Benutzerspezifische Werkzeuge
Sie sind hier: Startseite Wissen Achterbahn zwischen den Polen

Achterbahn zwischen den Polen

erstellt von holgerkroker zuletzt verändert: 22.08.2016 13:09

Die US-Raumfahrtbehörde NASA hat ein großangelegtes Atmosphärenmessprogramm gestartet. Das behördeneigene Langstreckenflugzeug vom Typ DC-8 hat in diesem August die Erde von Pol zu Pol abgeflogen und ist dabei 160 Mal zwischen der Wasseroberfläche und der Tropopause in 6000 bis 12.000 Metern Höhe gependelt.

Die DC-8 der NASA über ihrer Heimatbasis Edwards Air Force Base in Südkalifornien. (Bild: NASA)„Man braucht einen guten Magen, aber man sieht die Welt, wie kaum ein anderer sie sieht“, meinte Steven Wofsy, Leiter des NASA-Projektes ATom, Mitte August im neuseeländischen Christchurch. Da hatte der Harvard-Professor für Atmosphärenforschung gerade die erste Hälfte der diesjährigen ATom-Flugkampagne absolviert und konnte die DC-8, die dafür benutzt wird, drei Tage lang am Boden stehen lassen. Die vierstrahlige Düsenmaschine aus den 70er-Jahren ist das Langstreckenarbeitstier der US-amerikanischen Atmosphärenforschung, seit die NASA sie 1985 zu einem fliegenden Labor umbauen ließ.

Auf und ab: Schema der ATom-Flugkampagne im August 2016. (Bild: NASA)Doch ein solches Pensum, wie in diesem August unter Wofsys Leitung, wird das Langstreckenflugzeug in seinen 30 Jahren Dienstzeit wohl noch nicht absolviert haben. Die rund 66.000 Kilometer, die die Maschine abgeflogen haben wird, wenn sie planmäßig in dieser Woche auf die US-Luftwaffenbasis Edwards bei Los Angeles zurückkehrt, sind noch das alltäglichste daran. „Das Flugzeug ist die ganze Zeit im Steig- oder Sinkflug von der Ozeanoberfläche bis in 12.000 Meter Höhe und wieder zurück“, beschreibt Wofsy den wenig magenfreundlichen Aspekt der ATom-Flüge. 160 Mal wird die DC-8 das unterste Atmosphärenstockwerk nahezu komplett durchmessen haben, von 150 Meter über der Wasseroberfläche bis in 12.000 Meter Höhe.

Blick ins Innere der NASA-DC-8 während der ATom-Flugkampagne im August 2016. (Bild: NASA)Ziel der ungewöhnlichen Flugübungen war kein Belastungstest für die Mägen der beteiligten 22 Wissenschaftler, sondern gemäß dem Projektnamen „Atmospheric Tomography“ ein detailliertes Messprofil für insgesamt mehr als 200 Spurengase und Partikel über die gesamte Luftsäule hinweg. Mit ihren Daten wollen die Wissenschaftler besser verstehen, wie die Gase, die der Mensch seit der Industriellen Revolution in die Atmosphäre bläst, dort reagieren, welche Produkte aus diesen Reaktionen entstehen und wie lange die Gase und Partikel in der Lufthülle bleiben. Beim Verständnis dieser Prozesse gibt es noch große Lücken, weil zum Beispiel über den Ozeanen kaum gemessen wird. Flugkampagnen wie ATom, für das NASA insgesamt 30 Millionen Dollar zur Verfügung stellt, sind zu teuer und erdgebundene Messstationen wie auf den Kontinenten gibt es auf dem Offenen Meer natürlich nicht.

Die Einsaugstutzen der Messinstrumente, die für den ATom-Flug in die DC-8 eingebaut wurden. (Bild: NASA)Dabei sind gerade die landfernen Regionen die interessantesten, weil in ihnen beobachtet werden kann, wie die Umweltverschmutzung die Atmosphärenchemie verändert. „Das Seltsame ist, dass etwas mehr Schadstoff in einer ohnehin belasteten Umgebung kaum etwas bewirkt“, sagt Steven Wofsy, „in einer sauberen Umwelt können jedoch geringste Mengen einen sehr großen Einfluss auf die Atmosphärenchemie haben. Die Wirkung beispielsweise von Stickoxiden ist dort dann um ein Vielfaches höher als in Ballungsräumen. Ob es daher überhaupt noch wirklich reine Atmosphärengebiete auf der Erde gibt und wenn ja, wo, das können die Forscher derzeit nicht sagen.

Die NASA-DC-8 wird auf dem Flug vom Nordpol nach Neuseeland in Anchorage aufgetankt. (Bild: Jhony Zavaleta/NASA)Die Flugkampagne in diesem August ist der Auftakt zu einem mehrjährigen Flugprogramm, bei dem die DC-8 jeweils in jeder Jahreszeit einmal die Erde umrunden wird. In diesem Jahr ging es im Sommer von Kalifornien zum Nordpol, über den Pazifik zum Südpol und von dort über den Atlantik wieder zum Nordpol. In dieser Woche startet das Flugzeug in Kangerlussuaq auf Grönland und fliegt über Minneapolis nach Kalifornien zurück. Für 2017 stehen Flüge im Winter und im Herbst an, 2018 soll das Frühjahr folgen. Selbst in Zeiten von Erdbeobachtungssatelliten werden solche vergleichsweise teuren Flugzeugunternehmungen notwendig bleiben. Einerseits liefern sie direkte Messdaten, mit denen die Informationen, die Satelliten liefern, kalibriert werden können. Andererseits können die Wissenschaftler nur vom Flugzeug aus detailliert genug in die Atmosphäre blicken. „Satelliten beobachten nur in einem vergleichsweise groben Raster“, so Wofsy, „wenn ich also schlussendlich in entlegenen Gebieten genau hinschauen möchte, bleibt mir nichts anderes übrig, als dort hinzufliegen.“