Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Weltraum-Wettervorhersage für Astronauten

25.05.2007
Kieler Instrument liefert Daten für eine neue Methode, die die Sicherheit im All verbessert

Damit Astronauten auf dem Weg zum Mond oder Mars Strahlungsschäden durch die Radioaktivität der Sonne so gering wie möglich halten, bedarf es einer Methode, die sie vor plötzlichem Auftreten solarer Teilchenereignisse warnt. Ein solches Verfahren ist jetzt bei der NASA von dem gebürtigen Schleswig-Holsteiner Dr. Arik Posner entwickelt worden. Es kann das Eintreffen solarer Protonen bis zu zirka einer Stunde vorhersagen. Die Methode basiert auf einem Instrument, das Anfang der 1990er Jahre an der Kieler Universität entwickelt wurde, und dessen Daten, die bis heute hier gemessen werden.

Die heute (24.05.) in der amerikanischen Zeitschrift Space Weather veröffentlichte Studie zeigt, dass bevorstehende solare Teilchenstürme mit schädlichen Ionen durch das frühzeitige vermehrte Auftreten lichtschneller Elektronen vorhergesagt werden können. Das Elektronensignal gibt einen Hinweis auf das Strahlungsniveau, welches bis zu einer Stunde vor dem Eintreffen wesentlich gesundheitsschädlicherer Ionen warnen kann. Das erlaubt erstmals eine Vorhersage der radioaktiven Strahlung, der Astronauten bei außergewöhnlicher Sonnenaktivität außerhalb des schützenden Erdmagnetfeldes ausgesetzt würden. Sie können rechtzeitig entscheiden, ob sie sich in geschütztere Quartiere zurückziehen müssen. Nach Aussage des für Astronautensicherheit zuständigen Mediziners am NASA Johnson Space Center kann damit die Gefahr für Astronauten, Strahlungskrankheit zu erleiden, reduziert werden.

Kurzfristige und langfristige Veränderungen an einem Ort in der Erdatmosphäre werden als Wetter und Klima bezeichnet. Seit den 1950er Jahren ist bekannt, dass sich die Erde in der erweiterten Atmosphäre der Sonne befindet, der Sonnenkorona, deren innerer Rand bei einer Sonnenfinsternis zu sehen ist. Deshalb werden die kurzfristigen und langfristigen Schwankungen, denen die Erde aufgrund der veränderlich aktiven Sonne unterworfen ist, auch als Weltraumwetter und Weltraumklima bezeichnet. Auf kurzen Zeitskalen sind es die solaren Störungen, wie koronale Massenausbrüche, und die damit verbundenen energiereichen geladenen Teilchen, die zum Naturschauspiel der Nordlichter, aber auch zur radioaktiven Gefährdung von Astronauten führen.

Die Erforschung der physikalischen Prozesse solcher Störungen ist ein wissenschaftliches Ziel des Solar and Heliospheric Observatory (SOHO), das im Dezember 1995 gestartet wurde. An Bord dieses Weltraum-Observatoriums befindet sich das Teilcheninstrument EPHIN (Elektronen-Protonen-Helium-Instrument), das an der Christian-Albrechts-Universität (CAU) zu Kiel unter der Leitung von Professor Gerd Wibberenz und den Diplom-Physikern Horst Kunow und Reinhold Müller-Mellin entwickelt und gebaut wurde.

