Forschung und Entwicklung Dichtefeld in Mesosphäre und unteren Thermosphäre

Description

Das Leibniz-Institut für Atmosphärenphysik beabsichtigt eine Kampagne unter dem Namen "DEFINE" durchzuführen. Das Projekt wird aus Drittmitteln finanziert. Ziel ist es, dass Dichtefeld der Mesosphäre und der unteren Thermosphäre (MLT, Mesosphere/Lower Thermosphere) mittels hochpräzisen in-situ Messungen zu quantifizieren. Ferner soll gleichzeitig die Konzentration von Neutralgas, Elektronen, Ionen und atomaren Sauerstoffs in der unteren Thermosphäre (bis ca. 160 km) erstmalig hochpräzise vermessen werden. Gleichzeitige Messungen von Dichte und Temperatur wird unser Verständnis von Energiebilanz und Zusammensetzung in dieser Region deutlich verbessern. Lot 1: Kampagnenhardware und -durchführung Die DEFINE Nutzlast muss folgende Raketenhardware beinhalten: 1. Ein Fallschirmbergungssystems mit der Fähigkeit, die Nutzlast mindestens 48 Stunden auf dem Wasser oben zu halten 2. Das Servicemodul muss alle Instrumente an Bord der Nutzlast mit der jeweilig benötigten Energie versorgen, um die gemessenen Daten abrufen zu können und über ein eigenes Telemetriemodul zu funken 3. Die Bereitstellung und der Betrieb des Raketenträgers liegt in der Verantwortung des Unterauftragsnehmers 4. Die Nutzlast muss über ein hochpräzises Bahn- und Lagebestimmungssystem verfügen und diese Daten nach dem Flug zur Verfügung stellen Lot 2: FIPEX Sensoren Sensoren zur Messung der Konzentration des atomaren Sauerstoffs. 1. Messbereich 1e10 - 1e20 m-3 2. Messgenauigkeit 0.1 % 3. Zeitkonstante < 1e-3 s Ein Unterauftragsnehmer muss mindestens 4 Sensoren pro Nutzlast liefern, in die Nutzlasten integrieren, während der Feldkampagne unterstützen, die gemessenen Daten auswerten und zu Verfügung stellen. Lot 3: Seebergung der DEFINE-Nutzlasten Im Rahmen des DEFINE Projekts sollen zwei Kampagnen durchgeführt werden. Die zweite Kampagne startet in 2025 und beinhaltet einen Raketenstart von der nordnorwegischen Insel Andoya. Schiff mit Besatzung für Seebergung der Nutzlast für die Dauer der Kampagne von max. 4 Wochen. Das Schiff muss über entsprechend qualifizierte Besatzung als auch technische Ausrüstung, z.B. Kran verfügen. Die Nutzlast verfügt über ein Bergungsmodul. Durch einen integrierten Fallschirm, welcher sich in Höhe von ca. 2 km öffnet, können die Nutzlasten nach dem Flug sanft in der norwegischen See landen. Anschließend soll die Rakete mit den Nutzlasten von der Besatzung an Bord des Bergungsschiffs genommen und zurück an Land gebracht werden. Lot 4: CONE & CONE4 Elektroniken Die Konzentration von Neutralgas muss mittels einem Ionisationsmanometers gemessen werden. Die Messungen müssen mit einer Genauigkeit von 0,01 % und zeitlicher Auflösung von mindestens 1e-4 s im Bereich 1e-6 - 1 mbar durchgeführt werden. Das Instrument muss von den Umgebungsplasmen elektrostatisch abgeschirmt sein. Das äußere Abschirmungsgitter soll gleichzeitig als elektrostatische Probe für Elektronendichtemessungen eingesetzt werden. Die Elektronendichtemessungen müssen über dergleichen wie die Neutralgasdichtemessungen Eigenschaften verfügen.