leuchterscheinungen". Ein starkes Sommer-Gewitter über Mitteleuropa erzeugt demnach nicht nur einen flüchtigen Höhenblitz am Ort des Geschehens, sondern auch über der Spitze Südafrikas. Und das nur 200 Millisekunden später. Das ist jedenfalls die Theorie des US-Forschers. Kollegen halten sie für so überzeugend, dass es im Sommer ein Experiment dazu geben wird. Die Atmosphärenforscher wollen dann elektrische Entladungen simultan auf Film bannen: über den Alpen und über dem Kap der guten Hoffnung