Obwohl das Instrument sich bereits zwölf Jahre im Weltraum befindet und Temperaturen unterhalb von -40 Grad Celsius und oberhalb von 40 Grad Celsius überstehen musste, funktioniert es auch heute noch einwandfrei. EPHIN besteht aus einem Sensorkopf und einer Elektronikbox. Der Sensor ist das Herzstück der Apparatur und setzt sich aus einer Anordnung von Halbleiterdetektoren und einem Antikoinzidenzdetektor zusammen, der es erlaubt, Elektronen und Protonen sowie Helium im Energiebereich der Sonne zu messen. In Analogie zu einem optischen Teleskop dienen die Halbleiterdetektoren als Objektive, Okulare und Spektrometer und der Antikoinzidenzdetektor als Teleskoptubus. Die Kieler Messungen werden umgehend über das Internet der wissenschaftlichen Gemeinschaft zugänglich gemacht. Anhand der Daten können die Energie-Freisetzung und -Beschleunigung in der solaren Atmosphäre sowie Proben von solarem atmosphärischem Material erforscht werden. An der Kieler Universität werden sie in den Arbeitsgruppen von Professor Robert Wimmer-Schweingruber und Professor Bernd Heber jedoch auch für die Ausbildung von Studierenden in extraterrestrischer Physik verwendet. Gefördert wird die Arbeit mit EPHIN vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt.

Dr. Arik Posner hat 1999 an der Kieler Universität über energiereiche Teilchen promoviert. Er ist derzeit Wissenschaftler am Southwest Research Institut in San Antonio, Texas. Seit 2006 ist er zudem temporär am Hauptquartier der NASA in Washington DC beschäftigt. Dort betreut er augenblicklich die Raumsonden Ulysses und Wind.

Kontakt:
Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
Institut für Experimentelle und Angewandte Physik Professor Bernd Heber, Tel: 0431/880-3955, Fax: 0431/880-3986

e-mail: heber@physik.uni-kiel.de

NASA/HQ, Heliophysics Division, Science Mission Directorate Dr. Arik Posner, Washington, DC
Tel: 001/202-358-0727, Tel. mobil: 001/210-215-2745
e-mail: aposner@hq.nasa.gov

Susanne Schuck | Uni Kiel
Weitere Informationen:
http://www.uni-kiel.de

Weitere Berichte zu: Astronaut EPHIN Luft- und Raumfahrt NASA

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht MADMAX: Ein neues Experiment zur Erforschung der Dunklen Materie
20.10.2017 | Max-Planck-Institut für Physik

nachricht Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung
20.10.2017 | Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Salmonellen als Medikament gegen Tumore

HZI-Forscher entwickeln Bakterienstamm, der in der Krebstherapie eingesetzt werden kann

Salmonellen sind gefährliche Krankheitserreger, die über verdorbene Lebensmittel in den Körper gelangen und schwere Infektionen verursachen können. Jedoch ist...

Im Focus: Salmonella as a tumour medication

HZI researchers developed a bacterial strain that can be used in cancer therapy

Salmonellae are dangerous pathogens that enter the body via contaminated food and can cause severe infections. But these bacteria are also known to target...

Im Focus: Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung

Seit dreißig Jahren gibt eine bestimmte Uranverbindung der Forschung Rätsel auf. Obwohl die Kristallstruktur einfach ist, versteht niemand, was beim Abkühlen unter eine bestimmte Temperatur genau passiert. Offenbar entsteht eine so genannte „versteckte Ordnung“, deren Natur völlig unklar ist. Nun haben Physiker erstmals diese versteckte Ordnung näher charakterisiert und auf mikroskopischer Skala untersucht. Dazu nutzten sie den Hochfeldmagneten am HZB, der Neutronenexperimente unter extrem hohen magnetischen Feldern ermöglicht.

Kristalle aus den Elementen Uran, Ruthenium, Rhodium und Silizium haben eine geometrisch einfache Struktur und sollten keine Geheimnisse mehr bergen. Doch das...

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Konferenz IT-Security Community Xchange (IT-SECX) am 10. November 2017

23.10.2017 | Veranstaltungen

Die Zukunft der Luftfracht

23.10.2017 | Veranstaltungen

Ehrung des Autors Herbert W. Franke mit dem Kurd-Laßwitz-Sonderpreis 2017

23.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Magma sucht sich nach Flankenkollaps neue Wege

23.10.2017 | Geowissenschaften

Neues Sensorsystem sorgt für sichere Ernte

23.10.2017 | Informationstechnologie

Salmonellen als Medikament gegen Tumore

23.10.2017 | Biowissenschaften Chemie