RZ122 Cosmic Dawn

Ein Blick auf die Frühzeit nach dem Urknall, der Lichtwerdung des Universums und der Entstehung der ersten Galaxien

Laut der aktuellen wissenschaftlichen Sichtweise ist das Universum aus einer Singularität heraus durch eine dramatische Expansion entstanden: dem Urknall. Dabei war alle die Materie die das All heute ausmacht auf einen einzelnen Punkt konzentriert und die daraus resultierende Temperatur machte auch noch mehrere hundertausend Jahre der Ausdehnung später unmöglich, dass sich auch nur Atome bildeten, was dann aber irgendwann geschah.

Trotzdem war das Universum dann noch lange für Licht ein undurchdringbares Medium bis die ersten Sterne mit ihrer Strahlung sich langsam einen Weg bahnten bis das transparente Weltall entstand. Erste Galaxien bildeten sich und legten die Grundlage für die Ausprägung des Weltalls wie wir es heute kennen.

Dauer:
Aufnahme:

Anne Hutter
Anne Hutter

Ich spreche mit der theoretischen Physikerin Anne Hutter vom Cosmic Dawn Center am Niels-Bohr-Institut in Kopenhagen über diese Phasen der Weltwerdung, welche physikalischen Grundlagen diese Entwicklung erklären und welche wissenschaftlichen Maßnahmen unternommen werden, um dem Wesen des Urknalls und seinen Folgen auf die Spur zu kommen.


Für diese Episode von Raumzeit liegt auch ein vollständiges Transkript mit Zeitmarken und Sprecheridentifikation vor.

Bitte beachten: das Transkript wurde automatisiert erzeugt und wurde nicht nachträglich gegengelesen oder korrigiert. Dieser Prozess ist nicht sonderlich genau und das Ergebnis enthält daher mit Sicherheit eine Reihe von Fehlern. Im Zweifel gilt immer das in der Sendung aufgezeichnete gesprochene Wort. Formate: HTML, WEBVTT.


Transkript
Tim Pritlove
Hallo und herzlich willkommen zu Raumzeit, dem Podcast über Raumfahrt und andere.Kosmische Angelegenheiten.Mein Name ist Tim Prittlaff und ich begrüße euch hier zur 122.Ausgabe von Raumzeit.Und heute bin ich mal wieder auf Reisen gewesen,oder bin es gerade, und zwar hat mich der Weg geführt nach Kopenhagen,Konkret ans Nils Bohr-Institut in das Cosmic Dawn Center und Cosmic Dawn,der Name kündigt es ein wenig an.Wir blicken heute mal richtig weit zurück ins Universum und gucken uns mal an,wie denn da die Sonne mal aufgegangen ist.Und um darüber zu sprechen, begrüße ich meine Gesprächspartnerin,nämlich die Anne, Anne Hutter. Schönen guten Tag.
Anne Hutter
Hallo Tim.
Tim Pritlove
Herzlich willkommen bei Raumzeit. Anne,du bist hier als theoretische Physikerin, als Postdoc unterwegs hier am NielsBohr-Institut eben in diesem Cosmic Dawn Center und das gemeinsam mit vielenanderen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern,die sich dem Universum verschrieben haben, kann man sagen.
Anne Hutter
Ja, genau.
Tim Pritlove
Da gehen wir gleich mal drauf ein. Es würde mich natürlich erst mal interessieren,was deine eigene wissenschaftliche Reise so bisher gewesen ist.Womit hat es denn angefangen bei dir mit der Wissenschaft?Hast du schon als kleines Kind im Sandkasten Atome resoniert?
Anne Hutter
Okay, nicht als kleines Kind.Aber ich glaube, zumindest als Teenager war mir ziemlich klar,ich will Astronomie oder Astrophysik machen.
Tim Pritlove
Warum?
Anne Hutter
Das weiß ich bis heute nicht. Ich weiß nur, ich mochte die ganzen Star TrekFilme und ich weiß bis heute nicht, ob es die waren, die mich auf diese Routegebracht haben oder andersrum.
Tim Pritlove
Was ist denn dein Lieblingscharakter bei Star Trek gewesen?
Anne Hutter
Spock. Natürlich.
Tim Pritlove
Das hätte ich jetzt auch schon vorher sagen können. Faszinierend.Gut, und dann bist du es auch geworden.
Anne Hutter
Ja, dann ging es ziemlich schnurstracks. Ich habe Physik in Würzburg studiert,obwohl meine Bachelorarbeit noch nicht in der Astrophysik war.Das habe ich dann erst zum Master geschafft.Dann bin ich weitergegangen. Während meines Masterstudiums habe ich einen Vortragüber den kosmischen Mikrowellenhintergrund gehalten.Und fand das super spannend, was man im Prinzip aus, ja eigentlich nur so einerKarte, im Prinzip was für Informationen man da rauslesen kann und was man danndarüber lernen kann, wie das Universum sich eigentlich gebildet hat.Das fand ich sehr spannend und dann wollte ich eben auch in die Richtung wasmachen und hab mich eben umgeguckt und bin dann am Leibniz-Institut für Astrophysik in Potsdam gelandet.
Tim Pritlove
Wann?
Anne Hutter
Ende 2010 habe ich dann dort angefangen. Und dann war ich da bis Anfang 2015.Und dann bin ich danach für einen Postdoc nach Melbourne,nach Australien gezogen, an das Center for Astrophysics and Supercomputing vonder Swinburne University und war dann drei Jahre dort und bin dann in die Niederlande,an das Kapteininstitut an der Universität Groningen.Und Australien und die Niederlande sind ja beide sehr radio dominiert,wenn es geht um Radiowellen.Echt? Ja, das hängt dann auch im Prinzip so ein bisschen mit meiner Forschungzusammen, obwohl ich Theoretikerin bin.
Tim Pritlove
Ja, warum sind die Länder so darauf fixiert? Das war mir noch gar nicht so klar.
Anne Hutter
Ich glaube in den Niederlanden ist es hauptsächlich historisch.Australien liegt wahrscheinlich daran, dass die etliche Bereiche haben,wo im Prinzip niemand lebt.
Tim Pritlove
Die können überall Teleskope aufstellen.
Anne Hutter
Im Prinzip ja, alles, kein Radio.
Tim Pritlove
Insofern passt natürlich jetzt Holland da gar nicht so richtig im Vergleich.Aber inwiefern ist das in der Geschichte der Niederlande?
Anne Hutter
Weiß ich nicht.
Tim Pritlove
Also jetzt in der Wissenschaftsgeschichte kommen einfach viele Radioforscher.
Anne Hutter
Die haben zumindest eins, ich glaube der ältesten, bin mir nicht sicher.Also sie haben zumindest eins einen sehr älteren Radioteleskope und ja,das hat sich irgendwie so rauskristallisiert.
Tim Pritlove
Okay, die haben da ein Ding am Laufen, wir nehmen das jetzt einfach mal so hin.Jeder hat so seine Spezialisierung, aber dass Niederlande und Australien daauf derselben Schiene sind, das war mir selber noch nicht so ganz bewusst.Okay, war das einfach da immer zu wechseln? Also wird man da so einfach durchgereichtoder ist das ein großer Aufwand, sich da zu bewerben und genommen zu werden?
Anne Hutter
Ja, sicherlich. Ich meine, mittlerweile sind diese ganzen Stellen ziemlich kompetitiv.Ja, ich weiß es nicht. Dich haben sie genommen. Ich habe immer wieder eine Stelle gefunden.Insofern ist es vielleicht nicht ganz repräsentativ.
Tim Pritlove
Vielleicht, die Frage ist eher so in Richtung, ob die sozusagen, also ob das,dann auch immer so Institute sind, die dann auch viel ohnehin schon miteinanderzu tun haben, dass da so ein natürlicher Flow zwischen den Wissenschaftlerinnenund Wissenschaftlern ist,dadurch, dass sie sich auch mit ähnlichen Themen beschäftigen und vielleicht halt… Ja.
Anne Hutter
Teilweise. Ich sag mal in dem Fall nicht unbedingt, aber sie haben natürlichteilweise ähnliche Forschungsschwerpunkte, was natürlich…,Macht dann Sinn, dass man von dem einen zu dem anderen geht.
Tim Pritlove
Okay. Und so war es dann wahrscheinlich auch hier.
Anne Hutter
Genau.
Tim Pritlove
Ja, das Cosmic Dawn Center. Seit wann gibt es das?Und wie wurde das so?Also es ist ja, wenn ich das richtig sehe, so eine Kooperation der Uni Kopenhagenund der Technischen Universität, die auch so das National Space Institute,ist das vergleichbar mit dem DLR?Also ist das sozusagen hier so der Körper in Dänemark, der sich so um Raumfahrt kümmert?
Anne Hutter
Ich weiß nur, dass sie auch Instrumentierung machen. Insofern würde ich dasannehmen, aber wissen tue ich das nicht genau.
Tim Pritlove
Aber die sind ja auf jeden Fall mit drin und das ist sozusagen der Grund,warum das hier eingerichtet wurde.
Anne Hutter
Ja, einer der Gründe. Ja, der Cosmic Dawn Center wurde 2018,glaube ich, hat das angefangen.Und im Prinzip das ist so eine, wie sich das hier nennt, Exzellenzzentrum,wo der Dänische Forschungsbund im Prinzip Geld für zehn Jahre gibt,für die Forschung, die sozusagen da beantragt wurde.Ja, man sozusagen fokussiert auf ein Thema oder auf einen Themenblock forschenkann und auch Wissenschaftler anstellen kann, um das zu bearbeiten.Und ja, der Cosmic Dawn Center selber ist sehr fokussiert im Prinzip auf dasJames Webb Space Telescope.Hauptsächlich eben, um diese Daten auch auszuwerten. Im Prinzip war die Idee,eins der vielen internationalen Zentren zu sein, wo man spezialisiert daraufist, das alles auszuwerten und zu interpretieren.
Tim Pritlove
Also es war schon so klar in der Voraussicht, irgendwann wird man das Ding auchmal gestartet bekommen und wenn es dann losgeht mit dem Datenstrom,muss ja auch jemand geben, der sich diesem Datenstrom annimmt.Das ist natürlich weltweit der Fall.James Webb beschäftigt glaube ich derzeit sehr viele.James Webb war ja hier auch bei Raumzeit schon ein Thema.Also einerseits im Mittelpunkt einer Sendung Raumzeit 93 mit Günter Hasinger,wo wir generell drüber gesprochen haben, was das Ding so kann und machen soll.Auch konkret wird auch die ganze Provisionierung der Wissenschaft dann letztenEndes läuft von der ISA von Madrid aus.Aber natürlich mittlerweile auch bei fast jedem Thema spielt irgendwie JamesWebb in irgendeiner Form eine Rolle, weil das einfach in so viele Bereiche rein strahlt.Ja, und hier ist das sozusagen im Zentrum des Geschehens, aber es ist vielleichtnicht die einzige Datenquelle, die hier ausgewertet wird, oder?
Anne Hutter
Nein, das ist nicht das einzige Datenquelle.Es werden auch viele Beobachtungen mit ALMA, also auch ein Radioteleskop.
Tim Pritlove
In Chile in der Atacama-Wüste, das gibt es ja schon sehr lange.
Anne Hutter
Ja, das ist glaube ich ein zweites großes Standbein und jetzt eben seit letztemJahr auch Euclid, das langsam auch kommt.
