Flug durch die südatlantische Anomalie
Nahe der Küste Brasiliens ist die kosmische Strahlung im erdnahen Orbit stärker, weil hier der Strahlungsgürtel besonders nah an die Erdoberfläche heranreicht.
Sind Crew und Passagiere einer erhöhten Strahlung ausgesetzt, wenn sie im Flugzeug den geografischen Bereich der südatlantischen Anomalie – kurz SAA – durchqueren? Eine Wissenschaftlerin und zwei Wissenschaftler vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt haben auf einem Nonstop-Flug zwischen Hamburg und den Falklandinseln die genauen Strahlungswerte ermittelt. Die ersten Ergebnisse liegen vor: Auf einer Reiseflughöhe von 13,1 Kilometern wirkt die Erdatmosphäre immer noch wie ein Schutzschild gegen die kosmische Strahlung im geografischen SAA-Bereich.
Die südatlantische Anomalie befindet sich vor der Küste Brasiliens. Sie entsteht durch die Verschiebung des Erdmagnetfelds: Die Achse des Magnetfelds verläuft nicht genau durch den Erdmittelpunkt, sondern ist leicht geneigt. Deswegen reicht der Strahlungsgürtel vor der Küste Südamerikas näher an die Erde heran. Das führt an dieser Stelle zu erhöhten Strahlenbelastungen im erdnahen Orbit, zum Beispiel auf der internationalen Raumstation ISS. Grundsätzlich ist das Leben auf der Erde sowohl durch ihr Magnetfeld als auch durch ihre Atmosphäre vor kosmischer Strahlung geschützt. Die Schutzwirkung nimmt mit zunehmender Höhe ab.
„Für Linienflüge, die im geografischen Bereich der südatlantischen Anomalie unterwegs sind, konnte keine zusätzliche Strahlenexposition nachgewiesen werden. Das haben erste Analysen bereits bestätigt“, sagt Matthias Meier vom DLR-Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin in Köln. „Auf Reiseflughöhen bis 13 Kilometern hat die SAA bei stabilen Weltraumwetterbedingungen keine Relevanz für die Strahlenexposition.“ Das DLR-Team konnte an Bord eines Lufthansa Airbus A350-900 eigene Modellrechnungen überprüfen und Erkenntnisse von früheren Messflügen erweitern. Das Passagierflugzeug hat den gesamten geografischen Bereich der südatlantischen Anomalie konstant in 13 Kilometern Höhe durchquert. Die Messinstrumente hatten ihren eigenen Platz in Reihe 15 des Flugzeugs: Sie sollten nah am Schwerpunkt des Airbus gelagert sein, damit sie von möglichen Turbulenzen nicht wesentlich beeinflusst werden.
Die Ergebnisse der Messungen sind besonders aussagekräftig, weil derzeit der Einfluss der Sonne auf das Weltraumwetter gering ist: Es gibt aktuell wenig Sonnenaktivität und deswegen beispielsweise kaum Sonnenflecken. „Sonnenaktivität ist der Motor für den Sonnenwind, der einen wesentlichen Einfluss darauf hat, wie viele energiereiche Teilchen aus der Galaxis bis zur Erde vordringen können“, erklärt Meier. Das bedeutet einerseits, dass die galaktische kosmische Strahlung gerade vergleichsweise intensiv ist. Andererseits bedeutet es, dass die Weltraumwetterbedingungen sehr stabil sind, weil das Erdmagnetfeld sowie die Strahlungsgürtel durch die Sonne nicht wesentlich beeinflusst werden.
Seit Dezember 2018 erfasst der RAMIS-Detektor des Eu:CROPIS-Satelliten entsprechende Daten aus dem Weltraum. Hierbei konnte unter anderem der Anstieg der galaktisch kosmischen Strahlung bei einer verminderten solaren Aktivität deutlich gemessen werden. Der Satellit deckt durch seine Umlaufbahn nahezu die gesamte Erdoberfläche ab. Dies ermöglicht es, die Veränderung der galaktisch kosmischen Strahlung in Abhängigkeit des Orbits und der Abschirmung des Erdmagnetfelds zu bestimmen.
DLR / RK
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