| Beobachter: | Anneliese Haika |
| Datum: | 20. 06. 2003 |
| Zeit: | 14.00 bis 17.30 MESZ |
| Ort: | Institut für Weltraumforschung, Graz |
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| Bericht: | Am 20. Juni veranstaltete das Institut für Astronomie Wien unter Leitung von Prof. Weiss eine Exkursion zum Institut für Weltraumforschung der Österreichischen Akademie der Wissenschaften in Graz. Da Gäste willkommen waren, meldete auch ich mich dazu an. Als Treffpunkt war die Halle des Grazer Hauptbahnhofs geplant, doch da ich leider das Umsteigen in Bruck an der Mur versäumte, mußte ich einen langen Umweg in Kauf nehmen und kam schließlich zwei Stunden zu spät in Graz an. Mit dem Taxi ging es vom Bahnhof zum IWF und letzlich hatte ich glücklicherweise nur das Mittagessen (zwei Schokoriegel mußten genügen) und die ersten 20 Minuten des Vortrags versäumt. Die Führung begann mit einem Überblick über die drei Forschungsschwerpunkte des Instituts. Professor Wolfgang Baumjohann präsentierte die Abteilung für experimentelle Weltraumforschung, deren Leiter er ist. Forschungsgebiet ist hier die Weltraumplasmaphysik. Die Magnetosphäre der Erde, ihre Dynamik sowie Wechselwirkungen des Sonnenwindes mit dem Magnetfeld werden erforscht. Die Abteilung ist an einigen Weltraummissionen beteiligt, so zum Beispiel an den zukünftigen Sonden Venus Express (ESA) und BepiColombo (ESA/ISAS). Bei beiden Missionen sollen Magentometer aus Graz mitfliegen. Venus Express soll 2005 die Venus erforschen. Obwohl der Planet kein eigenes Magnetfeld besitzt, wir das Magentometer Aufschluß über Aktivitäten in der Venusatmosphäre, über Plasmaregionen und die Wechselwirkung der Atmosphäre mit dem Sonnenwind geben. BepiColombo, eine europäisch-japanische Kooperation mit geplantem Start 2011, wird Merkur untersuchen. Der innerste Planet unseres Sonnensystems besitzt ein Magnetfeld, obwohl sein Kern nicht mehr flüssig ist. Auch hier gibt es noch völlig unerforschte Bereiche, so sind zum Beispiel Effekte der Wechselwirkungen zwischen seinem Magnetfeld und dem hier sehr intensiven Sonnenwind zu erwarten, die man von der Erde nicht kennt. Die Abteilung für Satellitengeodäsie wurde von ihrem Leiter, Prof. Hans Sünkel vorgestellt. Erdschwerefeld, Satelliten-Gradiometrie und Geodynamik sind die Forschungsgebiete dieser Abteilung. Von der Laserstation am Grazer Lustbühel Observatorium werden mittels die Positionen von bis zu 35 Satelliten genau vermessen. Der Laserpuls mit einer Frequenz von 10 Hz kann die Position auf 3 mm genau bestimmen. Graz arbeitet hier mit anderen Stationen auf der ganzen Welt zusammen, um die Bahnen von Satelliten präzise zu vermessen. Es wurden sogar nur für Messzwecke gebaute Satelliten ausgesetzt - intelligenzlose, kleine Kugeln mit vielen Prismen an der Oberfläche - die als globales Koordinatensystem dienen. Diese Messungen lassen Rückschlüsse auf das Gravitationsfeld der Erde zu. Darüberhinaus ist die exakte Bahnbestimmung auch für die Betreiber von Satelliten eine wichtige Hilfe. In Zukunft soll die Anlage durch Erhöhung der Laserfrequenz auf 1000 Hz weiter verbessert werden. Aus den Lasermessungen läßt sich umgekehrt auch die Position der Laserstationen auf der Erde bestimmen. Dadurch können Kontinentaldriften oder Hebungen von Platten erkannt werden. Am IWF wird so die adriatische Mikroplatte überwacht. Auch am zukünftigen europäischen GPS System Galileo wurd das Institut beteiligt sein. Die dritte Abteilung, die sich der Physik des erdnahen Weltraums widmet, wurde von Dr. Helmut Lammer vorgestellt. hier werden vor allem theoretische Modelle etnwickelt und Experimente durchgeführt. Die Forschungsthemen sind: solar-planetare Bezeihungen, Planetenatmosphären, Planetenoberflächen, Kalibrierung und Störungsmessung von Satellitenantennen sowie Radioemissionsmessungen. Die vier terrestrischen Planeten sind hier von besonderem Interesse. Vergleiche der Atmosphären und Magentfelder werden gezogen. Die Wechselwirkungen zwischen solaren Teilchen bzw. Strahlung und der Magentosphäre, Atmosphäre oder Oberfläche von Planeten und anderen Körpern des Sonnensystems (Kometen) wird in Modellen berechnet und erforscht. Von besonderer Bedeutung für die Forschung an extrasolaren Planeten ist die Erstellung von Modellen der Evolution von Planeten und ihren Atmosphären. Hier spielen auch neue Erkenntnisse zur Habitabilität von Planeten eine wichtige Rolle. Die COROT Mission, an der das IWF beteiligt ist, soll sternnahe extrasolare Planeten bis zu einer