DLR-SOFIE-PROJEKT

Unser gemeinsames Projekt mit dem DLR hat die ersten Sonnenflares aufgezeichnet.

Am 02.04.2013 konnte unser Langwellen-Empfänger  vom DLR-Neustrelitz das erste mal gleich drei Sonnenflares registrieren. Diese Daten werden um Mitternacht automatisch an den DLR versendet und der Wissenschaft vor allem dem Ionosphärendienst SWACI öffentlich zur Verfügung gestellt. Im Bild unten unsere Richtantenne und die Daten von GOES 15 zum Vergleich mit unseren Aufzeichnungen.

Nun ist es soweit. Unser vom DLR Neustrelitz unterstütztes Projekt  SOFIE  ist in Betrieb gegangen. Am 28.02.2017 haben wir sogar schon eine Sonneneruption registrieren können die auch von GOES 15 aufgezeichnet wurde.  Seit 21. Februar senden wir automatisch unsere Messdaten auf den DLR Server in Neustrelitz.  Auf diese Daten kann auch  der Ionosphärendienst SWACI zugreifen.   http://swaciweb.dlr.de/ Dort werden die Daten mit Anderen ausgewertet und Anwendern zur Verfügung gestellt.

Solar Flares und CMEs sind gelegentliche Strahlungsausbrüche (Solar Flares) und die gewaltigen koronalen Massenauswürfe (CMEs) können ein extrem „schlechtes“ Weltraumwetter verursachen, das die Funktion moderner technischer Infrastrukturen wie Telekommunikation und Navigation erheblich beeinträchtigen und auch die Gesundheit oder gar das Leben von Astronauten gefährden können. Die während intensitätsstarker solarer Flares von der Sonne abgestrahlte Röntgenstrahlung wird glücklicherweise in der Erdatmosphäre in ca. 70 km Höhe absorbiert. Die dabei spontan erzeugte zusätzliche Ionisierung der Luft führt zu Änderungen der Ausbreitung von Funkwellen. Die Registrierung dieser Veränderungen mit einfachen Funkwellen- oder Radioempfängern kann zum Nachweis der solaren Flares genutzt werden. Bei den koronalen Massenauswürfen werden gewaltige Mengen hochenergetischer Teilchen in den Weltraum geschleudert, manchmal auch in Richtung Erde. Was wir am 28. Februar das erste mal registrieren konnten.  Quelle:  projectlab-neustrelitz.de

Unsere Aufzeichnung und vonGOES15

Am 20.02.2017 ist es uns (Peter und mir) gelungen die Antenne aufzustellen und auf den Sender in Sizilien auszurichten.

Aber zuerst müssen noch Kalibrierarbeiten durchgeführt werden. Diese Arbeiten können nur in den Mittagsstunden von 11:00 bis 14:00 durchgeführt werden. Anzustreben ist eine Einstellung der Verstärker und Regler, dass sich in der SOFIE-Software eine Spannung von 1500 mV einstellt. Da das Sendesignal auch während des Tages schwankt ist das nicht einfach. Jeden Tag ändern sich je nach Ionosphäre die Ausbreitungsbedingungen. Daher braucht es einige Tage um einen guten Kompromiss einzustellen.

Am 21. Und 22. 2.17 wurde die erste Kalibrierung durchgeführt. Leider noch nicht zufriedenstellend. In den nächsten Tagen geht es weiter.

Die ersten Tage nach den Abgleicharbeiten      Bilder durch Anklicken vergrößern

In Zusammenarbeit mit der in Neustrelitz ansässigen Arbeitsgruppe Ionosphärische Effekte und Korrekturen des Instituts für Kommunikation und Navigation hat das DLR_School_Lab ein besonderes Projekt zur Beobachtung und Erforschung von Erscheinungen des Weltraumwetters entwickelt. Interessierte FH und Gym Schulen können daran aktiv mitwirken! Auch unsere Volkasternwarte in Michelbach ist seit Dezember 2016 eingebunden.

Weltraumwetter hört sich für den Laien sehr abstrakt an. Es geht dabei um den sogenannten „Sonnenwind“, der aus elektrisch geladenen Partikeln besteht, die von der Sonne ausgesandt werden. Im Gegensatz zu den uns bekannten Wettererscheinungen ist das Weltraumwetter nicht durch Wolken und Sonnenschein oder durch Nebel und Regen gekennzeichnet. Erscheinungen des Weltraumwetters sind bis auf die Polarlichter mit den menschlichen Sinnen nicht direkt wahrnehmbar. Sie können den erdnahen kosmischen Raum, technologische Systeme im Weltraum und auf der Erde und nicht zuletzt auch die Gesundheit des Menschen beeinflussen. Deshalb sind für die Menschen der heutigen modernen Gesellschaft Kenntnisse über das Weltraumwetter und seiner Schwankungen sehr wichtig. Ein faszinierendes Phänomen des Weltraumwetters sind die in hohen nördlichen und südlichen Breiten häufig beobachtbaren farbenprächtigen Polarlichter (Aurora Borealis bzw. Aurora Australis). Das Weltraumwetter wird zum Großteil durch die Aktivität der Sonne bestimmt. Von ihr werden neben elektromagnetischer Strahlung (z. B. sichtbares Licht) auch elektrisch geladene Teilchen (Sonnenwind) in das All emittiert.

