Van Allen Probes registrieren künstliche VLF-Blase in Erdnähe

Schematische Darstellung der erdnahen Weltraumumgebung. (Credits: NASAs Goddard Space Flight Center / Genna Duberstein)
Schematische Darstellung der erdnahen Weltraumumgebung. (Credits: NASAs Goddard Space Flight Center / Genna Duberstein)

Menschen haben seit langer Zeit die Landschaften der Erde mitgestaltet, aber jetzt wissen Forscher, dass wir auch unsere erdnahe Weltraumumgebung mitgestalten können. Eine bestimmte Kommunikationsart, sogenannte VLF-Radiokommunikation (Very Low Frequency), interagiert mit Teilchen im Weltraum und beeinflussen, wie und wohin sie sich bewegen. (Anm. d. Red.: Siehe auch Längstwelle.)

Manchmal können diese Wechselwirkungen eine Barriere um die Erde gegen natürlich auftretende hochenergetische Teilchenstrahlung bilden. Diese Ergebnisse sind Teil einer umfassenden Abhandlung über von Menschen induziertes Weltraumwetter und wurden kürzlich in Space Science Reviews veröffentlicht.

"Eine Reihe Experimente und Beobachtungen hat ergeben, dass Radiokommunikationssignale im VLF-Frequenzbereich unter den richtigen Bedingungen tatsächlich die Eigenschaften der hochenergetischen Strahlungsumgebung der Erde beeinflussen können", sagte Phil Erickson, stellvertretender Direktor am MIT Haystack Observatory in Westford (Massachusetts).

VLF-Signale werden von Bodenstationen mit hohen Sendeleistungen emittiert, um mit Unterseebooten in den Ozeanen zu kommunizieren. Obwohl diese Wellen für die Kommunikation unter der Oberfläche gedacht sind, breiten sie sich auch bis jenseits unserer Atmosphäre aus und hüllen die Erde in eine VLF-Blase. Diese Blase kann sogar von Sonden weit oberhalb der Erdoberfläche beobachtet werden, beispielsweise von den Van Allen Probes der NASA, die Elektronen und Ionen in der erdnahen Weltraumumgebung untersuchen.

Die Van Allen Probes haben eine interessante Übereinstimmung bemerkt: Die Ausdehnung der VLF-Blase stimmt fast exakt mit dem inneren Rand der Van-Allen-Strahlungsgürtel überein – einer Schicht aus geladenen Teilchen, die von den irdischen Magnetfeldern an Ort und Stelle gehalten werden. Dan Baker, der Direktor des Laboratory for Atmospheric and Space Physics der University of Colorado in Boulder, prägte für diese untere Grenze den Begriff der "undurchdringlichen Barriere", und spekuliert, dass sich die Grenze wahrscheinlich näher an der Erde befinden würde, wenn es keine künstlichen VLF-Übertragungen gäbe.

In der Tat zeigen Vergleiche der heutigen Ausdehnung der Strahlungsgürtel basierend auf Daten der Van Allen Probes, dass die innere Grenze viel weiter entfernt ist, als sie anhand von Satellitendaten aus den 1960er Jahren registriert wurde, als die VLF-Übertragungen noch beschränkter waren.

Mit weiteren Untersuchungen könnten VLF-Übertragungen eventuell als eine Möglichkeit verwendet werden, um übermäßige Strahlung aus der erdnahen Umgebung zu entfernen. Es gibt momentan Pläne, um VLF-Transmissionen in der oberen Atmosphäre zu testen und zu sehen, ob sie überschüssige geladene Teilchen entfernen können, welche während Perioden intensiver Weltraumwetterphasen auftreten können – etwa wenn die Sonne gigantische Wolken aus Energie und Materie eruptiert.

Quelle

(THK)

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