Nachweis von Meteorstaubteilchen in der polaren Mesosphäre

Erste Messung von Meteorstaubteichen mit dem ECOMA-Partikeldetektor

Im Oktober 2004 wurde erstmalig ein neuer vom IAP entwickelter Partikeldetektor
im Rahmen einer Prototyperprobung gemeinsam mit der Mobilen Raketenbasis des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt getestet. Diese resultierenden Messungen (siehe Abbildung rechts) zeigten eine deutliche Schicht von positiv geladenen Partikeln im Höhenbereich von 80 – 90 km Höhe. Dabei konnte die zunächst unerwartete positive Ladung der Partikel auf der Grundlage der vorliegenden Plasmamessungen der Technischen Universität Graz durch die Anwesenheit von schweren negativen Ionen im relevanten Höhenbereich erklärt werden.

Die detaillierte Analyse der Flugdaten zeigte weiterhin, dass der ausschließliche Nachweis von Partikeln oberhalb von 80 km nicht auf deren tatsächliche Höhenverteilung zurückzuführen ist, sondern eine Folge der Raketenaerodynamik ist. Vor dem sich mit Überschallgeschwindigkeit bewegenden Messinstrument bildet sich eine Schockwelle, an der die kleinsten Partikel reflektiert werden und somit nicht ins Detektorvolumen gelangen können.

Von diesen aerodynamischen Effekten sind die Messungen der durch die Xenonblitzlampe des ECOMA-Partikeldetektors erzeugten Photoelektronen nicht betroffen. Die letzte Abbildung zeigt mit der orangenen Linie die während der ECOMA-Kampagne im September 2006 gemessenen Ströme in diesem Messkanal. Das resultierende Höhenprofil zeigt Partikelsignaturen im gesamten Höhenbereich zwischen 60 – 100 km Höhe und ist qualitativ mit den Erwartungen auf Grund des klassischen Modells von Hunten konsistent.

Ergebnisse

  • Erste Messung von Meteorstaubteichen mit dem ECOMA-Partikeldetektor [mehr]
  • Erste Radarbeobachtung von Meteorstaubteilchen mit dem Arecibo Radar [mehr]