Mit dem BOLIDE-Experiment des Instituts für Physik der Atmosphäre flog zum ersten Mal ein Lidar auf einem Stratosphären-Ballon. Gestartet wurde der Langzeit-Stratosphären-Ballon der amerikanischen Raumfahrtbehörde NASA am 8. Juli 2018 um 7:27 Uhr von Kiruna, Schweden. Aus 39 km Flughöhe wurden Messungen der darüber liegenden Atmosphärenschichten durchgeführt.Fast sechs Tage später landete der Ballon sicher in Nunavut, Kanada.
Die PMC-Turbo-Nutzlast am Startfahrzeug HERCULES hängend. Rechts wird der 240 m lange Fallschirm und Ballon ausgelegt.
Die NASA-Mission PMC-Turbo ist der Untersuchung von leuchtenden Nachtwolken gewidmet. Leuchtende Nachtwolken bestehen aus kleinen Eispartikeln, die sich im polaren Sommer in 83 km Höhe bilden. Die silbrig-weißen Schleier an der Grenze zum Weltall, die im Jahr 1885 zum ersten Mal beobachtet wurden, bieten einen faszinierenden Anblick. Den Forschern erlauben sie tiefe Einblicke in die Dynamik dieser entlegenen Region unserer Erde.
Aufstieg von PMC-Turbo (links) und im Flug (rechts, fotografiert von Mats Erikson aus Kiruna)
Eine Ballon-Plattform bietet ideale Voraussetzungen für die hochpräzise Vermessung dieser Wolken. Die dichte Atmosphäre mit den troposphärischen Wolken, die die Sicht auf die leuchtenden Nachtwolken behindern, hat der Ballon auf seiner Flughöhe von 39 km weit unter sich gelassen. In so großer Höhe erscheint der Himmel schwarz und bietet damit optimale Beobachtungsbedingungen für optische Instrumente. Nur eine Rakete kommt den Wolken noch näher, dies jedoch nur für wenige Sekunden.
Blick über das Empfangsteleskop von BOLIDE auf die Westküste Grönlands
An Bord der PMC-Turbo-Nutzlast befanden sich sieben hochauflösende Kameras mit weiten und schmalen Sichtfeldern, um die räumliche Struktur der leuchtenden Nachtwolken zu erfassen. Das BOLIDE-Lidar sendet Laserpulse zu den leuchtenden Nachtwolken. Die zurückgestreuten Photonen erlauben eine präzise Vermessung der vertikalen Struktur der Wolken. So werden zum Beispiel schwach leuchtende Eisschichten von mehr als fünf Kilometern Dicke, oder sehr dünne, helle Schichten von nur hundert Metern Dicke sichtbar, teilweise in mehreren Lagen übereinander. Durch die langsame Bewegung des Ballons wird die räumliche Entwicklung dieser Schichten abgebildet. So werden Wellenbewegungen, ausgelöst durch atmosphärische Schwerewellen, und turbulente Prozesse sichtbar. In Kombination mit den Kameraaufnahmen ergibt sich so ein einzigartiger Datensatz, der in Verbindung mit hochauflösenden Modellsimulationen ausgewertet werden wird.
Sieben-stündige Messung einer leuchtenden Nachtwolke über Baffin Island, Kanada
