Forschung zur Weltraumwettervorhersage: Einblicke aus Schweden

KIRUNA / MÜNCHEN (IT BOLTWISE) – In den nördlichen Weiten Schwedens, wo die Aurora Borealis den Himmel erleuchtet, arbeitet eine junge Wissenschaftlerin an der Entschlüsselung eines der rätselhaftesten Teile unserer Atmosphäre: der sogenannten Ignorosphäre.

Die Ignorosphäre, ein Bereich der Erdatmosphäre, der sich etwa 100 Meilen über der Erdoberfläche erstreckt, ist ein weitgehend unerforschtes Gebiet. Diese Region, die zwischen der oberen Mesosphäre und der unteren Thermosphäre liegt, ist für herkömmliche Wetterballons zu hoch und für Satelliten zu niedrig, um sie regelmäßig zu umkreisen. Doch genau hier setzt die Forschung von Charmi Patel an, einer Physik-Doktorandin der UMass Lowell.

Patel reiste kürzlich nach Nordschweden, um ein Instrument namens HiT&MiS zu installieren. Dieses hochmoderne Spektrographie-Instrument, entwickelt vom Lowell Center for Space Science and Technology, untersucht atmosphärische Veränderungen, die durch Sonnenstrahlung verursacht werden, auch bekannt als Weltraumwetter. Die Erkenntnisse aus dieser Forschung könnten entscheidend sein, um zu verstehen, wie Weltraumwetter Phänomene wie Klima, Kommunikation und sogar Stromnetze beeinflusst.

HiT&MiS, das vor über einem Jahrzehnt entwickelt wurde, nutzt eine einzigartige Technologie, um Licht in seine verschiedenen Farben zu zerlegen und so die Zusammensetzung der Atmosphäre zu analysieren. Anders als herkömmliche Spektrographen, die nur einen einzigen Spalt verwenden, verfügt HiT&MiS über vier Spalte, die eine hochauflösende spektrale Analyse ermöglichen, selbst bei Tageslicht.

Die Installation des Instruments in Schweden wurde durch eine Zusammenarbeit mit dem Schwedischen Institut für Weltraumphysik ermöglicht. Die schwedischen Wissenschaftler benötigen genaue atmosphärische Daten, um Raketenstarts vom Esrange Space Center in Kiruna zu unterstützen. HiT&MiS bietet hierfür eine ideale Lösung.

Patel, die aus Champaign, Illinois, stammt, erhielt die Möglichkeit, das Instrument zu kalibrieren, um Hydroxylradikale zu erkennen, die entstehen, wenn ein Wasserstoffatom aus einem Wassermolekül entfernt wird. Diese Erfahrung ermöglichte es ihr, wertvolle Kenntnisse in der Instrumentierung und im Einsatz von optischer Modellierungssoftware zu erwerben.

Nach der erfolgreichen Installation in Kiruna wird HiT&MiS nun kontinuierlich zur Beobachtung der Nordlichter eingesetzt. Diese stehen derzeit im Höhepunkt eines 11-jährigen Sonnenzyklus und sind über weite Teile der USA sichtbar. Die gesammelten Daten werden mit Programmiersprachen wie Python und Rust analysiert, um neue Erkenntnisse über die Ignorosphäre zu gewinnen.

Die Forschungsergebnisse könnten in Zukunft zu neuen Studienvorschlägen führen, die bei der National Science Foundation eingereicht werden. Prof. Supriya Chakrabarti, Direktor von LoCSST, betont die Komplexität der Modelle und die Bedeutung der interdisziplinären Ansätze, die in dieser Forschung angewendet werden.

Für Patel bedeutet diese Erfahrung nicht nur einen bedeutenden Schritt in ihrer wissenschaftlichen Karriere, sondern auch die Möglichkeit, internationale Kooperationen und die Dynamik wissenschaftlicher Zusammenarbeit hautnah zu erleben.

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