Bei einer Sonnenfinsternis schickt die NASA Raketen in den Schatten des Mondes

Wenn Amerikas Augen wegen der Sonnenfinsternis in den Himmel blicken, erhaschen scharfsichtige Beobachter in Virginia möglicherweise einen Blick auf etwas anderes – Raketen, die in den Schatten des Mondes fliegen.

Die NASA wird voraussichtlich am 8. April drei der mit Instrumenten bestückten Sonden starten, um zu untersuchen, wie sich die vorübergehende Blockierung des Sonnenlichts auf einen Teil der oberen Atmosphäre auswirkt.

Die sogenannten Höhenforschungsraketen werden jeweils von der Wallops Flight Facility der Raumfahrtbehörde starten, eine 45 Minuten vor, eine während und die letzten 45 Minuten nach der lokalen Sonnenfinsternis.

Das Trio wird in die Ionosphäre aufsteigen, eine Region 55 bis 310 Meilen über der Erdoberfläche, in der tagsüber Teilchen durch die Strahlung der Sonne elektrisch geladen oder „ionisiert“ werden.

„Es handelt sich um eine elektrifizierte Region, die Funksignale reflektiert und bricht und sich beim Durchgang der Signale auch auf die Satellitenkommunikation auswirkt“, erklärte Missionsleiter und Ingenieurphysiker Professor Aroh Barjatya von der Embry-Riddle Aeronautical University in Florida in einer Erklärung.

Nachts wird die Ionosphäre dünner, da sich Elektronen und Ionen entspannen und wieder zu neutralen Atomen verbinden, um sich am nächsten Tag wieder zu trennen.

Eine Sonnenfinsternis erzeugt praktisch eine vorübergehende, örtliche Nacht, die dazu führt, dass die lokale Temperatur und die ionosphärische Dichte sinken und dann wieder ansteigen.

Auf diese Weise löst der Durchgang des Mondschattens über die Erde sowohl große atmosphärische Wellen als auch kleinere Störungen aus, die das Potenzial haben, die Funkkommunikation durch die Ionosphäre zu stören.

Gleichzeitig kann die Ionosphäre sowohl durch normales Wetter als auch durch sein weltraumgestütztes Gegenstück gestört werden.

„Das Verständnis der Ionosphäre und die Entwicklung von Modellen, die uns helfen, Störungen vorherzusagen, sind entscheidend, um sicherzustellen, dass unsere zunehmend kommunikationsabhängige Welt reibungslos funktioniert“, fügte Barjatya hinzu.

Höhenforschungsraketen seien ein ideales Werkzeug, um die Auswirkungen der Sonnenfinsternis auf die Atmosphäre zu untersuchen, erklärt die NASA, da sie während des Ereignisses gestartet werden könnten und Messungen in allen Höhen der Ionosphäre vornehmen könnten.

(Im Gegensatz dazu können Satelliten nur eine einzelne Höhe messen – und befinden sich möglicherweise nicht einmal auf einer Umlaufbahn, die sie am richtigen Ort und zur richtigen Zeit platziert, um mit der Gesamtheit der Sonnenfinsternis zusammenzufallen.)

Das Trio der Höhenforschungsraketen soll eine Höhe von etwa 260 Meilen erreichen und sowohl die Dichte geladener und neutraler Teilchen in der Ionosphäre als auch elektrische und magnetische Felder messen.

„Jede Rakete wird vier Sekundärinstrumente in der Größe einer Zwei-Liter-Limonadenflasche ausstoßen, die ebenfalls dieselben Datenpunkte messen. Das ist also vergleichbar mit den Ergebnissen von 15 Raketen, obwohl nur drei abgefeuert wurden“, sagte Barjatya.

Die Daten der Raketen werden durch andere Messungen von Höhenballons und bodengestütztem Radar ergänzt und von einem Forscherteam von Embry-Riddle und der Johns Hopkins University in Baltimore analysiert.

Dies ist nicht das erste Mal, dass die sogenannten „Atmospheric Perturbations around Eclipse Path“-Raketen eingesetzt werden – sie wurden zuvor während der jährlichen Sonnenfinsternis im Oktober von der White Sands Test Facility der NASA in New Mexico aus gestartet und später geborgen.

(Eine ringförmige Sonnenfinsternis ist eine, bei der der Mond vor der Sonne vorbeizieht, wenn sich erstere weiter auf ihrer elliptischen Umlaufbahn befindet, was bedeutet, dass der Mond kleiner erscheint und den Stern nicht vollständig verdecken kann. Dadurch entsteht ein „Feuerring“-Effekt um die Sonne.)

Bei diesen früheren Starts verzeichneten Barjatya und sein Team einen starken Rückgang der Dichte geladener Teilchen in der Ionosphäre, als der Schatten des Mondes vorbeizog.

„Wir sahen die Störungen, die die Funkkommunikation beeinträchtigen könnten, bei der zweiten und dritten Rakete, aber nicht bei der ersten Rakete, die vor dem Höhepunkt der lokalen Sonnenfinsternis stattfand“, sagte Barjatya.

Da die nächste totale Sonnenfinsternis über den angrenzenden USA erst im Jahr 2044 stattfinden wird, wird die Veranstaltung im nächsten Monat eine seltene Gelegenheit für die Forscher sein, weitere wichtige Daten zu sammeln.

Barjatya schloss: „Wir freuen uns sehr, sie während der totalen Sonnenfinsternis erneut zu starten, um zu sehen, ob die Störungen in derselben Höhe beginnen und ob ihre Stärke und ihr Ausmaß gleich bleiben.“

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