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StartseiteForschung aktuellVorstoß in eisige Höhen23.01.2013

Vorstoß in eisige Höhen

NASA startet Atmosphärenmesskampagne mit unbemanntem Langstreckenflieger

Mit einer neuen Messkampagne will die NASA Klimadaten in einer besonders entlegenen Region sammeln: der Stratosphäre. In den kommenden Wochen wird ein unbemanntes Flugzeug mehrmals bis in Höhen jenseits von 20 Kilometern über dem tropischen Pazifik aufsteigen und dort meteorologische und chemische Größen messen.

Von Volker Mrasek

Das "Global Hawk"-Flugzeug der ATTREX-Messkampagne verlässt seinen Hangar. (NASA / J. Zavaleta)
Das "Global Hawk"-Flugzeug der ATTREX-Messkampagne verlässt seinen Hangar. (NASA / J. Zavaleta)

Bis in 17 Kilometer Höhe dehnt sich unsere Wetterschicht in den Tropen aus. Erst dann schließt sich die Stratosphäre an, das zweite Stockwerk der Erdatmosphäre, in dem sich die Ozonschicht befindet. Kein vernünftiger Mensch würde dort jemals hin wollen.

"Es ist einer der kältesten Orte in der Atmosphäre. Mit fast minus 90 Grad Celsius. Es gibt kaum Messdaten aus dieser Region."

Für Eric Jensen von der US-Raumfahrtbehörde NASA sind diese eisigen Sphären dennoch ein lohnendes Reiseziel. Gerade wegen der fehlenden Daten aus dem Bereich der tropischen Tropopause. So nennt sich die Grenze zwischen Wetterschicht und Stratosphäre.

Jensen ist wissenschaftlicher Leiter einer jetzt startenden, einzigartigen Messkampagne. Das Projekt heißt ATTREX. Dabei wird ein unbemanntes Flugzeug mehrmals bis in die Tropopausen-Region über dem tropischen Pazifik vorstoßen. Die Drohne mit Düsenantrieb wurde den Wissenschaftlern vom Militär überlassen. Es ist eine Global Hawk. Sie wurde vorher als Aufklärungsflugzeug verwendet und hat inzwischen modernere Nachfolger. Das Ding kann über 30 Stunden lang in der Luft bleiben.

"Das ist das Einzigartige! Es gibt zwar noch andere Höhenflugzeuge - die russische Geophysika und unsere ER-2. Aber ihre Flugdauer ist viel kürzer. Mit der Global Hawk kommen wir einmal quer über den Pazifik und wieder zurück - und das in einem Flug!"

Die Global Hawk ist zwar unbemannt und steuert einen vorprogrammierten Kurs. Doch es gibt trotzdem Piloten. Sie hocken nicht im Flieger, sondern im ATTREX-Operationszentrum bei der NASA, zusammen mit Eric Jensen und anderen Wissenschaftlern in dem Projekt:

"Wir haben einen Kontrollraum. Vorne sitzen die Piloten, und dahinter, durch eine Glasscheibe getrennt, die Wissenschaftler. Wir schauen uns laufend die Messdaten an und entscheiden, wo wir das Flugzeug als Nächstes hinsteuern möchten. Höher oder tiefer zum Beispiel. Das teilen wir dann den Piloten mit. Und sie korrigieren den Kurs, wenn es geht. Es ist nicht etwa so, dass sie einen Joystick bedienen. Nein! Sie legen Wegpunkte fest oder geben Steuerkommandos. Die ganze Kommunikation mit dem Flugzeug läuft über Satellitensysteme."

In den Tropen ist die Tropopause durchlässig für Luft, die aus der Wetterschicht aufsteigt. Hier kann sie bis in die Stratosphäre gelangen. Dieses Schleusentor ist von großem Interesse für Klima- und Atmosphärenforscher wie Eric Jensen:

"Wenn wir wissen, was in diesem Atmosphärenbereich vorgeht, dann können wir auch sagen, wodurch die Zusammensetzung und die Feuchte der Luft in der Stratosphäre reguliert werden. Und das ist wichtig für unser Verständnis des Klimas und auch der Ozonschicht."

Die ATTRAX-Drohne ist vollgepackt mit den verschiedensten Messinstrumenten. Während der Flüge werden sie alles Mögliche erfassen: Temperatur, Strahlung, Wasserdampf, Druck, Eiskristalle, Wolken, Windfelder und so weiter. An Bord ist außerdem ein Luftansauger. Er kann 90 Proben für chemische Analysen nehmen ...

""Wir messen praktisch alles unter der Sonne"," so Projektleiter Jensen.

Der erste Flug der Mission wird die ATTREX-Drohne jetzt in die Gegend von Hawaii führen und rund 24 Stunden dauern. Bis März sollen noch weitere vier Aufstiege in die tropische Tropopausen-Region folgen. Das Projekt dauert aber noch viel länger - insgesamt fünf Jahre. Für 2014 sind bereits Flüge nach Guam und Australien geplant.

Mit den Daten aus eisigen Höhen sollen sich am Ende heutige Klima- und Atmosphärenmodelle wesentlich verbessern lassen.

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