Tim Pritlove
Genau, also der Satellit, der auch ein weiteres Weltraumteleskop,was sich ja auch auf die Suche nach dunkler Materie und dunkler Energie gibt, Galaxien beobachtet,hier bei Raumzeit in Sendung Nummer 117 ein ausführliches Thema schon gewesenund mittlerweile eben auch gestartet und mittlerweile kommen auch Daten.Also da geht es schon richtig los.Ja, gut. Dann kommen wir nochmal so ein bisschen auf dein Forschungsfeld,weil du hast dich ja jetzt sozusagen dieser Phase auch sehr verschrieben.Also Cosmic Dawn heißt ja literally sozusagen quasi das Morgengrauen des Universums,so könnte man das ja definieren.Sprich, es geht um die Frage, was ist denn eigentlich nun damals passiert?Und ich denke, jeder hat schon mal so ein bisschen was vom Urknall gehört.Also sozusagen das aktuelle wissenschaftliche Bild, ein Modell kann man sagen, eine Idee,wie all das zusammenpassen kann, was wir bisher beobachtet haben.Und was wir uns aus unseren Vorstellungen, wie Physik funktioniert und Einsteinund anderen immer wieder bestätigten Theorien so zusammenbauen können,wie das alles zusammenpasst mit dem, was wir beobachten.Aber das ist halt nach wie vor ein Feld, was sich auch schwer beobachten ließ,weil es halt einfach alles schon lange her ist.Und ich finde es immer wieder faszinierend, weil ich denke, das ist auch vielenLeuten nicht so klar, dass ja der Blick ins All ja auch immer ein Blick in die Zeit ist.Wenn wir einen Stern sehen, dann ist das Licht ja nicht gerade vor zehn Minutenentstanden, sondern es ist halt teilweise Millionen und teilweise Milliarden Jahre her,dass dieses Licht erzeugt und auf die Reise zu uns geschickt wurde und so diesesexpandierende Universum.Bietet uns sozusagen beliebig viel Beobachtungstiefe, nur gab es eben dieseInstrumente bisher nicht, um eben auch beliebig tief reinzuschauen.Also beliebig tief können wir immer noch nicht reinschauen, aber es hat sichja einiges getan und durch James Webb ist jetzt eben nochmal so eine ganz neueZeit eigentlich angebrochen, kann man sagen.Also ein neues Zeitalter der Beobachtung, wo wir jetzt also jahrzehntelang eigentlichimmer alles so ein bisschen dominiert war von Hubble,dem Weltraumteleskop, was ja jetzt glaube ich vor ein paar Tagen schon mal soin den vorübergehenden Ruhestand geschickt wurde.Also es ist noch da, aber man glaubt, es hält nicht mehr lang.Und um es noch erhalten zu können, sind sozusagen viele Systeme jetzt schonmal runtergefahren worden.Aber jetzt ist halt James Webb gelauncht und ist ja auch super erfolgreich gestartetund sieht ja auch so aus, als ob es sehr viel länger auch am Leben erhaltenwerden kann, als man sich das halt da am Anfang nur erträumen können.Und wie schon gesagt, jetzt kommen halt diese Daten.Jetzt reichert sich sozusagen auch wieder ein Blick mit Daten an,der ja vorher eigentlich nur in der Theorie entstanden ist.Was ist denn jetzt sozusagen unser aktuelles Bild,also das der Wissenschaft sozusagen,was ist sozusagen bisher der kleinste gemeinsame Nenner, der Konsens,was da mal wohl passiert ist und womit fing es an oder was ist der frühesteZeitpunkt, von dem wir eine Meinung haben,wie es vielleicht angefangen sein könnte, um es mal ganz zurückhaltend zu formulieren.
Anne Hutter
Ja, also der früheste Zeitpunkt, den wir tatsächlich sehen können,ist die sogenannte kosmische Mikrowellenhintergrundstrahlung.Und im Prinzip, wenn wir anfangen nach der Urknalltheorie gehen,dann hatten wir den Urknall und da gab es eine Phase, in der das Universum ganzschnell expandiert ist.Währenddessen sind dann auch danach dann die ganzen Teilchen haben sich geformt.
Tim Pritlove
Was ist denn der Blick dann drauf, aus was es expandiert ist?Also nicht was es war, aber wie klein wird es irgendwann mal gewesen sein, alles?
Anne Hutter
Im Prinzip der Urknall in sich selber ist eine Singularität, im Prinzip ein Punkt.Also im Prinzip von einem Punkt zur Dimension.
Tim Pritlove
Indem sich alles befindet, was wir heute sehen und meinen zu sehen.Das ist mindboggling, oder? Das ist schwierig. Wie gehst du damit um?Singularität und so. Kann man sich das irgendwie vorstellen?Ist das irgendwie abbildbar?
Anne Hutter
Ich würde sagen, nein. Ich kann es mir nicht vorstellen. Ich glaube,das ist so ein bisschen wie Quantenmechanik.Ich habe es gelernt zu akzeptieren und als abstraktes Konzept irgendwie damit zu arbeiten.Aber es ist sehr schwierig vorzustellen, weil es komplett anders ist,als was wir sehen oder erleben.
Tim Pritlove
Gut, ich meine, es kann ja auch sein, dass das so ein sehr vorübergehender Zustandist. Und ganz kurz davor war es schon wieder ganz anders.Man weiß es nicht.
Anne Hutter
Okay, gut.
Tim Pritlove
Aber das ist sozusagen das Bild. Also das muss man sich ja mal klar machen.Jetzt hätte ich fast gesagt Stecknadelkopf, aber es ist ja eigentlich mehr die Stecknadelspitze.
Anne Hutter
Ja.
Tim Pritlove
Okay, und in dem war alles und das expandiert. Und dann?
Anne Hutter
Im Prinzip werden es expandiert. Also man muss sich vorstellen,es war am Anfang wie ganz heiß. Und werden es expandiert, kühlt es im Prinzip auch ab.
Tim Pritlove
Und es ist sozusagen alles, was wir an Materie heute wahrnehmen und auch vielleichtMaterie, die wir heute noch nicht,oder die wir nur indirekt wahrnehmen, die auch noch nicht die Struktur hat,in der wir es heute wahrnehmen.
Anne Hutter
Und im Prinzip haben sich auch erst in dieser allerersten Phase dann nach dieserExpansion eigentlich die Teilchen gebildet.Und irgendwann ist das Universum im Prinzip, also in bestimmten Punkten bestehtes im Prinzip aus den klassischen Komponenten, die wir kennen.Protonen, Neutronen, Elektronen und auch Strahlung natürlich.Und die waren ja bis zu knapp 400.000 Jahre nach dem Urknall.Haben die sozusagen, was wir sagen, Wechselwirkung, also die Strahlung ist dannan Elektronen oder an Protonen gestoßen und dann haben die sozusagen ihre Energieangeglichen aneinander und damit hatten die immer ungefähr die gleiche Energie.Aber irgendwann ist das Universum im Prinzip 400.000 Jahre nach dem Urknall,so weit abgekühlt, dass das nicht mehr möglich ist.
Tim Pritlove
Dass was nicht mehr möglich ist?
Anne Hutter
Dass sozusagen die Strahlung nicht mehr oft mit den Teilchen interagiert.Im Prinzip kann man sich vorstellen, dann ist der Abstand einfach zwischen denTeilchen schon so groß, dass die Wahrscheinlichkeit für diese Strahlung,dass sie ein Teilchen treffen, sehr gering ist.Und was dann passiert ist, ist im Prinzip, dass wir eigentlich erst dann dieElemente im Universum gebildet wurden, als der Wasserstoff, das ist der Punkt.
Tim Pritlove
Also wenn wir sagen die Teilchen, dann reden wir von dem kompletten Teilchen Zoo,von dem Standardmodell der Physik,also da haben wir noch keine Atome und vielleicht ein Elektron,Aber alles ist sozusagen die kleinste Einheit,von der wir heute meinen zu wissen,dass sie alles ausmacht, auch wenn wir noch keine Erkenntnis darüber haben,aus was diese Teilchen wiederum bestehen und auch entstanden sind.Das heißt, man muss sich das sozusagen vorstellen wie so eine heiße Gas-Plasma-Wolke,also alles ist eins sozusagen, um mal metaphorisch zu sprechen.Ich finde das irgendwie sehr wichtig, sich das so vorzustellen,dass da nicht sozusagen ein fertiges Universum einfach nur größer geworden ist,sondern eigentlich ist eigentlich,wenn man das jetzt mal rückwärts denkt, ist das ganze Universum zusammen komprimiert worden,bis es so heiß wurde, bis es in sich geschmolzen nur noch irgendwie aus,was auch immer dann das Kleinste ist, was es sein kann, nur noch daraus besteht.Und jetzt ist sozusagen der Urknall, ist rückwärts das Ganze abgespielt, dieser Film.Es wird irgendwie größer und es ist aber alles heiß.Also heiß, und jetzt reden wir wahrscheinlich von Abermillionen von Grad heißoder wie heiß, also furchtbar heiß.
Anne Hutter
Ja, ich nehme...
Tim Pritlove
Also nicht, was eine normale Sterntemperatur heiß ist, sondern noch heißer.
Anne Hutter
Ja, definitiv noch heißer.
Tim Pritlove
Ähm,Und du sagst jetzt 400.000 Jahre und dann ist das alles überhaupt erst soweitabgekühlt, dass es anfangen kann,dass die Teilchen überhaupt ordentlich miteinander interagieren können,um daraus zusammengesetzte Teilchen zu bauen.
Anne Hutter
Ja, dass wir eigentlich erst die ersten Atome formen können.Vorher war das im Prinzip nicht wirklich möglich.
Tim Pritlove
Also es gab in dem Sinne auch vorher keine Protonen oder so,also die ganzen Quarks, die flogen dann alle noch einzeln rum?
Anne Hutter
Die gab es schon. Man kann sich das ungefähr so vorstellen.Je kleiner der Baustein ist, desto früher hat er sich im Prinzip geformt.Und dann mit der Zeit bilden sich aus den kleinen Bausteinen sozusagen die größeren.Und die 400.000 Jahre ist im Prinzip wirklich die Krönungsstufe,die allerletzte Stufe, wenn wir tatsächlich die Atome bilden.
Tim Pritlove
Aber wie groß war dann das Universum zu diesem Zeitpunkt?Wenn es sich extrem expandiert, wie groß ist es dann vermutlich erstmal geworden,um überhaupt erstmal Atome bilden zu können?Ist das irgendwie eine darstellbare Größe? Ist das überhaupt noch vorstellbar? Also es ist schon...
Anne Hutter
Naja, Pi mal Daumen ist es ungefähr, man kann es sich vorstellen,tausendmal kleiner als heute.
Tim Pritlove
Tausendmal? Okay, also schon recht groß. Weil tausendmal kleiner ist ja...
Anne Hutter
Ungefähr, also größenordnungsmäßig.
Tim Pritlove
Okay. Also schon eine beträchtliche Expansion.
Anne Hutter
Jaja, definitiv groß. Also ich sag mal, nee, nicht irgendwie 10 Zentimeter oder 10 Meter.
Tim Pritlove
Naja, keine Ahnung. War ja nicht dabei.
Anne Hutter
Nee, schon ziemlich groß.
Tim Pritlove
Okay, gut. Und dann erst nimmt die Temperatur so sehr ab, dass überhaupt erstmaleine Interaktion möglich ist zwischen den Teilchen.Und dann haben wir Atome, beziehungsweise wahrscheinlich nur genau eine Art von Atom.
Anne Hutter
Ja, im Prinzip in dieser Phase wird dann Wasserstoff gebildet.Und das einzige andere Teilchen, was sich danach auch noch bildet, ist Helium.Und es gibt auch noch ein bisschen Lithium, aber mehr wird eigentlich nicht gebildet.Also das sind alle Teilchen, die es dann quasi gibt.
Tim Pritlove
Also im Periodensystem halt eins, zwei und drei.
Anne Hutter
Ja.
Tim Pritlove
Ein Proton, zwei Protonen.
Anne Hutter
Und mehr existiert da auch noch nicht zu der Zeit.
Tim Pritlove
Warum jetzt nicht noch das nächste Element? Also warum ein bisschen Lithiumund warum ist dann da Ende?
Anne Hutter
Im Prinzip macht das energetische im Prinzip nicht so wirklich.Sind sozusagen die Kräfte noch nichtstark genug, dass man die energetisch miteinander verschmelzen könnte.Dazu braucht man im Prinzip nachher dann diese Massen und diese Kräfte,die sozusagen dann in Sternen herrschen.
Tim Pritlove
Also das nächste wäre dann Beryllium gewesen, was hätte folgen müssen.Und dafür brauchst du dann schon Sternenbrut sozusagen, um dann was zu machen.Also das ganze Weltall besteht jetzt im Wesentlichen aus Wasserstoff und Helium, kann man sagen.Und sehr viel mehr Wasserstoff als Helium, nehme ich mal an.
Anne Hutter
Ja, im Prinzip ja.
Tim Pritlove
Und ist das jetzt schon der Moment, wo diese Hintergrundstrahlung entsteht oderkommt das erst noch später?
Anne Hutter
Nee, das ist genau der Punkt, als sie entsteht. Im Prinzip kann man sich vorstellen,bis zu diesem Zeitpunkt waren die Teilchen und die Strahlung im Gleichgewicht,also hatten dieselben Energie.Und plötzlich wird sozusagen die Strahlung wie losgekoppelt von diesen Teilchen.Also die bleibt dann auch, die hat so eine bestimmte, wir sagen Temperatur,also die dann sozusagen auch die Temperatur, die damals im Universum herrschte, darstellt.Und wir sehen sie auch heute sozusagen, ja im Prinzip bei dieser Temperatur,obwohl natürlich sich das Ganze auch rot verschiebt.Also wir wissen dann auch genau, wir können die Temperatur dann auch eigentlichgenau messen, die es dann dort gab, genau.Und das ist eben das Spannende. Also diese Hintergrundstrahlung ist eben eigentlich sehr homogen.Also es gibt nicht viele Fluktuationen. Also wenn nur ganz kleine und die sindvier, fünf Größenordnungen kleiner als die Temperatur an sich.Also wenn man die Temperatur nimmt und dann hat man 10.000 bis 100.000 mal kleinereTemperaturfluktuationen.
