Seien Sie in bestimmten Regionen Brasiliens nicht überrascht, wenn sich Ihr GPS-Gerät unregelmäßig verhält. Seit Jahren zerbrechen sich Forscher den Kopf und suchen nach einer Lösung für die unzuverlässigen GPS-Signale in Regionen nahe des Amazonas. Die Ursache? Plasmablasen im Weltraum.
Nächste Woche wird die NASA einen gemeinsamen US-Brasilien-Satelliten starten, der von der Internationalen Raumstation aus eingesetzt wird, mit wissenschaftlichen Instrumenten, die von der Utah State University (USU) und Mitarbeitern entwickelt wurden. Ziel der Mission ist es, Plasmablasen zu untersuchen, die sich hoch in der Ionosphäre über dem Äquator bilden.
Charles Swenson, Professor für Elektrotechnik und Computertechnik an der USU, arbeitet seit Jahren mit dem brasilianischen Instituto Tecnológico de Aeronáutica zusammen, entwickelt den Satelliten und erforscht Antworten darauf, warum diese Region der Erde so stark vom Weltraumwetterphänomen betroffen ist.
Die Scintillation Prediction Observation Research Task, oder SPORT, ist eine gemeinsame Mission der Vereinigten Staaten und Brasiliens, die darauf abzielt, den Zustand der Ionosphäre zu messen, die 80 bis 600 Meilen über der Erdoberfläche liegt, und um festzustellen, warum sich dort manchmal Plasmablasen bilden.
Der von Brasilien gebaute Satellit ist etwa so groß wie zwei Brotlaibe und beherbergt die wissenschaftlichen Weltraumwettermessungen, die von dem US-amerikanischen Team von Mitarbeitern unter der Leitung von Swenson durchgeführt wurden.
Wenn Radiowellen von GPS-Satelliten über Plasmablasen in der Ionosphäre wandern, können die Signale verzerrt werden. Diese Verzerrung ist als Szintillation bekannt, ein Problem, das die GPS-Zuverlässigkeit beeinträchtigt und sich negativ auf das brasilianische Militär, die Präzisionslandwirtschaft und die automatisierten Landesysteme auf den Flughäfen des Landes auswirkt.
Das Verständnis der Bedingungen, die zu Plasmablasen führen, wird Elektroingenieuren dabei helfen, eine GPS-Technologie zu entwickeln, die weniger anfällig für Szintillation ist.
„Die Antworten auf diese Fragen können die Fähigkeit der Forscher verbessern, die Bildung von Plasmablasen vorherzusagen und die Bedingungen zu verstehen, unter denen sich Dichteanomalien in der Ionosphäre entwickeln“, sagte Swenson.
Funkempfänger am Boden in Brasilien werden das Szintillationsmuster von Wellen aufzeichnen, die die Ionosphäre durchqueren, und sie mit der Satellitenmessung von turbulentem Plasma im Weltraum vergleichen.
Brasilien befindet sich unter der sogenannten südatlantischen Anomalie oder der südamerikanischen magnetischen Anomalie, die auftritt, wenn die Weltraumstrahlung aufgrund einer Schwäche des Magnetfelds zu nahe an die Erde herankommt. Forscher wollen wissen, ob sich diese Region von anderen äquatorialen Stellen für Plasmablasen unterscheidet.
Swenson und seine Mitarbeiter planen, SPORT zu verwenden, um die gleichen Verfahren auf andere Längengrade auf der ganzen Welt anzuwenden, die ebenfalls unter ionosphärischen Unregelmäßigkeiten leiden könnten. Swenson ist der Hauptforscher der gemeinsamen NASA-Brasilien-SPORT-CubeSat-Mission, um die Bedingungen und potenziellen Auslöser für Plasmablasen im Weltraum zu untersuchen.
Die Mission Sport CubeSat soll frühestens am 21. November vom Kennedy Space Center der NASA als Teil der kommerziellen Nachschubmission SpaceX-26 zur Internationalen Raumstation starten.