Es gibt Typen von Experimenten, die kann man nicht so gut vom Erdboden aus durchführen, denn die Atmosphäre stört. Da kann man einen Satelliten entwickeln, aber da ist natürlich sehr teuer. Ein Kilogramm Nutzlast ins All bringen kostet ca. 20000 US-Dollar.
Eine Alternative bieten da ballongetragene Experimente. Die NASA entwickelt z.B. in Palestine, Texas spezielle Ballons die viele Tage in der Luft bleiben können. Die Hülle wird aus Folie hergestellt, die dünn wie Frischhaltefolie ist. Daraus werden Zellen zusammengeschweißt, die wie eine Banane aussehen. Ein Ballon kann aus bis zu 180 dieser Zellen bestehen. Die Ballons werden mit Helium befüllt und können sogar bis 3,6 t zwei Wochen lang tragen.
Spannender aber noch sind neu entwickelte Ultra Long Duration Ballons (ULDB), die bis eine Tonne Gewicht am Rand der Atmosphäre (33,5 km) bis zu 100 Tagen tragen können. Gerade hat ein Testballon, der in der Antarktis gestartet ist, den Rekord für die längste Flugdauer gebrochen, der bislang bei 42 Tagen lag. Am 7. Februar konnte der mit einer Testladung bestückte Ballon diesen Rekord einstellen (hier sieht man die Flugbahn). Der Ballon soll aber keine 100 Tage fliegen, da der polare Wind, der ihn rund um die Antarktis leitet, ihn jetzt aufs Meer hinaustragen könnte. Man möchte den Ballon aber im nächsten Sommer auf dem Festland aufsammeln können.
Experimente
Der Testballon trägt eine Ausrüstung des BARREL-Experiment (die aber nicht misst). Dieses Experiment beschäftigt sich mit dem Niederschlag ultra-hochenergetischer Elektronen aus dem Van-Allen-Gürtel. Dies ist ein Gürtel von geladenen Teilchen, der durch das Erdmagnetfeld eingefangen wird. Der zweite davon enthält vor allem Elektronen, und manchmal kommt es zu einem “Niederschlag”, wenn plötzlich ein Haufen dieser Elektronen ausbricht und auf die Erde fällt. Das Experiment soll verstehen helfen, warum das passiert.
Weitere Experiment, die mit Ballons getragen werden und von der Antarktis aus starten, sind z.B. CREAM und ANITA.
CREAM steht für “Cosmic Ray Energetics and Mass” und hat zum Ziel, hochenergetische Teilchen der kosmischen Strahlung, die in der oberen Atmosphäre große Teilchenschauer auslösen, direkt zu messen. Dazu hat es verschiedene Messgeräte an Bord, die einfallende Kerne der Elemente 1-26 detektieren und unterscheiden können.
ANITA wiederum soll ultra-hochenergetische Neutrinos detektieren. Neutrinos reagieren normalerweise nicht mit Materie, nur ganz ganz selten mal. Wenn jetzt aber eines mit sehr viel Energie nahezu waagerecht durch die Atmosphäre fliegt, dann könnte es manchmal zu einer Kollision kommen, die man gerne detektieren möchte. Noch genauer denkt man, dass es bei einer solchen Kollision zu einer Menge Radiowellen kommt (Askaryan-Effekt), die man mit einem Antennen-Array erwischen möchte.
Nicht alle Experimente starten von der Antarktis, aber ich denke das ist besonders attraktiv für lange Flugdauern, weil der Vortex den Ballon im Kreis trägt, weil es keinen störenden Flugbetrieb gibt und weil es auch sonst wenig Störungen gibt, z.B. für das ANITA-Experiment, das keine “fremden” Radiowellen gebrauchen kann. Die Seite der Ballon Facility [1] führt noch wesentlich mehr Experimente auf, die meisten starten von anderen Orten während dedizierter Kampagnen.
Quellen:
[1] Columbia Scientific Ballon Facility
[2] Cosmic Diary of David Smith
[3] Skyblue.in
[4] CREAM
[5] ANITA
Bildquelle: NASA
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