Tim Pritlove
Ich habe da noch ein Verständnisproblem mit dieser Hintergrundstrahlung.Also ich stelle mir das jetzt so vor, man hat so diesen riesigen Blob,so ein tausendstel Universum groß,also sehr groß und diese Temperatur,die dann zu diesem Zeitpunkt herrscht und die bis dahin ja so im Wesentlichengleichmäßig verteilt war bis auf diese kleinen Fluktuationen,die ist ja jetzt nicht nur am Rand des Ganzen, sondern die ist ja überall.Jetzt expandiert das irgendwie weiter.Ist dann nicht diese Temperatur auch weiterhin überall?Warum nehmen wir die sozusagen aus der Ferne wahr und warum ist die nicht überall?
Anne Hutter
Sie ist überall.
Tim Pritlove
Sie ist überall.
Anne Hutter
Auch heutzutage. Also heutzutage ist sie überall. Und wir können sie auch messen.Also die ersten Messungen wurden zum Beispiel mit dem COPI-Satelliten gemacht.Und dann kam WMAP und die letzte Mission war im Prinzip die Planck-Mission,die es genau auskartiert hat im Prinzip.
Tim Pritlove
Aber die Strahlung kommt ja sozusagen aus der Ferne zu uns.Oder ist das falsche Bild?
Anne Hutter
Ja, ich würde mal mehr sagen, man kann sich vorstellen, vielleicht man hat verschiedeneStrahlungskomponenten, die in ganz verschiedene Richtungen gehen und es gibtquasi ja nicht eine Quelle.Im Prinzip waren im Universum ja überall, wurde diese Strahlung sozusagen losgeschickt.Deswegen kommt sie sozusagen von überall.Selbst wenn sich das Universum expandiert, im Prinzip relativ dehnen sich jaauch diese, wenn wir jetzt sagen, wir haben ganz, ganz viele Quellen,die dehnen sich ja mit aus.Und insofern, ja, vielleicht ist das, wie man es sich vorstellen kann,dass es von überall kommt.
Tim Pritlove
Und diese Fluktuationskarte, viele werden das wahrscheinlich schon mal gesehenhaben, es wird oft so grün, blau, rot, blau dargestellt,dann hat man halt so diese ganze Ellipse, also quasi einmal so der Blick rundherum,so ein 360 Grad Foto und darin kann man sozusagen diese Temperaturschwankungen sehen.Und das Ganze ist ja wie so ein Foto vom Universum zu dem Zeitpunkt,aus dem man dann Dinge rauslesen kann, reden wir bestimmt gleich drüber.Würde ich jetzt dasselbe machen, aber von einer anderen Stelle aus im Universum?Würde die Karte genauso aussehen oder anders?
Anne Hutter
Prinzipiell sollte sie ziemlich gleich aussehen.
Tim Pritlove
Also es ist wirklich sozusagen ein universelles Bild.Also das gilt so überall, überall war diese Strahlung gleich verteilt oder sah sie gleich aus.
Anne Hutter
Ja, statistisch definitiv.
Tim Pritlove
Was können wir der jetzt ansehen? Was sagen diese Fluktuationen aus?Was kann man daraus deuten? Weil es hat ja zu einiger Begeisterung geführt,auch die Bilder von Planck und so.
Anne Hutter
Im Prinzip sind diese Fluktuationen, die wir dann sehen, also manche Stellen,wo es wärmer oder wo es kälter ist,die sagen uns im Prinzip aus, wo das Universum anfangs ein Tick dichter undein Tick weniger dicht war.Und im Prinzip sind das sozusagen die ersten Überdichten.Das sind dann auch die Regionen, in denen wahrscheinlich die Materie sich anfängtzu kollabieren oder zusammenzuziehen und dann auch die ersten Sterne darin zu entstehen.Insofern gibt es uns eine Idee, wie sozusagen überhaupt die Struktur,also wir sagen die großräumige Struktur im Universum damals ausgesehen hat.
Tim Pritlove
Ja, weil so rein statistisch betrachtet, auch wenn alles im Wesentlichen eineTemperatur hat, hat es nicht alles dieselbe Temperatur, sondern hier war esein Tick mehr und da war es ein Tick weniger und das sind dann sozusagen so diese Fehlstellen,die sich dann über die Zeit verstärkt haben.Wo es irgendwo mal heißer war, dann ist es dann auch heißer geblieben.Wo es mal kälter war, ist es dann auch kälter geworden.Und während sich halt alles so auseinander zieht, waren das dann vermutlichauch die Stellen, die dann später dazu geführt haben, wo sich die Materie angereichert hat.Weil wenn man sich heute das Universum anschaut, dann bildet es ja Stellen aus,wo weniger ist, die Voids, also nicht komplett leer,aber da ist dann halt nicht so viel, da hängen nicht so viele Galaxien rum,während die Galaxien alle sich in so längeren Straßen in diesen Filamenten rumtummeln.Und wenn irgendwo mal eine Galaxie ist und wo eine Galaxie ist,ist eine andere nicht weit entfernt, kann man es mal so sagen.Es gibt wahrscheinlich auch ein paar, die völlig verloren in irgendeinem Voidrumhängen und sich fragen, wie sie da jetzt hingekommen sind.Also das hängt sozusagen unmittelbar oder davon geht man derzeit aus,dass das unmittelbar zusammenhängt.
Anne Hutter
Ja, ja, ja, im Prinzip, ja.
Tim Pritlove
Dann springen wir doch mal wieder zurück in diesen Moment, wo also jetzt dieAtome sich geformt haben.Was ist dann als nächstes passiert?
Anne Hutter
Im Prinzip haben wir es eigentlich schon jetzt angesprochen.Das Spannende ist jetzt im Prinzip, man kann sich vorstellen,die Strahlung kann keine Ansammlung mehr von Teilchen sozusagen zerschießen.Wenn zum Beispiel jetzt die Teilchen angefangen haben mit der Gravitation zuklumpen, dann kann die Strahlung diesen Klumpen nicht mehr aufweichen.Und somit kann die Materie immer weiter sich anreichern und verklumpen.Und das wird dann immer alles dichter und dichter. Und damit formen sich dann die Strukturen.Und in der klassischen Theorie, wenn man das sozusagen in erster Ordnung zum Beispiel rechnet,wenn man annimmt, man hat eine homogene eine Massenverteilung,also gleichförmig verteilt und sich dann fragt, wie sowas eigentlich kollabiert.Was man dann rauskriegt ist, dass man Flächen bildet.Also die kollabieren sozusagen in einer Dimension und dann bilden sich in dernächsten Dimension, dann kommen diese Straßen, von denen du gesprochen hast,also wir nennen die Filamente.Und die letzte Struktur ist dann, wenn du mehrere Filamente hast,dann kannst du, was wir sagen, dann halos.Das sind, ja, Ja, sozusagen mehr kugelförmige, nicht kugelförmige Gebilde,die dann eben nochmal dichter werden und in denen entstehen dann die ersten Galaxien.
Tim Pritlove
Aber mit Galaxien geht es ja nicht los, man braucht ja erstmal ein paar Sterne für Galaxien.
Anne Hutter
Ja, gut. Die Definition, was ist eine Galaxie, ist natürlich dann auch nochmal zu diskutieren.Ob man sowas schon mit ein, zwei Sternen sagt, das ist jetzt eine Galaxie.
Tim Pritlove
Also die Sternentstehung beginnt. Und wie schnell ist das dann vorangegangen?Also ich meine, okay, jetzt ist das irgendwie alles expandiert,400.000 Jahre, so wumms, dann bilden sich schlagartig Atome.Also das dürfte ja dann wahrscheinlich auch ein relativ schneller Prozess gewesensein, weil es ja dann sozusagen auch überall sofort oder mehr oder weniger sofortdieselben Bedingungen geherrscht haben.Also wurde sozusagen mit so einem Fingerschnips ab einer bestimmten erreichtenniedrigeren Temperatur wandelte sich auf einmal alles in Wasserstoff um, kann man fast sagen.
Anne Hutter
So ungefähr, ja.
Tim Pritlove
Ein bisschen Helium. Und dann standen sich die Anturbe sozusagen gegenüber unddann ging das Gravitationsspiel los,dass dann Gas sich zusammenfindet, sich anzieht und dann ist sozusagen Sternenentstehungmehr oder weniger automatisch das nächste, was passiert.Kann man das so sehen oder ist das zu einfach gedacht?
Anne Hutter
Im Prinzip. Also diese Zusammenfindung von dem Gas, wir nennen das den Zeitraumsozusagen die Dark Ages, die dunklen Zeiten, in denen es im Prinzip noch kein Licht gab.Und die ersten Sterne, man weiß es nicht so genau, sind wahrscheinlich 100 bis200 Millionen Jahre nach dem Urknall, haben sich wahrscheinlich gebildet.Und das ist eben in diesen Verdichtungen passiert, wo das Gas so dicht ist,dass es anfängt unter dem Gravitationsdruck zu kollabieren.
Tim Pritlove
Also wir sind jetzt von 400.000 Jahre, wo sich das ganze Gas bildet,mal eben 100 Millionen Jahre nach vorn.
Anne Hutter
Weitergereiht.
Tim Pritlove
Und das sind die dunklen Zeiten. Ja. Okay, die Dark Ages.
Anne Hutter
Dark Ages, ja.
Tim Pritlove
Und wie nennt man die Phase davor? Überhaupt einen Namen?
Anne Hutter
Ja, das ist die Phase der Rekombination. Also Rekombination.Im Prinzip sagt man, wenn man das Wasserstoff nimmt, vorher war es im Prinzipein Proton und ein Elektron.Also war es sozusagen ionisiert und dann wurde es sozusagen kombiniert.Warum sie Rekombination sagen, weiß ich nicht.
Tim Pritlove
Weil es überhaupt erstmal kombiniert wurde.
Anne Hutter
Ja, genau.
Tim Pritlove
Okay, Begriffsunschärfer.Ionisiert heißt ja, das Elektron ist irgendwie nicht da.
Anne Hutter
Sozusagen.
Tim Pritlove
Das war quasi der Zustand, weil es vorher sich gar nicht zusammenfinden konnte.Aber dann haben sich halt die Protonen gebildet und dann haben die sich quasidie Elektronen dann geschnappt und dadurch hatte man dann Atome.Und das ist die Kombination oder die Rekombination. Also das ist sozusagen die erste Phase.Dann geht es halt los mit dem Wasserstoff, der dann auf dem Weg ist, sehe ich jetzt.Aber dann dauert es halt einfach mal. Ich meine, 100 Millionen Jahre ist jajetzt nicht nix, sozusagen.Und die Phase heißt dann wie?
Anne Hutter
Dark Ages. Ja, man muss sich das auch vorstellen.Ich meine, bei der Rekombination war alles noch sehr gleichförmig verteilt.Und wenn wir uns dann angucken, wie dicht etwas sein muss oder diese Gasansammlungsein muss, damit sich Sterne formen, das sind ja verschiedene Größenordnungeneben sozusagen auch höher.Und das braucht eben auch seine Zeit, dass es sich überhaupt formen kann.
Tim Pritlove
Okay, und dann haben sich diese Sterne gebildet, aber man konnte sie nicht sehen. Warum nicht?
Anne Hutter
Man könnte sie vielleicht zum Teil sehen. Also diese Sterne bilden sich und senden Licht aus.Und wir wissen ja von der Rekombination, der Wasserstoff, der war zu dem Zeitpunkt immer noch neutral.Das heißt, das Elektron und das Proton blieben beieinander.Und was jetzt passiert, wenn die allerersten Sterne sich formen,die senden ja auch Licht aus, was relativ energetisch ist, also ultraviolette Strahlung.Und diese ultraviolette Strahlung ist energiereich genug, dass sie das Wasserstoffatomwieder ionisieren kann.
Tim Pritlove
Also sie kickt das Elektron raus. Ist das jetzt die einzige Strahlung,die diese Sterne von sich gegeben haben?Man würde jetzt erwarten, die geben alle möglichen Strahlung von sich,aber nur der ultraviolette Anteil ist in der Lage, diese Elektronen wieder ausden Atomen rauszuschießen, die sie jetzt gerade erst gefunden haben. Ist ja auch dramatisch.