Bei Funkübertragungen über große Entfernungen werden die elektromagnetischen Wellen in der Atmosphäre gebrochen oder reflektiert. Die Schicht, die hierbei besonders wirksam ist heißt Ionosphäre. Sie wird durch die von der Sonne kommende Strahlung mehr oder minder stark ionisiert. Ändert sich die Aktivität der Sonne in Richtung Erde beim Auftreten solarer Flares, hat das immer eine Änderung der Ionosphäre auf der Tagesseite zur Folge. Der Solar-Flare-Effekt beeinflusst damit die Ausbreitung von Funkwellen auf der Erde und somit auch die am Empfänger gemessenen Signalstärken weit entfernter Längstwellensender. Der SOFIE-Empfänger misst den zeitlichen Verlauf der Signalstärke und überträgt die erfassten Daten zur Speicherung und Auswertung an einem Computer.

Die Niederösterreichische Volkssternwarte Michelbach ist als erste Sternwarte in Österreich bei dem Projekt dabei. Der Empfänger wurde uns vom Projektleiter Alexander Kasten Wissenschaftlicher Mitarbeiter bei DLR Neustrelitz zur Verfügung gestellt. Eine Rahmenantenne zum Empfang wird gerade von unserem Sternwartenleiter Peter Messerer gebaut. Wen es das Wetter zulässt wird das Projekt in Betrieb genommen. Das Projekt ist eine sinnfolle Ergänzung zu unserem e-Callisto.

Wir empfangen mit dieser Anlage den Italienischen Langwellensender NSY der auf 45,9 KHz sendet und in Sizilien beheimatet ist. Normalerweise kann man diesen Sender nur in der Nacht empfangen. Tagsüber ist ein Empfang nur möglich wenn das das Weltraumwetter durch die Sonnenflares die F2 Schicht in unserer Ionosphäre verändert. Und genau das wollen wir untersuchen.

In der Grafik oben sieht man auf der Horizontalen genau einen Tag mit 24 Stunden. Die Vertikale zeigt die Feldstärke des Senders der Tagsüber sehr schwach zu empfangen ist. In der unteren Grafik ist um ca. 12:00 UTC ein Anstieg des Senders aufgezeichnet der durch den Sonnenwind und ein Flare der Sonne verursacht wurde. Diese Daten die von unserem Empfänger aufgezeichnet werden, werden via Internet in einen Rechner vom DLR geschickt und dort ausgewertet. Diese Daten dienen der Wissenschaft für Ihre wichtige Forschung der Vorhersage von Sonneneruptionen.

Wir werden weiter berichten.

Fritz Lensch Bereichsleiter Radioastronomie
Quellenangaben: DLR, Nasa, Solar-Center Stanford und Wikipedia.

Solar flares and CMEs are occasional solar flares and the massive coronal mass ejections (CMEs) can cause extremely „bad“ space weather, significantly affecting the functioning of modern technical infrastructures such as telecommunications and navigation, as well as the health or even life of astronauts can endanger. Fortunately, the x-rays radiated by the sun during high-intensity solar flares are absorbed in the earth’s atmosphere at a height of approx. 70 km. The spontaneous generated additional ionization of the air leads to changes in the propagation of radio waves. The registration of these changes with simple radio wave or radio receivers can be used to prove the solar flares. In the coronal mass ejections huge amounts of high-energy particles are thrown into space, sometimes also towards the earth. What we were able to register for the first time on February 28th. Source: projectlab-neustrelitz.de
Our record and GOES15
On 20.02.2017 we (Peter and I) managed to set up the antenna and align it with the transmitter in Sicily.
But first calibration work has to be done. This work can only be done at lunchtime from 11:00 to 14:00. The aim is to set the amplifiers and controls so that a voltage of 1500 mV is set in the SOFIE software. Since the signal is fluctuating during the day, that’s not easy. Every day, depending on the ionosphere, the propagation conditions change. Therefore, it takes a few days to get a good compromise.
On the 21st and 22nd of February the first calibration was carried out. Unfortunately not yet satisfactory. In the next few days it will continue.