Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wie beeinflusst die schwankende Sonnenstrahlung unser Klima?

10.10.2007
Sonnenstrahlen - viele genießen sie gerade jetzt noch im goldenen Oktober. Für die einen Anlass zu guter Laune, sind die Strahlen für Wissenschaftler ein Quell zahlreicher Fragen: Wie beeinflusst die Strahlung der Sonne unser Klima, wie das Wetter im erdnahen Weltraum? Welchen Anteil am Klimawandel hat die natürlich schwankende Energieproduktion der Sonne, welchen der Mensch?

Beeinträchtigt sie die Datenübermittlung von Satelliten? Mit SolACES, einem Gerät für die exakte Messung solarer EUV-Strahlung, leisten Fraunhofer-Forscher einen wesentlichen Beitrag, um diese Fragen zu beantworten.

10. Oktober 2007: Am Kennedy Space Center in Florida hat die Welt letztmalig Gelegenheit, das europäische Weltraumforschungslabor Columbus zu besichtigen, bevor es am 6. Dezember mit der Raumfähre Atlantis ins All transportiert wird. Ein Fraunhofer-Forschungsprojekt wird mit dabei sein: SolACES (SOLAR Auto-Calibrating EUV / UV Spectrophotometers). Es ist eines der drei Module von SOLAR, einer externen wissenschaftlichen Plattform des europäischen Forschungslabors Columbus, das an die Internationale Raumstation ISS angedockt wird. SOLAR soll helfen herauszufinden, wie die Sonne unser Klima beeinflusst. "Um genau zu sein, ist das Ziel von SOLAR, exakte Messungen der Sonnenstrahlung zu liefern. Mit einer Genauigkeit, die bislang nicht möglich war", erklärt Dr. Gerhard Schmidtke vom Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik IPM in Freiburg. Der Forscher hat über die letzten zehn Jahre das Projekt SolACES als Principal Investigator wissenschaftlich geleitet.

Er und sein hoch motiviertes Team haben Optik, Mechanik, Elektronik des kompletten Geräts entwickelt, aufgebaut und mit Unterstützung von EADS Astrium in Friedrichshafen nach den anspruchsvollen Standards der bemannten Raumfahrt auf die extremen Weltraumbedingungen getestet. Die Geldgeber, das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt DLR in Bonn sowie die europäische Weltraumbehörde ESA, begleiten das Vorhaben mit fachkundigem Personal.

SolACES soll die extreme Ultraviolettstrahlung EUV der Sonne messen, die im Spektralbereich zwischen 16 und 220 Nanometer liegt und stark variiert. Zwei weitere Module ergänzen das Spektrum: SOVIM - entwickelt in der Schweiz - wird die integrale Strahlung der Sonne über den gesamten Bereich des Sonnenspektrums messen. SOLSPEC - der französische Beitrag - wird die Sonnenstrahlung zwischen 170 Nanometer Wellenlänge (Ultraviolett) und 3000 Nanometer (Infrarot) spektral aufgelöst vermessen. Mit diesen Messungen möchten die Wissenschaftler mehr über die Ursachen des irdischen Klimawandels herausfinden: Welches Muster liegt den natürlichen Schwankungen der solaren Energieproduktion zugrunde, die bestimmten Zyklen folgt? Wie lassen sich diese Schwankungen von Einflüssen trennen, die von menschlichen Aktivitäten ausgehen?

"Die Messunsicherheiten bisheriger Instrumente im Spektralbereich unter 100 Nanometern lagen bei 20 bis über 400 Prozent. SolACES erreicht hier Werte von deutlich unter 10 Prozent", unterstreicht auch Dr. Raimund Brunner vom IPM, der für die technologische Umsetzung der wissenschaftlichen Anforderungen zuständig ist. Die hohe Präzision wird erreicht, indem sich das Modul im Orbit regelmäßig selbst kalibriert - in einem Rhythmus von 3 bis 15 Tagen. "Autokalibrierung ist eine unabdingbare Voraussetzung für genaue Messungen über einen langen Zeitraum. Denn im Weltraum verändern sich die optischen Eigenschaften der Oberflächen wie zum Beispiel der Gitter, Spiegel und Detektoren sehr stark. Folge davon ist, dass sich die Photonenausbeute ändert und die Spektrometer ungenaue Messergebnisse liefern." Herzstück der automatischen Kalibrierung sind zwei neuartige Ionisationskammern. Das sind mit den einatomigen Edelgasen Neon bzw. Xenon gefüllte Kammern, in denen die Gase durch die Absorption der EUV-Strahlung ionisiert werden. Das heißt, jedes EUV-Photon löst ein Elektron vom Atom ab. Werden durch spezielle Filter enge Spektralbereiche aus dem Sonnenlicht ausgeblendet und in die Kammern gelenkt, so erzeugen die Photonen messbare elektrische Ströme. Diese Ionisationsströme lassen die absolute Bestimmung der aktuellen Intensität der einfallenden Sonnenstrahlung und damit die Nachkalibrierung der Spektrometer zu. Insgesamt sind 42 dieser Filter in einem drehbaren Rad angeordnet, um den vorgegebenen Spektralbereich nacheinander zu überdecken.