Anne Hutter
Ja, genau. Aber sie geben sozusagen,für Sterne ist es relativ genau eine Schwarzkörperstrahlung ungefähr.Also es ist eine Verteilung über verschiedene Wellenlängen oder Energiebereiche.Und die ultraviolette Strahlung ist sozusagen mehr der energiereichere Teil.Man kann sich jetzt zum Beispiel auch vorstellen, je heißer ein Stern ist,was eigentlich auch damit korreliert, dass er größer und massereicher ist,wenn er heißer ist, desto mehr energiereiche Strahlung entsendet er auch.Und dementsprechend, je mehr massereiche Sterne ich habe, desto mehr von dieserStrahlung, die Wasserstoff ionisieren kann, wird auch gebildet.Um jetzt auf deinen eigentlichen Punkt wieder zuzukommen, warum man diese Sternevielleicht dann nicht wirklich sieht.Also können wir uns vorstellen, dass der energiereiche Teil der Strahlung vondem Wasserstoff, der teilweise in der Galaxie ist, aber auch außerhalb,also wir nennen zum Beispiel den Wasserstoff und auch das Helium,zwischen den Galaxien intergalaktisches Medium.Weil im Prinzip, wir haben ja nicht nur Galaxien, sondern überall anders auch das Gas.Und diese Strahlung, die ultraviolette Strahlung von den Sternen,ionisiert dann oder fängt an zu ionisieren den Wasserstoff im intergalaktischen Gas.Und man kann sich das jetzt vorstellen, das ist wie eine Welle,die sich so langsam ausbreitet.Im Prinzip ist es eher eine Sternansammlung, was so eine erste Galaxie ist.Das Licht wird ausgesendet, fängt an, den Wasserstoff im intergalaktischen Gas,das direkt um die Galaxie ist, anzujonisieren. Und dann kann es ja,wenn es den ersten Wasserstoff ionisiert hat, kann es sozusagen weiter durchgehen.Weil es ja den ersten Teil, den er schon ionisiert hat, absorbiert ja nichtmehr diese ultraviolette Strahlung.
Tim Pritlove
Dann breitet sich das langsam auf.
Anne Hutter
Genau, und dann breiten sich diese ionisierten Gebiete langsam mehr und mehr aus.
Tim Pritlove
Also alles ist sozusagen eine riesige Gassuppe.So stelle ich mir das vor. Und durch die Verdichtung über diese Millionen vonJahren bilden sich dann halt die Sterne.Die Sterne sind ja im Prinzip eine Zusammenklumpung von Gas,dann setzt halt die Fusion ein, dann wird das eben verbrannt,das kennen wir ja von unserer Sonne auch.Aber sind halt einfach noch umgeben von diesem neutraler Wasserstoff,wo sozusagen alles dabei ist.Und erst durch ultraviolette Strahlung, also durch besonders energetische Sonnen,wird dann diesem Wasserstoff sozusagen die Elektronen weggekickt.Sind dann nach wie vor noch Wasserstoffatome, aber die haben halt einen Elektron weniger.Oder keins mehr. Es ist ja eh nur eins da.Ist ja eigentlich ziemlich fies. Und jetzt haben sie sich gerade erst gefunden, ähm.Und das dauert natürlich dann eine Weile, aber in dem Moment,wo das stattfindet, dann hebt sich sozusagen diese Strahlung,also in dem Moment, wo die Strahlung auf das Atom trifft, wird das Elektronweggeschossen, aber damit ist dann die Strahlung quasi weg.Also sie ist dann vollständig energetisch absorbiert, es strahlt dann nicht darüber hinaus.Das ist dann sozusagen der Trade, der dann gemacht wird.Strahlung kommt, Elektronen wird rausgekickt und das hat dann diese Energiein dem Moment vernichtet.Sprich, es braucht dann noch mehr Strahlung, damit dann die dahinterliegendenAtome auch noch kommen und so weiter. Und so breitet sich das langsam aus.Und das ist dann sozusagen diese Reionisierung des Weltalls,die sich jetzt, naja, ich meine, in kosmischen Dimensionen dauert das dann jadann wahrscheinlich auch eine Weile.
Anne Hutter
Ja.
Tim Pritlove
Also das ist ja dann sozusagen eine Stück für Stück, eine Beendigung dieserDark Ages, kann man das so sehen?
Anne Hutter
Ja, ich würde sagen, die Dark Ages, die enden wirklich mit der Entstehung derersten Sterne, während diese Phase der Ionisierung ist.
Tim Pritlove
Eine neue Phase.
Anne Hutter
Ist im Prinzip eine neue Phase.
Tim Pritlove
Und wie lange braucht die dann, bis sozusagen alles durchionisiert ist?
Anne Hutter
Ungefähr na, Na, wahrscheinlich 800, 900 Millionen Jahre ungefähr.Ja, momentan sehen wir das ungefähr, wenn das Universum eine Milliarde Jahrealt ist, dass im Prinzip diese Reionisierung abgeschlossen ist,dass das Gas zwischen den Galaxien im Prinzip alles ionisiert ist, der Wasserstoff.
Tim Pritlove
Das heißt, das ist jetzt auch der Normalzustand. Der ganze Wasserstoff,der da rumhängt, hat keine Elektronen mehr.
Anne Hutter
Ja.Das ist heutzutage immer noch so.
Tim Pritlove
Aber nur deshalb kann jetzt Strahlung, die von Sternen kommt, beliebig weit reisen.
Anne Hutter
Ultraviolette Strahlung.
Tim Pritlove
Ultraviolette Strahlung.
Anne Hutter
Die andere Strahlung, die niederenergetisch ist, die können wir sehen.
Tim Pritlove
Also normales Licht kam schon immer durch?
Anne Hutter
Das sollte soweit eigentlich durchkommen.
Tim Pritlove
Warum sagt man dann, dass das Universum undurchsichtig war, wenn das Licht durchkommt?
Anne Hutter
Da wird eben sozusagen darauf zurückgegangen, dass es diese ultraviolette Strahlungist, die so absorbiert wird.Das ist im Prinzip auch genau der Effekt, was man sich zunutze macht, um Galaxien,also die ersten Galaxien überhaupt zu detektieren oder zu bestimmen,zu welcher Zeit, wie alt ist diese Galaxie im Prinzip.Und genau das ist dieser Effekt, dass man eben sagt,okay, zu dem Zeitpunkt war noch der Wasserstoff vorhanden,er kann sozusagen alle Strahlung energiereicher als eine bestimmte Wellenlängeabsorbieren und dann sieht man nichts und alles,was energieärmer ist, sehen wir.Das heißt, wenn man dann guckt, dann sieht man sozusagen in den Spektren,wir nennen das ein Lime Break.Dann sieht man diese Breaks. Und je nachdem, wo dieser Break ist,können wir sozusagen feststellen, wie alt die Galaxie oder wann sie in der Geschichtedes Universums, wie wir sie jetzt gerade sehen.
Tim Pritlove
Aber nur noch zum Verständnis, weil es wird ja immer gesagt,das Universum sei undurchsichtig gewesen. Das stimmt in dem Sinne eigentlich gar nicht.Also das Licht, was wir sehen, das nicht ultraviolette Licht,das konnte schon immer weiterziehen oder ist es auch von irgendetwas aufgehalten worden?
Anne Hutter
Ich meine, die andere Komponente, die das etwas sozusagen runterdimmt,ist, wenn man hat die erste Generation der Sterne, die sich formen.Und dann sterben die massereichsten Sterne als erstes und die produzieren jadann tatsächlich auch die schweren Elemente, also hauptsächlich Sauerstoff,Stickstoff, Kohlenstoff.Und diese Elemente bilden dann auch in den Galaxien, was wir Staub nennen.Und Staub kann auch sozusagen die andere Strahlung absorbieren.Und im Prinzip, wenn man sich das vorstellt, man hat diese Sternansammlung unddie produziert jetzt Staub und dann bildet sich Staub um diese Sterne,dann kommt selbst wenn die jetzt sozusagen nicht ultraviolette Strahlung aussenden,kann diese Strahlung teilweise von diesem Staub absorbiert werden.Und damit wird es noch weiter gedimmt.Der andere Punkt, mit dem das vielleicht verwechselt werden kann,ist, dass wenn die Sterne früh im Universum ihre Strahlung aussenden,die kommt ja bei uns rot verschoben an.Das heißt, wenn das Universum sich ausdehnt, wird die sozusagen immer energieärmerund damit schiebt sie sich immer mehr ins Rote,sodass was damals ultra oder sichtbar war, eben heutzutage eher im Infrarotist und da für uns nicht mehr wirklich sichtbar.
Tim Pritlove
Aber natürlich schon noch, also nicht für uns sichtbar, nicht für Menschen sichtbar,aber für unsere Instrumente natürlich sehr wohl sichtbar.Das ist ja genau das, was jetzt das James Webb Teleskop so schön macht.Okay, aber jetzt verstehe ich auch den Punkt.Also es gab im Prinzip zwei Unsichtbarkeiten, die zusammenkamen.Das eine ist die ultraviolette Strahlung, die noch von dem neutralen Wasserstoffabsorbiert wurde. Die kam nicht durch.Es gibt ja auch noch andere Strahlenkategorien, noch höher energetische Strahlungwird vielleicht auch eine Rolle gespielt haben, aber das war sozusagen das,was vor allem vorgeherrscht hat.Das, was wir als Licht bezeichnen, also unter dem ultravioletten Spektrum,das wurde zwar von diesem neutralen Wasserstoff nicht aufgehalten, aber.Aber der ganze Prozess war ja mit Sternenbildung verbunden und am Anfang hatsich eben sehr viel zusammengeklammert.Und du sagst es ja schon, die Sterne, die massereichen Sterne,also umso größer sie sind, umso schneller sterben sie.Das ist ja im Prinzip die Regel bei Sternen. Das heißt,die ganze Zeit sind Sterne entstanden, sind dann auch verhältnismäßig,also alles natürlich jetzt im universellen Maßstab,relativ schnell wieder verpufft und haben in dem Moment durch die Fusion dieneuen Elemente erzeugt, die ja sozusagen alles auch ausmachen,was heutzutage für uns zumindest relevant ist, weil ohne Sauerstoff,Stickstoff und so weiter wären wir irgendwie nicht so wirklich da.Sprich, da ist dann diese Elementefabrik dann angeworfen worden und dadurchwurde all diese ganze Wasserstoffsuppe noch um weitere Elemente bereichert,die dann wiederum das normale Licht auch aufgehoben haben.Und von daher war das alles noch eher dunkel. Also es ist nicht so,dass jetzt überall komplett das Licht aus war, aber es ist auch nicht so diesternenklare Nacht gewesen, wie wir das heute sozusagen wahrnehmen.
Anne Hutter
Ja, man kann da jetzt noch unterscheiden. Man kann sich vorstellen,wenn man ganz sozusagen kleine Galaxien, und mit klein meine ich eben nichtviel Masse, die noch nicht viele Sterne gebildet haben, dann kann man sich vorstellen,die haben noch nicht viel Staub.Weil da haben noch nicht viele Sterne sozusagen gelebt und sind gestorben.Während wenn man sich massereichere Galaxien anschaut,dann sind da ja viel mehr Generationen von Sternen schon entstanden und dannauch sozusagen gestorben oder als Supernovae explodiert im Prinzip. Ja.Und damit hängt dann auch, wie viel von der Strahlung, die von den Sternen abgegebenwird, von diesem Staub absorbiert wird, eben von der Staubmasse ab und auchwie viel Staub schon produziert wurde.Und das ist wahrscheinlich für massereichere Galaxien ein bisschen höher als für masseärmere.
Tim Pritlove
Jetzt haben wir, wenn ich es richtig sehe, jetzt eigentlich die wilde Phasejetzt einmal so besprochen.Urknall, alles irgendwie ein dickes Plasma,dann kombiniert sich das Material zusammen zu Wasserstoff,dann entstehen die Sterne, durch die Sterne wird der gerade schon erst entstandeneWasserstoff seiner Elektronen wieder,beraubt, sozusagen.Dadurch kann Strahlung in jeder Hinsicht überall rum und Und es bilden sichhalt Sterne, es bilden sich auch automatisch Galaxien von Sternen,weil kein Stern so für sich alleine bleibt.Und wir blicken jetzt sozusagen auf die erste Milliarde Jahre Zeit des Universums.Und ab da kann man sagen, geht es in Anführungsstrichen normal weiter.Ist das so oder gibt es da jetzt noch eine Phase, die nochmal irgendwie andersist als das, was wir heute sehen?
