Mit russischem Forschungsflugzeug in die Stratosphäre

Neue Nutzergemeinschaft mit deutscher Beteiligung erforscht die Ozonschicht bis 21 Kilometer Höhe

Mit Beginn des „Jahres der Geowissenschaften 2002“ wird die europäische Atmosphärenforschung gleich durch zwei bedeutende Instrumente aufgewertet: Zum einen steht mit dem russischen Höhenforschungsflugzeug „Geophysica“ nun eine Plattform für die Erforschung der Stratosphäre bis in 21 km Höhe zur Verfügung. Zum anderen wird am 28. Februar dieses Jahres der europäische Umweltsatellit ENVISAT gestartet. Diese beiden sich ergänzenden Instrumente ermöglichen es, Physik und Chemie von Stratosphäre und Ozonschicht sowie die Einflüsse des Treibhauseffekts umfassend zu untersuchen.

Europäische Wissenschaftler aus Deutschland, England, Frankreich, Italien und der Schweiz haben in Zukunft die Möglichkeit, das russische Höhenforschungsflugzeug „Geophysica“ für ihre vielfältigen Aufgaben zu nutzen. Von deutscher Seite beteiligen sich die Helmholtz-Zentren Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), Forschungszentrum Jülich (FZJ), Forschungszentrum Karlsruhe sowie die Universität Frankfurt. Alle Teilnehmer sind zusammengefasst in der neu gegründeten „Geophysica EEIG“ (European Economic Interest Group), die sich soeben – zu Beginn des „Jahres der Geowissenschaften 2002“ – in Florenz als formaler Vertragspartner der russischen Betreibergesellschaft des Höhenforschungsflugzeugs konstituiert hat.

Das einsitzige Höhenforschungsflugzeug M-55 „Geophysica“ des Myasishev Design Bureau wurde ursprünglich als militärischer Höhenaufklärer konzipiert. Das mittlerweile ausschließlich zivil genutzte zweistrahlige Flugzeug (Länge 22,86 m / Spannweite 37,46 m, Doppelleitwerk) kann eine Instrumentenlast von rund einer Tonne transportieren und operiert dank seiner überdimensionierten Tragflügel mit großer Streckung in einer Höhe von bis zu 21 Kilometer, mithin doppelt so hoch wie kommerzielle Linienflugzeuge. Die „Geophysica“ besitzt somit die Fähigkeit, in die Ozonschicht hineinzufliegen und dort direkt die Zusammensetzung der Atmosphäre zu messen. Mit Hilfe der neuen Interessengemeinschaft „Geophysica EEIG“ haben europäische Forschungseinrichtungen nunmehr die Möglichkeit, das Flugzeug für eine ganze Serie von Forschungsprojekten zu nutzen. So werden in den nächsten Jahren die Einflüsse von Klimaänderungen und Verschmutzungen auf die Ozonschicht untersucht. Die Messkampagnen werden mit Hilfe von Forschungsprojekten der Europäischen Union, der Europäischen Weltraumbehörde ESA sowie des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) finanziert.

Im Laufe der nächsten drei Jahre wird die „Geophysica“ für folgende Projekte eingesetzt:

Validierung und Ergänzung von Messdaten des europäischen Umweltsatelliten ENVISAT (geplanter Start: 28.2.2002),

Erforschung der Entstehung großer Eispartikel in der Stratosphäre und ihrer Wirkungen auf die Aktivierung von Chlor- und Bromverbindungen und damit auf den Ozonabbau,

Messungen in den Tropen zur Entstehung von Stickoxiden aus Gewitter-Blitzen, zur Bildung dünner Zirrus-Wolken sowie zum Eintrag von Spurenstoffen über die tropische Tropopause (die Obergrenze der Troposphäre) in die Stratosphäre.

Die deutschen Institute haben für diese Messkampagnen spezielle Messinstrumente entwickelt, mit denen Stickoxide, Wasserdampf, Ozon, Chlor und Bromgas sowie eine Vielzahl von Treibhausgasen und Partikeln gemessen werden können. Ein Teil dieser Instrumente, beispielsweise das Experiment MIPAS (Michelson Interferometer für passive atmosphärische Sondierung) des Forschungszentrums Karlsruhe, war bereits bei früheren Kampagnen (in den Tropen und in der Antarktis) auf der „Geophysica“ im Einsatz. Für die bevorstehenden Messprogramme wurden im Rahmen eines HGF-Vernetzungsfonds-Projektes zwei neue Instrumente erst kürzlich neu integriert. Der künftige deutsche Anteil an der internationalen Nutzlast der „Geophysica“ beläuft sich damit auf insgesamt sechs Messsysteme.

Joachim Hoffmann