Größe von zwei oder drei Erdmassen erkennen können. Am IWF werden Modelle erstellt, die auf die ursprüngliche Masse solcher "Uranuskerne" schließen lassen. Laborexperimente werden durchgeführt, um den Einbau von Sauerstoff und Kohlendioxid in planetare Oberflächen simuliert. Damit kann z.B. der Marsboden modelliert werden. Die Abteilung ist maßgeblich an Weltraummissionen beteiligt. Neben der schon erwähnten COROT Mission, auf die ich später noch eingehe, möchte ich als weitere Beispiele Mars Express, Cassini/Huygens, Venus Express, BepiColombo und Rosetta nennen. Dr. Maxim Khodachenko gab uns dann noch einen Überblick über einen neuen Schwerpunkt am IWF - die Sonnenforschung. Auch hier werden Modelle erstellt - von Ursprung und Entwicklung von Flares, CMEs, koronalen Loops und anderen Sonnenphänomenen. Beobachtungen werden im Radiobereich in Zusammenarbeit mit anderen Observatorien gemacht. Die Rosetta Mission, die nun nach verschobenem Start im Februar 2004 zum Kometen Churyumov-Gerasimenko starten soll, wird ein österreichisches Experiement an Bord haben. Dr. Manfred Steller und Univ.-Doz. Klaus Torker machten uns mit denDetails dieser Mission vertraut. MIDAS (Micro-Imaging Dust Analysis System) soll Staub des Kometen einsammeln und seine Struktur erforschen. Dazu wird der Staub vorsichtig eingesammelt (immerhin kommt er mit einigen 10 m/s auf die Sonde zu und soll beim Aufprall nicht zerstört werden) und auf einer von 64 winzigen Flächen des Probenrades abgelagert. Dann wird die Fläche dem Raster-Kraft-Mikrosko zugedreht. Dieses spezielle Mikroskop tastet mit einer von 16 feinen Spitzen (ihre Größe liegt im Nanometerbereich) die Staubkörner ab, ohne sie dabei zu berühren. Sobald die Spitze dem Material nahe genug kommt, wirken Van-der-Waals-Kräfte, die mittels eines Sensors gemessen werden. Damit kann die Oberflächenstruktur der Staubkörner genau aufgezeichnet werden. Univ.-Doz. Torkar und Dr. Steller führten uns zunächst eine "grobe" Version eines Raster-Kraft-Mikroskops vor. Hier wurde die Oberfläche einer 1 Cent Münze abgetastet. Danach konnten wir durch eine Glasscheibe einen Blick in den Cleanroom werfen, wo wir MIDAS (die Zweitbesetzung, sozusagen) in voller Größe bewundern durften. Das Gerät sitzt in einem schwarzen Gehäuse von der Größe von etwa zwei Schuhschachteln übereinander. Ein weißer Trichter ragt aus der Box und aus der Sonde in den Weltraum hinaus und sammelt den Staub ein. Beeindruckend war es, einmal die feine Mechanik eies solchen Präzisionsgerätes aus der Nähe zu sehen. Und das alles muß so gelagert werden, daß es den Start mit all seinen Vibrationen problemlos übersteht! Weiter ging unsere Führung zu einem Raum, in dem Magnetometer gebaut und getestet werden. Verschiedene, beeindruckende Geräte (z.B. eine große Helmholtz-Spule) sorgen dafür, daß das Erdmagentfeld die Tests an empfindlichen Instrumenten so wenig wie möglich beeinflussen kann. Die letzte Station war der Raum des COROT Teams. Die COROT Sonde soll mit Hilfe genauer Photometrie einerseits astroseismologische Studien erlauben und andererseits nach Helligkeitsschwankungen suchen, die auf die Existenz von Extrasolaren Planeten hinweisen. Das IWF entwickelt für diese französische Mission die Software zur Datenreduktion. Dieser Teil der Datenverarbeitung ist insoferne besonders wichtig, da man die Zeit, die zum Herunterladen der Daten von der Sonde zur Erde zur Verfügung steht, möglichst effizient nutzen muß. Dr. Steller erklärte uns, welche Entwicklungsschritte sie bei Hardware und Software durchlaufen haben und wie die Testphasen verlaufen. Demnächst wird die ganze Einheit zu weiteren Tests nach Frankreich geschickt. Nach vier Stunden am IWF drängte Prof. Weiss zum Aufbruch. Wir wollten schließlich den Zug um 18.23 erwischen. Mit einer Abkürzung über ein Fußballfeld und einem kleinen Sprint (angeführt von Prof. Kerschbaum) von der vorletzten Straßenbahnstation zum Bahnsteig, schafften wir den Weg vom Institut zum Grazer Hauptbahnhof tatsächlich in Rekordzeit. Natürlich konnte ich hier die Leistungen des IWF nicht vollständig aufzählen, nicht einmal alles, was wir in der Führung gehört und gesehen haben. Sicher habe ich auch das eine oder andere in meinem Bericht vergessen. Für alle, die es noch genauer wissen wollen, empfehle ich die Homepage des IWF, die keine Fragen offen läßt. Sowohl die Homepage als auch das Institut selbst ist absolut einen Besuch wert! |
| Weitere Informationen: | http://www.iwf.oeaw.ac.at/german/welcome1024_d.html |