Anne Hutter
Es unterscheidet sich zu dem Zeitpunkt schon sehr stark, wie es dann weitergegangen ist.Ich würde nicht sagen, dass es eine Milliarde nach dem Urknall schon so aussahwie heute. Wir sind dann immer noch in der Phase, in der in den meisten Galaxienviel Sternentstehung passiert.Und das geht auch eine ganze Weile weiter.Und erst später kommt die Phase, man kann sich das so vorstellen,man hat die Galaxie und die wachsen ja, indem sie sozusagen das Gas immer weiteransammeln, was im intergalaktischen Medium ist.Wenn man sich das so vorstellt, ja im Prinzip wird der Kontrast immer höher.Also die Galaxien kriegen immer mehr Gas und da, wo vorher kein Gas oder wenigGas wird, dann ist da noch weniger Gas.
Tim Pritlove
Also diese Filamente bilden sich noch stärker heraus.
Anne Hutter
Genau, genau. Der Kontrast dieser Filamente wird noch stärker.Und jetzt kann man sich natürlich vorstellen, je mehr Gas man hat,desto mehr Gas gibt es auch im Stern entstehen zu lassen. Das heißt,diese Phase der Sternentstehung geht noch eine Weile weiter.Und dann gibt es aber den Punkt im Universum, wo wir sehen, dass die allgemeineSternentstehungsrate,also wenn wir uns alle Galaxien zu einem Zeitpunkt anschauen und uns überlegen,wie viele Sterne haben die gebildet, dann sehen wir, das steigt an bis zu einembestimmten Zeitpunkt und dann sinkt es ab.Und das liegt wahrscheinlich daran,dass im Prinzip nicht mehr so viel Gas akkreditiert oder angesammelt wird.Und dann fangen an die Galaxien, ich will nicht sagen sterben,aber sie haben natürlich kein Gas, sie können nicht mehr viel mehr Sterne finden.
Tim Pritlove
Schreibstoff ist alles.
Anne Hutter
Genau. Okay. Und dann ändern sich eben auch wie die Galaxien aussehen.
Tim Pritlove
Wenn man jetzt so eine Kurve zeichnen würde, wie viele Sterne entstehen zu einem bestimmten Zeitpunkt.Wie lange geht das dann sozusagen, bis der erste wirklich nennenswerte Knick kommt?Also wann wurde das Gas alle? Knapp.
Anne Hutter
Jetzt bin ich der klassische Astronom und weiß das natürlich nur in Rotverschiebung.
Tim Pritlove
Ja, das ist dann ein Z-Wert.
Anne Hutter
Nehme ich mal an. Genau.
Tim Pritlove
Und welcher ist das?
Anne Hutter
Na, bei Rotverschiebung zwei. Bis dahin steigt es sozusagen an und dann fängt es an abzusinken.
Tim Pritlove
Also Z, muss man vielleicht mal erklären, Rotverschiebung, das ist so ein Faktor,den man nimmt, um das schnell mal zu klassifizieren.Umso höher dieser Wert, umso älter ist das Licht.
Anne Hutter
Genau.
Tim Pritlove
Und wenn man so ganz am Anfang schaut, dann ist man so bei 14 oder sowas.
Anne Hutter
Also, Rionisierung endete bei Rotverschiebung 6. Ja. heute sind wir bei Rotverschiebung 0,und angefangen hat Reionisierung um Rotverschiebung wahrscheinlich 20.
Tim Pritlove
Ah, okay. Okay, das ist doch mal ein brauchbarer Maßstab.Weil so in Milliarden Jahre zu reden ist auch irgendwie, weiß ich nicht, schwer handhabbar.Was ist der Unterschied zwischen 5 Milliarden Jahre und 10 Milliarden Jahre?Das kann man sich irgendwie nicht mehr so richtig vorstellen.
Anne Hutter
Nee, nee, in der Tat nicht. Ich finde es auch immer sehr amüsant,wenn Astronomen sagen, das passiert ganz schnell, dann sagen sie,das ist eine Million Jahre, das ist nichts.
Tim Pritlove
Ja, das stimmt.Jetzt noch mal die Zahlen. Also bei 20 ging es los, dann bei 6 war was?
Anne Hutter
Die Regenisierung zu Ende. Und bei 20 hat im Prinzip diese Sternentstehungsrateangefangen zu steigen und sie steigt ungefähr bis Rotverschiebung 2.
Tim Pritlove
Okay, also das hielt lange an sozusagen.
Anne Hutter
Das hielt ziemlich lange an. Ja, man muss jetzt aufpassen, Rotverschiebung 1war vor 6 Milliarden Jahren, glaube ich, ungefähr.
Tim Pritlove
Also es ist jetzt keine lineare Geschichte oder so?
Anne Hutter
Nee.
Tim Pritlove
Okay.
Anne Hutter
Nee.
Tim Pritlove
Okay. Aber dann hat sich dann alles sozusagen auf den Level eingestellt.Also wir sind jetzt in einer Phase, wo das Universum, sagen wir mal,dieses maximale Wachstum im Sinne von wie viele Sterne entstehen,wie viele Galaxien entstehen, da sind wir sozusagen über den Peak.Natürlich entstehen immer noch neue Sterne und vielleicht auch neue Galaxien,aber halt nicht mehr in diesem Maße, wie man es sicher beobachten kann,wenn man eben in die Zeit guckt, also sprich ins Universum schaut und sich andereLichtbereiche anschaut und damit mehr in die Vergangenheit schaut,eben weil das Universum sich ausdehnt und durch diesen Doppler-Effekt halt alleFrequenzen in die Länge gezogen werden und damit halt sozusagen ins Rot verschoben werden.Okay, dann haben wir doch im Prinzip einmal die Geschichte des Universums schonmal ganz gut beobachtet.Was ist jetzt in deinem Forschungsfokus?Was schaust du dir jetzt genau an und wie gehst du damit um?
Anne Hutter
Momentan fokussiere ich mich auf die Galaxien, die ungefähr 200 bis 600 MillionenJahre nach dem Urknall entstanden sind oder existiert haben.Und die Frage da ist, was das James-Webb-Space-Teleskop misst,können wir momentan mit unseren Modellen, bisherigen Modellen, nicht gut beschreiben.Und was das James Webb Space Telescope uns sagt oder die Daten zeigen,wir haben ja vorhin schon von der ultravioletten Strahlung geredet und es gibtja auch den Teil, den wir noch sehen, also der nicht noch energiereich genugist, dass er vom Wasserstoff absorbiert wird.Und wenn man den Teil des Spektrums, den man von Galaxien misst,dann kann man ja messen, wie hell ist der.Und im Prinzip, was wir sehen, wenn wir 200 bis 400 Millionen Jahre nach demUrknall die Galaxien uns da anschauen, die sind heller in diesem Bereich,in dem ultravioletten Bereich, als wir dachten oder unsere Modelle es uns vorausgesagt haben.Sie sind entweder heller oder, um es genauer zu sagen, eigentlich sehen wirzu viele von diesen hellen Galaxien. Damit haben wir nicht gerechnet.Jetzt gibt es verschiedene Ansätze im Prinzip, wie man das versucht zu erklären.Und ich arbeite eben daran, wie man das erklären könnte oder was mit unserenmomentanen Modellen, wenn ich so sagen will, schief läuft.
Tim Pritlove
Erklär uns doch mal, wie so ein Modell entsteht.Also Modell heißt ja, es gibt Annahmen und man rührt jetzt diese Annahmen zusammenmit den Daten, die man hatte. Also sagen wir mal, James Webb war noch nicht gestartet.Sprich, was man so hatte, waren halt das, was all die anderen Missionen,die sich bisher den Infrarotbereich angeschaut haben.Und ich weiß jetzt nicht ganz genau, wie weit die dann alle schauen konnten,aber die Zs waren noch nicht so groß.
Anne Hutter
Ne, Hubble Space Telescope würde ich sagen, ja, bis Rotverschiebung 8 und JamesWebb Space Telescope hat das jetzt, wir haben jetzt tatsächlich bei Rotverschiebung14 jetzt auch die Galaxien, also die Spektren von denen schon messen können.Das heißt, wir haben in diesem Rotverschiebungsbereich schon noch ein ganzesStück sozusagen weiter in die Vergangenheit, die wir gucken.
Tim Pritlove
Und wenn ich das richtig verstehe, ist es so, also nicht nur,dass James Webb jetzt quasi noch langwelligeres Licht zu messen in der Lageist, dadurch, dass das Ding halt so,super runtergekühlt ist und einfach wie es eben gebaut ist,sondern man kriegt jetzt nicht nur irgendeinen Helligkeitswert,sondern man kann sozusagen eben auch so eine spektrale Analyse vornehmen undsieht von daher viel tiefer in die Galaxien rein,als das andere Instrumente bisher getan haben.
Anne Hutter
Ja, das Spannende mit Spektren ist, man kann viel mehr, wenn man das Spektrumvon Galaxien aufzeichnet, also die Lichtintensitätverteilung.
Tim Pritlove
Über verschiedenste Frequenzen. Genau.
Anne Hutter
Dann kann man auch lernen, was für Elemente sind in der Galaxie.Also sieht man, man kann darüber lernen, wie viele Sterne momentan entstehenund eventuell auch, wenn zum Beispiel die Galaxie momentan keine Sterne produziert,wie lang war das vielleicht ungefähr her?Also die beherbergen jede Menge an Informationen.Und ich glaube momentan auch so viele Informationen, die wir nicht unbedingt alle schon verstehen.
Tim Pritlove
Aber ist das jetzt wirklich das erste Mal, dass Daten in dieser Form sind?Oder hatte man das bisher nur von anderen Bereichen?
Anne Hutter
Man hatte Spektren schon auch von anderen Galaxien, allerdings nicht bei diesenhohen Rotverschiebungen, also bei viel niedrigeren Rotverschiebungen eben näher bei uns dran.
Tim Pritlove
Also wir konnten sozusagen nicht so tief ins Universum mit der entsprechendenAnalyse-Tiefe reinschauen.Ohne jetzt sozusagen die Daten von James Webb zu haben, woraus hat sich danndas bisherige Modell informiert?Also wie baut man das jetzt zusammen? Ist das irgendwie…,Das sind einfach Annahmen, Hypothesen. Kannst du uns mal so ein bisschen mitnehmen,wie jetzt überhaupt so ein Modell entsteht? Weil ich meine, das ist ja letztlichein Werk der theoretischen Physik. Dafür ist sie ja da.Es geht ja darum, sich sozusagen das auszudenken, was man nicht messen kann.Und da irgendeine Annahme zu machen und auch eine Vorhersage zu machen.Und wenn ich das richtig mitbekommen habe, gab es ja viele Vorhersagen und jetztist halt James Webb da und schaltet den Apparat ein und sagt so, ja nee, ist nicht so.Ist ja auch irgendwie ein bisschen frustrierend, oder?
Anne Hutter
Oder spannend.
Tim Pritlove
Oder spannend. Okay, aber wie geht man da ran?Also was muss konkret getan werden, dass so ein Modell überhaupt erstmal daist? Wie funktioniert das?
Anne Hutter
Ja, man macht sehr vereinfachte Annahmen. Zum Beispiel, wenn man sich jetzteine Galaxie anschaut, dann überlegt man, okay, wie ist eine Galaxie wahrscheinlich entstanden?Ich habe wahrscheinlich irgendwie Gas.Jetzt kann ich mir überlegen, ja okay, das Gas muss wahrscheinlich eine bestimmteTemperatur haben, damit es zu einem Klumpen weit genug kollabieren kann,damit Sterne entstehen.Das heißt, ich sollte eben schauen, okay, wenn ich Gas habe,was kann das Gas kühlen, welche Prozesse?Dann kann ich diese Prozesse sozusagen beschreiben.
Tim Pritlove
Was können das für Prozesse sein?
Anne Hutter
Das sind hauptsächlich, was wir, der Fachbegriff ist Radiative Cooling, also im Prinzip.
Tim Pritlove
Durch Abstrahlung.
Anne Hutter
Genau, durch Abstrahlung kühlt sich das Gas runter.Das ist den ersten Prozess, den man sich anschauen kann. Damit kann man dannzum Beispiel berechnen, wie viel Gas es in der Galaxie überhaupt fähig, Sterne zu formen.Und dann nimmt man an, okay, das Gas formt jetzt Sterne.Dann nimmt man an, muss man sich fragen, was für Sterne formen sich?Also sind das ja massereiche Sterne oder Sterne mit niedrigeren Massen?Und wie wir vorhin schon gesagt haben, das ist dann unterschiedlich,was deren Strahlung dann ist, also wie viel ultraviolette Strahlung sie haben.Und was man dann die meisten Modelle heutzutage annehmen, man nimmt die Sternenmasseverteilungan, die wir lokal in unserer Milchstraße gemessen haben.
