Eine NASA-Sounding-Rakete hat erstmals gleichzeitige Messungen innerhalb einer sporadischen E-Schicht durchgeführt. Diese Schichten, die sich in der Ionosphäre bilden, beeinflussen die Ausbreitung von Funkwellen und können die Kommunikation stören. Die Mission namens SpEED Demon startete am 24. August 2022 von der Wallops Flight Facility in Virginia und lieferte neue Erkenntnisse über die Struktur dieser Schichten.
Was sind sporadische E-Schichten?
Sporadische E-Schichten entstehen in der Ionosphäre, einer Region der oberen Atmosphäre ab etwa 60 Kilometern Höhe. Sie bestehen aus ionisierten Metallpartikeln, die von verglühten Meteoriten stammen. Diese Schichten bilden sich unvorhersehbar und können Funkwellen reflektieren, was zu Störungen in der Kommunikation führt. Beispielsweise können GPS-Signale durch diese Schichten beeinträchtigt werden.
Bisher wurden sporadische E-Schichten nur punktuell untersucht, da sie für Wetterballons zu hoch und für Satelliten zu niedrig liegen. Sounding-Raketen, die kurzfristig gestartet werden können, sind das geeignete Werkzeug, um diese Schichten zu erforschen. Allerdings lieferten frühere Missionen nur Messungen entlang einer einzigen Flugbahn.
Neue Methode liefert detaillierte Einblicke
Die SpEED Demon-Mission setzte erstmals sogenannte Dropsonden ein, die von der Hauptnutzlast der Rakete abgeworfen wurden. Diese Sonden maßen die Plasmaparameter entlang ihrer eigenen Flugbahnen und sendeten die Daten an Bodenstationen. Zusammen mit der Hauptnutzlast wurden so fünf Messpunkte gleichzeitig erfasst.
Die Daten zeigten, dass die sporadische E-Schicht komplexer strukturiert ist als bisher angenommen. Statt einer gleichmäßigen Schicht fanden die Forscher eine unregelmäßige, turbulente Struktur, die durch Winde in der umgebenden Atmosphäre geformt wird. Die Schicht teilte sich sogar in zwei getrennte Spitzen auf, was auf eine Modulation durch Kelvin-Helmholtz-Wellen hindeutet.
Die SpEED Demon-Mission war ursprünglich als Technologiedemonstration geplant, um die Machbarkeit der Dropsonde-Methode zu testen. Aufgrund des Erfolgs wurde die Methode bereits in weiteren Missionen eingesetzt, darunter bei Raketenstarts während der Sonnenfinsternisse im Oktober 2023 und April 2024.
- Quelle: NASA Pressemitteilung, Journal of Geophysical Research: Space Physics