"Mit SolACES wollen wir noch weitere Aspekte erkunden, etwa wie die solare EUV-Strahlung 'das Wetter' unserer oberen Atmosphäre beeinflusst", so Dr. Schmidtke. Diese Strahlung ist die Hauptenergiequelle für die Thermo- und Ionosphäre, die sich über den Höhenbereich von zirka 85 bis 1 000 Kilometer oberhalb der Erdoberfläche erstrecken. Was hier passiert, spielt eine wichtige Rolle bei der Wechselwirkung des Systems Erde/Sonne. Die kontinuierlichen und exakten Messungen der Sonnenstrahlung sollen unser Verständnis vertiefen, welchen Einfluss die variable Aktivität der Sonne auf diesen erdnahen Raum hat. "Ein interessanter Aspekt ist dabei, mit der genaueren Bestimmung der eingestrahlten Energie die Modelle der Thermosphäre und Ionosphäre zu verbessern", erläutert Schmidtke. "Damit lassen sich die Bahnen von Satelliten, die sich in diesen Sphären bewegen, besser berechnen. Auch mögliche Kollisionen mit Weltraummüll ließen sich besser vorhersehen als bisher." Die solare EUV-Strahlung steuert auch die Elektronendichte der Ionosphäre. Somit beeinflusst sie die Ausbreitung der elektromagnetischen Signale von Navigationssystemen wie GPS zur Erde. Die Daten von SolACES können hier helfen, die ständig wachsenden Anforderungen an die Genauigkeit künftiger Navigationssysteme wie Galileo zu erfüllen.

Erste Messdaten werden zu Beginn des kommenden Jahres erwartet, nachdem die Astronauten die SOLAR-Nutzlast an der Columbus-Station befestigt haben.

Marion Horn | idw
Weitere Informationen:
http://www.fraunhofer.de/fhg/press/pi/2007/10/Presseinformation10102007.jsp

Weitere Berichte zu: EUV-Strahlung SOLAR SolACES Sonnenstrahlung Spektralbereich

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Von der Bottnischen See bis ins Kattegat – Der Klimageschichte der Ostsee auf der Spur
28.03.2017 | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

nachricht Einfluss der Sonne auf den Klimawandel erstmals beziffert
27.03.2017 | Schweizerischer Nationalfonds SNF

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Entwicklung miniaturisierter Lichtmikroskope - „ChipScope“ will ins Innere lebender Zellen blicken

Das Institut für Halbleitertechnik und das Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, beide Mitglieder des Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), der Technischen Universität Braunschweig, sind Partner des kürzlich gestarteten EU-Forschungsprojektes ChipScope. Ziel ist es, ein neues, extrem kleines Lichtmikroskop zu entwickeln. Damit soll das Innere lebender Zellen in Echtzeit beobachtet werden können. Sieben Institute in fünf europäischen Ländern beteiligen sich über die nächsten vier Jahre an diesem technologisch anspruchsvollen Projekt.

Die zukünftigen Einsatzmöglichkeiten des neu zu entwickelnden und nur wenige Millimeter großen Mikroskops sind äußerst vielfältig. Die Projektpartner haben...

Im Focus: A Challenging European Research Project to Develop New Tiny Microscopes

The Institute of Semiconductor Technology and the Institute of Physical and Theoretical Chemistry, both members of the Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), at Technische Universität Braunschweig are partners in a new European research project entitled ChipScope, which aims to develop a completely new and extremely small optical microscope capable of observing the interior of living cells in real time. A consortium of 7 partners from 5 countries will tackle this issue with very ambitious objectives during a four-year research program.

To demonstrate the usefulness of this new scientific tool, at the end of the project the developed chip-sized microscope will be used to observe in real-time...

Im Focus: Das anwachsende Ende der Ordnung

Physiker aus Konstanz weisen sogenannte Mermin-Wagner-Fluktuationen experimentell nach

Ein Kristall besteht aus perfekt angeordneten Teilchen, aus einer lückenlos symmetrischen Atomstruktur – dies besagt die klassische Definition aus der Physik....

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Industriearbeitskreis »Prozesskontrolle in der Lasermaterialbearbeitung ICPC« lädt nach Aachen ein

28.03.2017 | Veranstaltungen

Neue Methoden für zuverlässige Mikroelektronik: Internationale Experten treffen sich in Halle

28.03.2017 | Veranstaltungen

Wie Menschen wachsen

27.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hannover Messe: Elektrische Maschinen in neuen Dimensionen

28.03.2017 | HANNOVER MESSE

Dimethylfumarat – eine neue Behandlungsoption für Lymphome

28.03.2017 | Medizin Gesundheit

Antibiotikaresistenz zeigt sich durch Leuchten

28.03.2017 | Biowissenschaften Chemie