Tim Pritlove
Weil von irgendwas muss man ja ausgehen.
Anne Hutter
Ja, das ist im Prinzip, wir wissen es nicht besser. Das heißt,wir nehmen das jetzt einfach an.Und dann hat man ja im Prinzip schon, man sagt, okay, so viele Sterne entstehen.Das ist das Licht, das sie produzieren.Dann kann ich jetzt noch ausrechnen, wenn ich sozusagen dieses intergalaktischeGas dazwischen habe, wie viel von dieser Strahlung absorbiert wird und ab welchemPunkt es vielleicht noch durchkommt teilweise.Das kann ich noch draufsetzen oder auch den Staub kann dann sagen, okay.Durch die Sternentstehung weiß ich ja, wie viele Sterne entstehen.Ich weiß auch, dass die massereichsten Sterne als sogenannte Supernovae explodieren.Und damit auch die Elemente, die in dem Stern dann geformt wurden,die schweren Elemente, die werden dann in der Galaxie sozusagen verteilt.Die den Staub bilden und dann auch diese Strahlungshäuser absorbieren.Das kann ich im Prinzip beschreiben mit dem Modell.Und ich kann auch weiter beschreiben, wenn diese massereichen Sterne explodieren,dann haben wir ungefähre Abschätzungenund Berechnungen, wie viel Energie dabei zum Beispiel frei wird.Und das ist eigentlich auch sehr spannend, weil diese Energie,man kann sich jetzt vorstellen, wo bleibt die?Die muss ja irgendwas machen. Wenn ich so einen massereichen Stern habe,der in so einem Gashaufen explodiert, dann werde ich wahrscheinlich so eineSchockwelle haben, die im Prinzip dieses Gas erstmal wegschiebt.Und wahrscheinlich auch dieses Gas erstmal nochmal erhitzen.Und beides kann man sich vorstellen, A wird das Gas dann wahrscheinlich wenigerdicht und es wird wärmer.Und das sind beides Komponenten, die nicht sonderlich zuträglich sind für Sternentstehung.Also das heißt, wenn sowas dann passiert, dann formen sich wahrscheinlich inder nächsten Zeit erstmal nicht so viele Sterne.Und diese Mechanismen, die kann man sozusagen modellieren oder auch beschreiben.
Tim Pritlove
Also Hollywood hat mir ja gelernt, dass die richtig tollen Wissenschaftler machendas mal so eben am Nachmittag auf der Tafel.Ich habe so die Vermutung, das ist nicht ganz realistisch. Was bedeutet das jetzt konkret?Also wie viele Datenpunkte, also wir reden ja jetzt von Software,wir reden von Computerprogrammen und von Daten, die hier gewälzt werden und wenn ich jetzt einen,Also eine Galaxie, also ich meine, wenn wir jetzt mal davon ausgehen,unsere Galaxie hat, was weiß ich, 100, 200 Millionen Sterne.Ist glaube ich so die aktuelle Annahme, so in der Größenordnung.Und so ein Stern besteht ja aus unfassbar viel Materie, was von noch sehr vielmehr Gas und Staub und so weiter umgeben ist.Das sind ja Aber-Penteliaden, riesige Mengen an Atomen.Kann man da jetzt irgendeine Zahl ausdenken und die ist dann immer noch zu klein.Die kann ich ja nicht alle einzeln, ich kann ja nicht jedes Atom einzeln inmeinem Programm von links nach rechts schieben und mit irgendwelchen Energiewertenbelegen. Also wie quantisiert man so ein Modell?Also wann ist so ein Modell ausreichend detailliert? Was ist da so der Faktor?Also wie groß muss das sein, damit es irgendein brauchbares Ergebnis gibt?
Anne Hutter
Das ist ehrlich gesagt sehr, sehr unterschiedlich.
Tim Pritlove
Ja.
Anne Hutter
Man hat ganz verschiedene Modelle. Es gibt zum einen die ganz simplen Modelle,wo man im Prinzip sagt, okay, ich habe nur eine Größe, das ist wie viel Gas die Galaxie hat.Ich habe noch eine Größe, wie viel Masse ist in den Sternen.Und ich habe noch eine Größe, wie viel dunkle Materie ist auch noch in der Galaxie.Und dann weiß ich meine Sternmasse, ich weiß mein Gas und dann sage ich, okay,der Anteil oder der Bruchteil von dem Gas formt Sterne dann weiß ich,wie viele Sterne sich gerade formen und dann nehme ich an, ich habe diese Massenverteilungund damit kann ich direkt dann schon ein Spektrum,vorhersagen,Und ich kann auch sagen, okay, diese Sterne werden wahrscheinlich so viel Energiein das Gas reinbringen, dann kann ich fragen, okay, welcher Anteil von dieserGasmasse, die ich hier habe, wird wahrscheinlich dann irgendwie nicht mehr kühl sein.Wird dann sozusagen nicht mehr da sein für Sternentstehung.
Tim Pritlove
Aber sind das jetzt einfach nur so isoliert Zahlenwerte, die so ein bisschenineinander gegeneinander gerechnet werden oder reden wir wirklich von einerräumlichen Modellierung?
Anne Hutter
Das ist noch keine räumliche Modellierung. Das sind wirklich abstrakte Zahlen.
Tim Pritlove
Pi mal Daumen.
Anne Hutter
Genau, Pi mal Daumen. Der Vorteil von diesen Pi mal Daumen Berechnungen isteben, dass wir das für ganz viele Galaxien machen können und damit uns anschauenkönnen, wie die verteilt sind.Also habe ich da in der einen Stelle eine leuchtstärkere Galaxie,in der anderen eine weniger leuchtstärkere.Wie ist das verteilt? Und man kann sich auch vorstellen, das hat dann auch wiedereinen Einfluss, wie diese Reionisierung vonstattengegangen ist.Also im Prinzip wie diese ionisierten Regionen um diese Galaxien sich ausgebreitet haben.Und in der Hinsicht sind die eben ziemlich gut, weil sie eben schnell sind. und nicht, ja.
Tim Pritlove
Und das ist dann im eigentlichen Sinne auch intergalaktisch,also man kann sozusagen auch Beziehungen zwischen einzelnen,also Galaxien beeinflussen, andere Galaxien. Ja.Think big. Aber dann ist man halt nicht so detailliert sozusagen.Man modelliert nicht jetzt wirklich so das räumliche, tatsächliche Spiel,was in der Galaxie abliefert, sondern es geht darum, mehr oder weniger so inClustern zu denken, also riesigen Galaxienhaufen.
Anne Hutter
Ja, also das sind wirklich große Skalen.Ja, und die andere Komponente, die es eben gibt, das nennen wir eine klassischehydrodynamische Simulation oder in der Phase der Reionisierung sind es auch,strahlungshydrodynamische Simulationen. Und was wir da machen,oftmals, wir teilen entweder unser Volumen in kleine Zellen ein,und dann wird quasi in jeder Zelle hat man Gas, eventuell Sterne,und dann schaut man, wie unter den Gesetzen der Physik, also Gravitation,Hydrodynamik, würde sich das Gas dann da bewegen und man kann natürlich dannauch berechnen, wie stark wird das Gas gekühlt oder erhitzt und so weiter und so fort.Und damit kann man auch wirklich dann einzelne Galaxien wirklich genauer sich anschauen.
Tim Pritlove
Wie viele Zellen muss man dann aufmachen, um dann ein sinnvolles Ergebnis bei rauszubekommen?
Anne Hutter
Ja, das ist eben noch eines der großen Probleme.Weil im Prinzip idealerweise würden wir gerne Zellen so klein haben,dass wir die Sterne eigentlich schon auflösen können. Ist aber nicht möglich.
Tim Pritlove
Also umso mehr, umso besser, aber da ist ja dann irgendwann eine Grenze,wenn man jetzt 100 Millionen Sterne haben will, dann braucht man ja auch denSpeicher dafür und die Processing-Power.
Anne Hutter
Genau, und was wir im Prinzip dann machen müssen, ist sagen...Wir suchen jetzt aus, wie groß unsere Auflösung ist, aber wir müssen im Prinzip,was wir dann machen müssen, die Prozesse, die dann innerhalb dieser Zelle ablaufen,müssen wir sozusagen, was wir ja Subgrid Models nennen.Also sozusagen repräsentativ beschreiben, okay, ich hätte jetzt eigentlich daso viele Sterne, aber mich interessiert im Prinzip nur die gesamte Auswirkungzum Beispiel dieser Sterne jetzt auf,wie hoch ist jetzt die Temperatur des Gases oder wie dicht ist jetzt das Gas.Aber ich kann in dieser Zelle nicht genau auflösen, hier ist es dichter,da ist es weniger dicht und so weiter.Das ist eben eine der großen Herausforderungen, was man mittlerweile eben auchprobiert und sagt, wir machen eben verschiedene Simulationen,machen eben Simulationen, wo die Zellen im Prinzip ganz klein sind.Wir können das alles auflösen und dann schauen wir uns an, okay,wenn wir zum Beispiel die Sternenpopulationhaben, dann beeinflusst das das Gas in der Art und Weise.Dann können wir das, was wir nennen, parametrisieren, also beschreiben,wie wenn ich die Konditionen habe,dann kommt das raus und das kann ich die Resultate in eine Simulation einbauen,wo sozusagen meine Zelle größer ist.Und damit habe ich im Prinzip so ein bisschen imitiert, was eigentlich passierenwürde auf kleineren Skalen.
Tim Pritlove
Das heißt, man hat keine uniforme Zellenaufteilung, sondern Bereiche,wo mehr passiert oder wo die Interaktion komplexer ist, die werden höher aufgelöstund andere Bereiche, wo weniger passiert, werden gröber aufgelöst.Ist, nur um jetzt mal so ein Gefühl dafür zu bekommen, angenommen,ich würde jetzt also unsere Milchstraße mal so jetzt modellieren,also sozusagen in der Größenordnung gedacht.
Anne Hutter
Ja.
Tim Pritlove
Auf wie viele Zellen würden wir dann kommen? Also was wäre machbar mit einemheutigen Computersystem, mit der Technik, die euch hier auch zur Verfügung steht,der Processing Power, die ihr nutzen könnt?Ist das jetzt eine sehr kleine Zahl oder eine sehr große Das sind ja auch allesWerte, die man einstellen muss am Ende, wo ja auch Entscheidungen gefällt werden müssen.Wie genau lasse ich jetzt dieses Modell rechnen?
Anne Hutter
Ja, ganz genau weiß ich es nicht. Ich nehme an, für eine einzelne Galaxie kannman das noch relativ gut, also genaue Zahlen weiß ich leider nicht.
Tim Pritlove
Da reden wir von 10 Zellen, 100.000, 10.000, 100.000, eine Million,10 Millionen, wie viel sind das?
Anne Hutter
Das sind schon mindestens um die Ordnung 10 hoch 9, also eine Milliarde. Ja, Milliarde.
Tim Pritlove
Okay, nur um eine Vorstellung zu bekommen. Also man baut sozusagen sich einSoftwaremodell, was aus einer Milliarde Orten besteht, die dann bestimmte Räumerepräsentieren, die parametrisiert sind.Hier ist so und so viel Gas, hier ist so und so viel von dem Element,von dem Element, von dem Element.Die Temperatur davon ist und so weiter. und dann lässt man das irgendwie alleslaufen und rechnet das sozusagen über einen längeren Zeitraum durch und schaut, was passiert.
Anne Hutter
Genau, genau.
Tim Pritlove
Und dann glühen die Rechner und man hat dann erstmal drei Wochen nichts zu tunund wartet nur auf das Modellergebnis.Oder ist das etwas, was die ganze Zeit immer läuft?Also habt ihr diese Modelle permanent im Betrieb und die verfeinern sich die ganze Zeit?Oder ist das etwas, was man mal so am Wochenende laufen lässt und dann gucktman sich montags das wieder an?
Anne Hutter
Also typischerweise würde ich sagen, gibt es sozusagen die Entwicklungsphase,wo man den Code, um die Simulation laufen zu lassen, eigentlich erstmal entwickelt.Das heißt, und auch zu testen, ob der eigentlich das macht, was man will,lässt man meistens kleinere, also weniger stark aufgelöste Simulationen laufenund testet, dann kommt jetzt ungefähr das raus.Die kann man meistens irgendwie auf einem lokalen Cluster laufen,vielleicht auch wenn man es klein genug macht, auf einem eigenen Computer laufen lassen.Und wenn man dann an einem Punkt angekommen ist, wo man seinem Modell vertrautund sagt, okay, der Code ist jetzt gut genug und er scheint auch was zu reproduzieren,was Sinn macht, dann geht man sozusagen in die Produktionsphase.Also dann kann man auch größere, also besser aufgelöste Boxen simulieren.Und das ist aber für diese Art Simulation, also vor allem für die hydrodynamischenSimulationen, wo wir auch die Strahlung mit reinnehmen, explizit, werden die sehr teuer.Also das ist schon in der Größenordnung mehrere Millionen CPU-Stunden.Das heißt, da muss man schon in die Computing Cluster oder High PerformanceComputing Systems gehen Das.
