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Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung


Arbeitsgebiete und Projekte

Aeronomie ist die Lehre von der Lufthülle der Erde. Das Max-Planck-Institut für Aeronomie hat seine Forschungsaktivitäten jedoch in den letzten Jahren erheblich ausgeweitet und auf das gesamte Sonnensystem ausgedehnt.

In drei Arbeitsbereichen werden folgende Systeme erforscht:

Atmosphären, Ionosphären und Magnetosphären

Sonne und Heliosphäre

Planeten, Monde, Kometen und kleine Körper

Zusätzlich und in Ergänzung dieser vorwiegend beobachtenden und experimentellen Aktivitäten wird an neuen theoretischen Ansätzen gearbeitet, werden physikalische Modelle entwickelt und numerische Simulationen durchgeführt:

Theorie und Modelle

Atmosphären, Ionosphären und Magnetosphären

weitere Einführung, Atmosphäre & Ionosphäre

weitere Einführung, Magnetosphären

Projekte

Im Vordergrund steht hier die Erforschung der Atmosphäre der Erde sowie der Magnetosphäre, ein vom irdischen Magnetfeld erfüllter Raum. Die Meßmethoden umfassen bodengebundene optische Beobachtungen, Sondierung der Atmosphäre und der Ionosphäre durch Radiowellen, Messungen von Spurenstoffen in der Atmosphäre mit Ballon- und Raketensonden sowie vom Space Shuttle aus und Untersuchungen der irdischen Magnetosphäre mit Raketen und Satelliten. Die bodengebundenen Messanlagen des Instituts stehen in Lindau, im Harz, in Nordskandinavien, auf Spitzbergen und Kreta. Ballonflüge zur Untersuchung von Spurenstoffen (u.a. Ozon) in der Stratosphäre werden in Skandinavien, Südfrankreich und Indien durchgeführt. Zur Magnetosphärenforschung waren Wissenschaftler des Instituts an einer Vielzahl von Satellitenprojekten mit selbst entwickelten Messgeräten beteiligt. Die experimentellen Arbeiten werden durch theoretische Studien und Modellrechnungen ergänzt.

Sonne und Heliosphäre

weitere Einführung

Projekte

Jenseits der Magnetosphäre beginnt der interplanetare Raum, der von der Wellen- und Teilchenstrahlung der Sonne (Sonnenwind) erfüllt wird. Auch damit in Zusammenhang stehende elektrische und magnetische Felder spielen eine große Rolle. Die Forschungen beziehen sich auf die Sonnenatmosphäre, das interplanetare Medium und dessen Einfluss auf andere Körper des Sonnensystems, wobei die Messungen von Raumsonden aus durchgeführt werden. Ferner wird ein bodengebundener Koronagraph auf einem Berg der Anden (Argentinien) betrieben. Auch innerhalb dieses Arbeitsgebiets werden zur Ergänzung und Interpretation der Messergebnisse theoretische Rechnungen durchgeführt.

Planeten, Monde, Kometen und kleine Körper

weitere Einführung

Projekte

Ziel ist hier die Erforschung der Oberflächen, Atmosphären und Magnetosphären der anderen Planeten unseres Sonnensystems, der Kometenkerne und anderer kleiner Körper (z.B. Asteroiden) und deren unmittelbare Umgebung sowie interplanetarer Staub. Es kommen am Institut entwickelte Messgeräte, u.a. Kamerasysteme und Teilchenanalysatoren zum Einsatz, die auf Raumsonden montiert sind. Besonders bekannt wurde die am Institut entwickelte Kamera, die von der GIOTTO Raumsonde aus zum ersten Mal Bilder des Kerns des Kometen Halley zur Erde funkte. Ferner ist das MPAe an Planetenmissionen zum Jupiter, Saturn und zum Mars beteiligt. Weltweites Aufsehen erregten die Bilder von der Marsoberfläche, die 1997 von der IMP-Kamera der amerikanischen Raumsonde PATHFINDER übertragen wurden. Wesentliche Teile dieser Kamera wurden am MPAe entwickelt und gebaut. Auch an zukünftigen Planeten- und Kometenmissionen nehmen Wissenschaftler des Instituts teil. Beobachtungen von Kometen, Planeten und kleinen Körpern werden auch vom Boden aus mit großen Teleskopen durchgeführt.

Theorie und Modelle

Forschungsarbeiten

Die im Institut selbst und im Rahmen internationaler Kooperation durchgeführten Beobachtungen und Experimente führen zur Bildung neuer physikalischer Theorien und Modelle. Dazu ist es notwendig, neue theoretische Ansätze zu entwickeln und auch numerische Simulationen durchzuführen. Hauptgegenstand der theoretischen Forschungen im Institut sind die für die Astrophysik typischen magnetischen Plasmen des Sonnensystems. Schlüsselprozesse sind der Dynamo, der die kosmischen Magnetfelder erzeugt, die magnetische Konvektion, die die Bewegung der magnetisierten Plasmen bestimmt, und die Rekonnexion, die die Speicherung und oftmals explosive Freisetzung magnetischer Energie steuert, das Plasma heizt und kosmische Teilchen auf hohe Energien beschleunigt.

Ein aktueller Forschungsschwerpunkt ist die Ursache der Heizung der Sonnenkorona auf Temperaturen von mehreren Millionen Grad, d.h. weit über die Oberflächentemperatur der Sonne (5500 Grad) hinaus. Forschungsgegenstand ist auch die Beschleunigung des Sonnenwinds sowie die Ablösung heißer magnetischer Plasmablasen (CME) von der Sonne. Alles Prozesse, die auch von unmittelbarer Bedeutung für das Wetter im Weltraum, also für unsere kosmischen Umweltbedingungen sind.

Dynamo und magnetische Konvektion können gut mit Hilfe magneto-hydrodynamischer Theorien und Modelle beschrieben werden. Magnetische Rekonnexion, die auch zur Koronaheizung und Sonnenwindbeschleunigung führt, muss dagegen plasmakinetisch behandelt werden. Turbulenz und nichtlineare Wellenprozesse bilden einen weiteres theoretisches Forschungsgebiet des Instituts, da Plasmawellen eine entscheidende Rolle für Transport und Energiedissipation beginnend mit der Sonne und hin bis zu planetaren Ionosphären spielen

Adressen


 

Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung

Pressemeldungen

Leistungsspektrum

Weitere Informationen: http://www.mps.mpg.de