FAIRBANKS / LONDON (IT BOLTWISE) – Wissenschaftler der University of Alaska Fairbanks haben eine innovative Methode entwickelt, um die Strahlungsgürtel der Erde schnell von schädlichen Elektronen zu befreien. Diese Elektronen, die durch solare Ausbrüche oder nukleare Explosionen im Weltraum entstehen, können Satelliten erheblich schädigen. Die neue Technik könnte die Reinigung der Strahlungsgürtel von Wochen auf Minuten verkürzen.
Die Forschung am Geophysical Institute der University of Alaska Fairbanks hat bedeutende Fortschritte bei der schnellen Reinigung der Strahlungsgürtel der Erde erzielt. Diese Strahlungsgürtel sind oft mit energiereichen Elektronen gefüllt, die durch außergewöhnliche solare Ausbrüche oder nukleare Explosionen im Weltraum entstehen. Diese Elektronen können Satelliten und andere Raumfahrzeuge erheblich beschädigen, indem sie in deren Elektronik eindringen.
Professor Paul Bernhardt vom Geophysical Institute hat eine Methode entwickelt und getestet, die es ermöglicht, die Strahlungsgürtel in nur wenigen Minuten zu reinigen, abhängig vom Energielevel der Elektronen. Diese Methode wurde bereits auf wissenschaftlichen Konferenzen vorgestellt und wird auf der bevorstehenden Jahrestagung der American Geophysical Union erneut präsentiert.
Bernhardts Ansatz basiert auf der Verstärkung einer speziellen Art von elektromagnetischen Wellen, die von einer Bodenstation ausgehen. Diese Verstärkung erfolgt auf bemerkenswerte Weise durch den Abgasstrahl eines vorbeifliegenden Raketenmotors. Diese Technik könnte entscheidend sein, um die Lebensdauer von Satelliten zu verlängern, die in den äußeren Strahlungsgürteln operieren.
Die äußeren Strahlungsgürtel sind der Aufenthaltsort dieser energiereichen Elektronen, die die Erde in wenigen Minuten bis etwa einer Stunde umkreisen können. Satelliten sind zwar mit Abschirmungen ausgestattet, um bekannte Strahlungsniveaus zu tolerieren, doch ein plötzlicher Anstieg der Elektronen durch starke Sonnenaktivität oder eine nukleare Detonation im Weltraum kann zu erheblichen Schäden führen.
Ein historisches Beispiel für die Auswirkungen einer solchen Detonation ist der nukleare Test der USA im Juli 1962, der die Strahlungsgürtel der Erde intensivierte und mehrere Satelliten außer Betrieb setzte. Diese Ereignisse führten zu umfangreichen Forschungen zur Reinigung der Strahlungsgürtel, wobei der Fokus auf der Übertragung von sehr niederfrequenten Wellen von Bodenstationen lag.
Bernhardts Methode, die als raketenabgasgetriebene Verstärkung bezeichnet wird, beginnt mit der Übertragung von sehr niederfrequenten Wellen in die Ionosphäre, wo sie sich in sogenannte ‘Whistler’-Wellen verwandeln. Diese Wellen sind jedoch nicht stark genug, um die Elektronen zu entfernen, weshalb Bernhardt die Verstärkung durch Raketenabgase vorschlägt.
Die Interaktion zwischen den Raketenabgasen und den Sauerstoffionen der Ionosphäre schafft einen lokalisierten Korridor durch das Magnetfeld der Erde, der die Whistler-Wellen in die Strahlungsgürtel leitet. Diese Technik könnte die Elektronen effektiv in die Atmosphäre lenken oder weiter in den Weltraum streuen.
Ein erster Test dieser Methode wurde mit einer Übertragung von einer Navy-Subkommunikationsstation in North Dakota durchgeführt. Obwohl dieser Test nur die Verstärkung durch Raketenabgase betraf und nicht während eines Elektronenzuflusses stattfand, sind weitere Experimente geplant.
Bernhardt betont die Bedeutung dieser Forschung angesichts der zunehmenden Abhängigkeit der Welt von Elektronik für soziale Interaktionen, Handel und nationale Sicherheit. Die Fähigkeit, schnell auf Störungen der Strahlungsgürtel zu reagieren, könnte entscheidend sein, um die Funktionsfähigkeit von Satelliten zu gewährleisten.
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