Tim Pritlove
Muss man dann beantragen oder habt ihr so ein Kontingent?
Anne Hutter
Das ist unterschiedlich je nachdem wo man ist Also wenn das Institut natürlichschon irgendwie genügend Computing Power hat und man das zur Verfügung hat, kann man das nutzen,Ansonsten muss man die beantragen die Rechenzeit Rechenzeit,das geht dann ganz klassisch, so ähnlich wie bei Teleskopen.
Tim Pritlove
Und gibt es hier genug Power im Keller?
Anne Hutter
Wir haben Zugang zu einem Supercomputer in Finnland, über die Uni hier.Aber wenn es wirklich größer wird, müssen wir auch beantragen, Rechenzeit. Okay.
Tim Pritlove
Das heißt, man baut sich jetzt, nehmen wir mal an, okay, Software ist jetztlokal getestet, sieht alles total super aus, wobei es ja schwierig ist,jetzt so ein Modell auch zu bewerten, weil letzten Endes versuchen diese Modelle ja sozusagen.Irgendein Szenario zu beschreiben, was man ja so gar nicht überprüfen kann,weil es ist ja ein Modell.Also es ist ja sozusagen überhaupt erstmal eine Voraussage. Das ist ja der Versucheiner Vorhersage für, also meiner Auffassung nach müsse das so aussehen.Und meiner Meinung nach bedeutet das, dass sich in diesem Zeitraum Galaxiendieser Größenordnung, in dieser Form, in dieser Geschwindigkeit entwickeln müssten.Das ist ja sozusagen das, was man versucht aus diesem Modell herauszulesen.So eine Beschreibung dessen, was man, immer noch James Webb ist nicht da,man macht halt Annahmen auf Basis dessen,was man bisher gesehen hat und wofür es Daten gibt und wie viele Ideen kommen da noch mit dazu?Also ist das alles datenbasiert oder sitzt man dann da auch so und sagt sich so,okay, jetzt habe ich hier noch so eine super Theorie, was die Welt im Innerstenzusammenhält und das baue ichjetzt einfach mal an das Modell ein und dann gucke ich später, was ist.Oder verlässt man sich einfach nur auf das, was bisher gesehen wurde?
Anne Hutter
Ja, also Modelle werden normalerweise, was wir nennen, kalibriert.Das heißt, es gibt bestimmte, in den meisten Modellen bestimmte Parameter,zum Beispiel wie effektiv Sternentstehung ist, also welcher Anteil des Gas formt Sterne.Und bei diesen Kalibrierungen kann das Modell ja voraussagen,zum Beispiel wie viel ultraviolette Strahlung wir sehen würden oder was gemessen wurde.Und das heißt, man versucht das Modell auch dahin zu kalibrieren,dass es das erstmal produziert.Das heißt, bestimmte Beobachtungsdaten benutzen wir sozusagen als Kalibrierungsdatenset.
Tim Pritlove
Aber so eine Hutter-Konstante oder so hast du noch nicht eingebaut?
Anne Hutter
Nein.
Tim Pritlove
Könnte ja sein, dass man da irgendwie auf solche Ideen kommt.Okay, was haben denn diese Modelle, die es bisher gab,über diese Zeit des Universums gesagt und wie hat das dann zusammengepasst mit dem,was man jetzt von James Webb an neuen Beobachtungen bekommen hat und von vielleichtanderen Satelliten, die jetzt in letzter Zeit noch dazu beigetragen haben?
Anne Hutter
Ja, was die Modelle gesagt haben, sie haben im Prinzip gesagt,wir haben eine bestimmte Anzahl von Galaxien, die eine bestimmte Leuchtkraftim Ultravioletten haben.Und die war ungefähr 200 bis 400 Millionen Jahre nach dem Urknall.Leicht niedriger die Anzahl von diesen leuchtstarken Galaxien verglichen mitdem, was jetzt das James-Webb-Space-Teleskop beobachtet hat oder wir sehen.Und jetzt gibt es eben so verschiedene Theorien dazu, warum das so ist.Und momentan wird stark geforscht, wenn wir jetzt zum Beispiel die Annahme ändernoder die, wie würde sich das auswirken? Würde das das erklären?Also zum Beispiel, was man machen kann, ist, die meisten Modelle bisher nehmenan, wir nehmen die Sternmassenverteilung von heute.Aber man kann sich dann auch überlegen, in den ersten Galaxien ist das wahrscheinlichnicht unbedingt der Fall.Weil wenn man zurück in die Sternentstehung geht, kann man sich ungefähr vorstellen,wenn man Sterne nur aus Wasserstoff und Helium produziert, dann sind das meistenssehr massereiche Sterne.Das heißt, sie sind sehr leuchtstark.Aber sobald wir dann auch noch andere Elemente haben, das Gas im Prinzip nichtnur Wasserstoff und Helium ist, sondern auch Kohlenstoff, Stickstoff,Sauerstoff hat, dann kann das Gas auch besser kühlen.Also es kann zu niedrigeren Temperaturen runtergekühlt werden und damit entstehendann auch weniger massereiche Sterne.Und das ist natürlich heutzutage in unserer Milchstraße, haben wir eben vielmehr Generationen von Sternen,sind da schon entstanden und haben das auch angereichert und dementsprechendsind unsere Sterne auch weniger massiv oder weniger massereich.Und damit kann man sich vorstellen, wahrscheinlich bei den ersten Galaxien wareneben die meisten Sterne eigentlich viel massereicher, als was wir jetzt geradein unseren Modellen annehmen.
Tim Pritlove
Also unsere Sonne ist ja nicht so fett im Vergleich.
Anne Hutter
Ne, die ist, wenn man es sich so vorstellt, ist es eine Sonnenmasse und dieSterne, von denen wir reden, naja, also.
Tim Pritlove
Massereich heißt? Ja.
Anne Hutter
Masse heißt in der Astronomie oft ab 8 Sonnenmassen, aber kann hochgehen bis100, 200, man weiß es nicht genau, Sonnenmassen.
Tim Pritlove
Was ist so die größte Sonnenmasse, von der man heute weiß?Also was ist so der fetteste Stern, in welcher Größenordnung bewegt sich das?
Anne Hutter
Ich bin mir nicht ganz sicher. Ich glaube, die hat man nicht unbedingt direktgemessen, die hat man auch teilweise einfach durch ihren, wie ich es sagen will,Elementfußabdruck, den sie hinterlassen haben, also welche Elemente sie produzierthaben, das kann man teilweise im Gas messen und mit Modellen sozusagen berechnen,das muss wohl irgendwie so ein massereicher Stern gewesen sein.Ich weiß es nicht genau, aber ich würde annehmen so um die 100 Sonnenmassen.
Tim Pritlove
Aber unsere Sonne, wir sind ja überhaupt, also insofern sind wir vielleichtmal was Besonderes, weil wir so eine kleine Sonne haben und es funktioniert trotzdem noch.Immer der Versuch irgendwie, was Tolles zu sein hier. Aber wir sind ja eigentlichganz durchschnittlich, was viele Sachen betrifft.
Anne Hutter
Ja, wir sind auch sehr zahlreich, wenn es um Sonnenmassen oder Sterne mit Sonnenmasse geht.Das ist ja allgemein so, wenn man sich anschaut, die Verteilung von den Massen,von den Sternen, die sie formen. Es formen sich meistens viel mehr niedrigmassigeSterne, sehr massereiche Sterne.
Tim Pritlove
Also hier wird gerade mal so ein bisschen rumgeforscht aber ich glaube ESO meinteinen Stern gesehen zu haben mit 320 Sonnenmassen,und hat heute noch 265 also in der Größenordnung Okay,Okay das heißt wir müssen das jetzt interpretieren also die James-Webb-Datensind reingekommen und dann war das so naja im Wesentlichen lagen wir richtig,jetzt müssen wir noch an ein paar Parametern,schrauben und passt schon?Oder war das eher so mit oh weia, ist alles anders, als wir gedacht haben,wir können jetzt alle unsere Modelle wegschmeißen?
Anne Hutter
Also mit den allerersten Daten,da war das tatsächlich, da war der Unterschied auch noch viel größer.Zwischen den Modellen und den Beobachtungen. Da war das schon so ein bisschen okay.
Tim Pritlove
Also was genau war dann größer, also was hat diesen Unterschied im Wesentlichen ausgemacht?Größe der Galaxien oder Menge der Galaxien?
Anne Hutter
Nee, die Leuchtstärke. Einfach wie viele leuchtstarke Galaxien da sind.Das waren einfach viel mehr, als wir erwartet haben. Okay.Das hat sich jetzt, am Anfang muss man sich vorstellen, die Beobachtungen wurdeneben relativ schnell ausgewertet.Das heißt, man hat da nicht die ganzen Spektren bekommen von den Galaxien.Man hat nur Datenpunkte in bestimmten Energiebändern bekommen.Also wenn man einen bestimmten Wellenlängenbereich nimmt, dann weiß man,ich habe die Intensität von dem Wellenlängenbereich.Somit hat man aber nur eine begrenzte Anzahl an Datenpunkten.Da kann man natürlich alle möglichen Spektren annehmen, die diese Datenpunktewahrscheinlich beschreiben.
Tim Pritlove
Okay, aber man wusste, wie viel Energie da ist, aber man wusste nicht,wie sie verteilt ist und wie sie sich auf die einzelnen Frequenzbereiche verteilt.Aber es war dann schon so, alle Theoretiker haben da so einen Schockmoment bekommenund gesagt, oh Gott, das Software taugt gar nichts. Das war wahrscheinlich so die Angst, oder?
Anne Hutter
Ja, obwohl wenn man sozusagen das Beobachtungsfeld kennt, weiß man auch,wenn diese Art von Beobachtungen kommen….
Tim Pritlove
Heißt das erstmal noch gar nichts.
Anne Hutter
Das will ich jetzt nicht sagen, aber…,Galaxien man hat, gesteigert. Dann hat sich das mehr angenähert.Also die Anzahl der Leuchtstarken-Galaxien ist im Prinzip runtergegangen.
Tim Pritlove
Okay, also ihr werdet nicht alle sofort gekündigt, sondern es hat schon auch ein bisschen gepasst.Also es ist jetzt auch nicht so, dass jetzt diese Modelle…,eine Realität versucht haben zu beschreiben, die so gar nicht existiert.
Anne Hutter
Das kann man auch nicht sagen. Nee, also ich sag mal bis Rotverschiebung 10,ungefähr 400 Millionen Jahre nach dem Urknall, also alles bis 400 MillionenJahre nach dem Urknall, haben die Modelle auch gut beschrieben.Es war nur das Problem, alles was sozusagen früher war.Ja.
Tim Pritlove
Das sieht anders aus. Also man ist jetzt natürlich ein bisschen zu früh,jetzt hier irgendwelche Zusammenfassungen zu machen, aber wie viel Auswirkungscheint das zu haben, was da an Datenmaterial jetzt kommt?Also wie sehr wird das die Modellierung und unser Verständnis von dem,was in dieser Phase passiert ist, ändern?
Anne Hutter
Wir bekommen schon entscheidende Informationen, die wir vorher nicht hatten, definitiv.Wir werden viel mehr lernen über die ersten Galaxien, wie Galaxien entstandensind und was ihre Eigenschaften waren, welche Arten von Sternen geformt werden.Auch zum Beispiel das Heranwachsen von den schwarzen Löchern,wie schnell die sozusagen gewachsen sind, ob die so aussehen,wie wir es bisher kannten oder nicht.Es sieht momentan so aus, dass wir im Prinzip eine ganze Art von Galaxien sozusagenneu entdeckt haben, die wir vorher gar nicht gesehen haben.Das sind alles solche Entdeckungen, die jeder in sich eigentlich sehr interessantist und auch viele physikalische Fragen aufwirft und die eigentlich sehr fundamental sind in dem,wie wir Galaxienentstehung verstehen und welche physikalischen Prozesse da relevant sind.
