Forscher vom Space Science Center der University of New Hampshire haben festgestellt, dass „Bremsschwellen“ im Weltraum komplexer sind als ursprünglich vermutet. Diese „Bremsschwellen“ können Satelliten verlangsamen, die sich näher an der Erde befinden.
„Wir wussten, dass diese Satelliten auf ‚Bremsschwellen‘ trafen, die sie langsamer werden und an Höhe verlieren ließen“, sagte Marc Lessard, ein Physiker von der University of New Hampshire. „Aber bei dieser Mission konnten wir einen Teil des Rätsels lösen, warum dies geschieht, indem wir entdeckten, dass diese ‚Bremsschwellen‘ viel komplizierter und strukturierter sind.“
In der Studie, veröffentlicht im Journal Geophysical Research Letters, berichten die Wissenschaftler über ihre Beobachtungen während der Rocket Experiment for Neutral Upwelling 2 (RENU2) Mission. Sie fanden heraus, dass eine Art von Polarlicht in großen Höhen zumindest teilweise dafür verantwortlich ist, Lufttaschen hoch in die Atmosphäre zu bewegen, wo sie eine Bremskraft auf vorbeiziehende Satelliten ausüben können. Das ist vergleichbar mit einem Auto, das in starken Gegenwind fährt. Diese Polarlichter, beobachtet vom Kjell Henrickson Observatory in Norwegen, bestanden nicht aus den typischen Lichtbändern, die man in den hohen Breiten am Himmel sehen kann. Sie werden als Poleward Moving Auroral Forms (PMAF) bezeichnet und waren schwächer, weiter entfernt und weniger energiereich.
Wissenschaftler hatten lange vermutet, dass das Polarlicht die Bremseffekte hervorrufen könnte, welche die Satelliten in niedrigeren Höhen beeinflussten. Wenn die Satelliten durch das Polarlicht fliegen, würden sie auf eine „Bremsschwelle im Weltraum“ treffen, verursacht durch die Aufheizung der Thermosphäre in sehr großen Höhen. Aber weil sie in so großen Höhen auftreten, übertragen diese energieärmeren Polarlichter mehr ihrer Energie auf die dünne Atmosphäre in 250-400 Kilometern Höhe und produzieren interessantere Effekte als die gewöhnlicheren Polarlichter, die in weniger als 100 Kilometern Höhe funkeln.
„Man kann es damit vergleichen, dass die Satelliten nicht sanft vorbeiziehen, sondern dass sie sich durch Lufttaschen oder Luftblasen bewegen, ähnlich wie bei einer Lavalampe“, sagte Lessard.
Als die frühen Weltraumprogramme erstmals Satelliten in die Erdumlaufbahn brachten, erkannte man die Verringerung ihrer Flughöhe, wenn die Sonne aktiv war. Das Problem tritt auf, wenn die zusätzliche Bremskraft die Satelliten verlangsamt, die sich näher an der Erde befinden. Ohne zusätzlichen Treibstoff, damit sie wieder an Höhe gewinnen können, würden sie schließlich zurück auf die Erde stürzen.
Diese speziellen Satelliten, die sich in einem niedrigen Erdorbit befinden, sind besonders wichtig: Sie nehmen Bilder der Erde auf, um aktuelle Informationen zur Klimaüberwachung, Landwirtschaft, Stadtplanung, Katastrophenhilfe und sogar für militärische Zwecke zu liefern.
Die Finanzierung für diese Forschungsarbeit wurde von der National Aeronautics and Space Administration (NASA) bereitgestellt.
(THK)
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