Tim Pritlove
Jetzt hast du ja vorhin schon bei der Modellierung gesagt, was du da alles soreinschmeißt in deinen Kochtopf sozusagen.So ja, hier Gas, Temperatur, Elemente, dunkle Materie packen wir auch noch mit rein.Nein, da muss ich jetzt natürlich nochmal nachhaken, weil das ja so ein Dauerbrennerist, weil die dunkle Materie, also die Materie, von der man annimmt,dass sie da ist, weil wenn sie nicht da wäre,dann macht das mit der Gravitation auf einmal alles keinen Sinn mehr und Galaxienkönnten nicht so aussehen, wie sie aussehen.Also nimmt man an, dass sie da ist aber man sieht sie halt nicht und man weißweder warum man sie nicht sieht oder woraus sie bestehen könnte,also sozusagen eines der ganz großen Fragezeichen der Kosmologie die aber trotzdemjetzt in so ein Modell einfach mal so reingeschmissen wird, weil gibt's halt, so denkt man,kann das was jetzt sozusagen gerade entdeckt und analysiert wird in dem Bereichirgendwelche neuen Erkenntnisse liefern?
Anne Hutter
Also Erkenntnisse vom James Webb Space Teleskop würde ich jetzt erstmal denken,eher unwahrscheinlich, bin mir natürlich nicht sicher, aber,wenn es um dunkle Materie und vor allem dunkle Energie geht,dann ist es hauptsächlich,Euclid, wo man sozusagen große Gebiete beobachtet und sich dann anschaut,wie die Verklumpung oder die Verteilung von Materie sich ändert.Im Bereich der Galaxien selber ist das Problem, dass unser Verständnis von dereigentlichen Gasphysik und die Sternentstehung so groß ist,dass es sehr schwer wird, viel über eigentlich dunkle Materie an sich zu lernen.Das Einzige, wo man eventuell was mit lernen kann, Aber das ist nicht unbedingtJames Webb direkt oder vielleicht auch indirekt.Es ist im Prinzip der Zeitpunkt, wenn die ersten Galaxien sich formen.Das kann etwas zum Beispiel über die Eigenschaft von der dunklen Materie aussagen.Zum Beispiel, wie wir sagen, wie warm oder wie kalt sie ist.Das heißt im Prinzip, auf welchen Skalen kann sie klumpen.Und man kann sich vorstellen, wenn sie im Prinzip auf kleineren Skalen klumpenkann, dann bilden sich die ersten Galaxien viel früher im Universum.Also in der Hinsicht würde ich sagen, kann das James Webb Space Teleskop,wenn es sozusagen sagen kann, wann die ersten Galaxien sich vor dem Indirekteine Aussage darüber machen.Aber ich würde das sehr mit Vorsicht genießen und eigentlich sagen,da braucht man eigentlich eher Experimente, die das nicht nur fokussiert aufeinzelne Objekte, sondern die Gesamtheit der Objekte.
Tim Pritlove
Also wie es Euclid macht. Ich wollte es jetzt auch gar nicht so sehr auf JamesWebb festlegen, sondern sozusagen auf die aktuellen neuen Beobachtungssysteme.Also man kann es ja ein bisschen weiter aufdrehen und da gehört natürlich jetztEuclid auf jeden Fall auch noch mit dazu.Ich weiß nicht, ob es noch andere Systeme gibt, außer jetzt diesen beiden,die jetzt gerade in diesem Bereich wichtige neue Daten liefern.
Anne Hutter
Ich meine, ein anderes Instrument, was in den nächsten hoffentlich fünf Jahrendann auch kommt, ist das Square Kilometer Array.Was auch dann die Materieverteilung im Universum, wirklich im frühen Universum,Cosmic Dawn und eben zu den Dark Ages, also in dunklen Zeiten,die sozusagen abbilden wird, ja so eigentlich sogar 3D.
Tim Pritlove
Das ist ein neues Radioteleskop, was in Australien gebaut wird.
Anne Hutter
Genau.
Tim Pritlove
Und noch nicht ganz fertig ist, aber ich glaube so in drei Jahren oder so irgendwie. viel.
Anne Hutter
Ja, die sind momentan in der Konstruktionsphase. Und soweit ich glaube,den ersten Konstruktionsphasenschritt haben sie jetzt abgeschlossen und siekriegen, glaube ich, jetzt auch die allerersten Daten rein.Aber wirklich, was wir First Light nennen, also wenn das Teleskop wirklich anfängtzu beobachten und ist auch offen dann für die Forschungsgemeinde,ich glaube soll 2029, ist momentan angepeilt.
Tim Pritlove
Ja.Wikipedia sagt noch 27, aber das kann sich natürlich auch alles verschieben.Okay, also das ist sozusagen ein ganz wichtiges neues Instrument, was noch mit dazu kommt.Und das er von der Erde aus macht, ganz klar. Also Square Kilometer heißt halteinfach auf einen Quadratkilometer mehrere einzelne Radioteleskopantennen verteilt,die dann sozusagen in der Kombination alles wahrnehmen, was ankommt.
Anne Hutter
Ja, was die im Prinzip wahrnehmen, ist eine Strahlung, die kommt vom neutralen Wasserstoff.
Tim Pritlove
Gibt es doch noch welchen?
Anne Hutter
Das ist genau der Spaß daran.
Tim Pritlove
Ich dachte, der wäre jetzt alles wegionisiert.
Anne Hutter
Ja, deswegen kann das Square Kilometer ja auch nur die Zeit sozusagen vor oderwährend der Ionisierung anschauen.Aber das ist natürlich auch sehr spannend, weil was wir damit auch dann sehenkönnen, wenn es wirklich so 3D-Karten von der Verteilung von dem neutralen Wasserstoff.Das heißt, wir können da auch sehen, wie diese ionisierten Regionen um die Galaxiensozusagen wachsen mit der Zeit.Und dann kann man sich natürlich vorstellen, wenn man das analysieren kann,kann man dann auch Rückschlüsse auf die ersten Galaxien nehmen.
Tim Pritlove
Sehr interessant. Das heißt, dieses Square Kilometer Array,liefert quasi nochmal einen komplett neuen Daten Ein Datenpunkt,den es so noch gar nicht gibt, der so ein bisschen vergleichbar ist vielleichtmit dieser kosmischen Hintergrundstrahlung, weil es ja auch so ein globalerSchnappschuss einer alten Zeit des Universums dann ist.
Anne Hutter
So ungefähr, genau.Das ist sehr spannend. Also man kann sich das so vorstellen,das ist wie so eine Tomografie, wo man an jeder Zeitpunkt dann sozusagen eine 2D-Karte bekommt.An der Stelle ist es neutral, da ist es ionisiert.Und dann kann man sich vorstellen, je weiter man sozusagen in die Vergangenheitgeht, je neutraler wird es dann. Und man kann auch sehen, okay,habe ich hier ganz viel neutralen Wasserstoff oder habe ich weniger neutralen Wasserstoff?Das heißt, ganz am Anfang sieht man sozusagen auch die allerersten Filamenteund die überdichten Regionen, wo dann wahrscheinlich auch die Galaxien anfangen.
Tim Pritlove
Aber was strahlt denn dieser neutrale Wasserstoff ab, dass man das jetzt nochmessen kann auf der Erde?
Anne Hutter
Im Prinzip ist es eine Wechselwirkung mit der kosmischen Hintergrundstrahlung.Man nennt es die Hyperfeinaufspaltung des neutralen Wasserstoffs.Das ist auch ein Energieübergang.Und man kann sich jetzt vorstellen,dass die kosmische Mikrowellenhintergrundstrahle sozusagen den neutralen Wasserstoffin einen höheren energetischen Zustand versetzt und dann geht er eben wiederrunter und emittiert dabei ein Photon und das ist die klassische 21 Zentimeter Linie.
Tim Pritlove
Ah, okay. Und sogar sowas kann man noch messen.Was haben wir denn jetzt sozusagen gelernt aus all dieser Modellierung und Auswertungder ganzen Beobachtungen bisher über Galaxien?Also was lässt sich da sozusagen herausziehen bisher?Also klar, man weiß, dass sie entstehen und so weiter und in welcher Größenordnungund so weiter. Aber was folgt daraus?Was ist sozusagen die Erkenntnis, die man aus dieser Forschung gewinnt vor allem?
Anne Hutter
Was wir definitiv sehen ist, dass die ersten Galaxien energiereichere Strahlung hatten.Also die Sterne haben energiereichere Strahlung abgestrahlt.Damit könnten es wahrscheinlich massereichere Sterne sein.Wir wissen auch, dass es teilweise Galaxien gibt, sehr junge,oder wenn das Universum noch relativ jung ist, die schon relativ viel Staub haben.Das ist auch eine Frage, die so ein bisschen uns umtreibt.
Tim Pritlove
Also wo viele Sterne schon in Supernova aufgegangen sind.
Anne Hutter
Ja, aber vielleicht missinterpretieren wir auch das Spektrum, auch möglich.Aber bisher haben die eben auch einfach viele Fragen aufgeworfen.Ja, ich glaube, zusammenfassend lässt sich sagen, wir haben gelernt,sie haben wahrscheinlich energiereichere Strahlung.Wir können auch definitiv sehen, dass das Gas weniger angereichert ist mit,was wir metallikern, also Kohlenstoff, Sauerstoff, Stickstoff und all die schwerenElemente als Wasserstoff und Helium und Lithium.Das können wir definitiv sehen.Und ich glaube ansonsten hat es auch viele Fragen dann einfach aufgeworfen.Was sind jetzt die ersten Sterne? Wie beeinflussen sie das Gas und was bedeutetes dann für die Sternentstehung danach?Und das ist ja eigentlich noch so ein bisschen so ein Fragezeichen.
Tim Pritlove
Es ist nicht auch eine Beobachtung gewesen, dass man auch bestimmte Ausprägungen,es gibt ja verschiedenste, haben wir noch gar nicht so drüber gesprochen, Galaxieformen.Ja, man kennt halt diese Andromeda Milchstraße, die halt so Balken- und Spiralgalaxien sind.Dann gibt es ja kugelförmige Ellipsoide, alle möglichen ganzen,weiß gar nicht wie viele verschiedene Galaxientypen so unterschieden werden, so 10 oder sowas.Kann das hinhauen in etwa in Größenordnung oder sind es schon mehr?Es gibt auf jeden Fall verschiedene Typen und man hat glaube ich von bestimmtenGalaxiearten angenommen, dassdie auch viel Zeit brauchen, um überhaupt erstmal so sich auszuformen.So eine Balkengalaxie, da muss halt erstmal viel passieren und wenn das nichterstmal alles ein paar hundert Milliarden Jahre um sich herum rotiert ist,dann kann das erstmal nach gar nichts aussehen.Und jetzt, glaube ich, hat man auch schon mal mit James Webb gesehen,so, ja, nee, ganz so ist es jetzt auch nicht.
Anne Hutter
Ja, ein Klassisches ist, dass man, also Galaxien, die traditionellen, die haben so Scheiben.Also klassische Spiralgalaxie, kann man sich vorstellen, die Spirale ist jetzt so eine Scheibe drin.Und was jetzt diese Daten im Prinzip sagen, dass diese Scheiben sich eventuellschon sehr früh ausgeprägt haben.Allerdings muss man da auch berücksichtigen, dass wahrscheinlich in dieser frühenZeit diese Scheiben noch nicht so dünn waren, wie wir sie heute teilweise sehen,sondern viel, viel dicker.Und das andere ist, dass natürlich weil es so weit weg ist, können wir sie teilweiseauch nicht so gut auflösen räumlich das heißt wir kriegen nur so ein paar Pixelund dann basierend auf den Messungen von den Spektren von diesen Pixeln,machen wir dann diese Schlussfolgerung aber es sieht so aus,ob die schon rotieren, also das in jedem Fall.
Tim Pritlove
Und das war jetzt auch nicht unbedingt erwartet worden?
Anne Hutter
Das ist eine offene Forschungsfrage Also die Antwort war nicht klar.
Tim Pritlove
Wenn ich jetzt mal so ein Mysteriumskoeffizienten abbilden möchte,also wie gut haben wir diese Galaxienbildung verstanden?Also wenn man jetzt sagen würde, oh, was wissen wir denn schon?Wissen wir jetzt schon alles? Wie viele Fragezeichen gibt es da noch?Wie kommt ihr das so persönlich vor? Boah, wir wissen gar nichts oder wir kratzenan der Oberfläche oder naja, so im Wesentlichen haben wir es schon irgendwie drin,aber es fehlen noch ein paar Daten oder das war es jetzt. Was würdest du sagen?
Anne Hutter
Ich würde sagen, naja zu Nullter und vielleicht Erste Ordnung haben wir ein grobes Verständnis.
Tim Pritlove
Erste Ordnung heißt jetzt was?
Anne Hutter
Ja, wir haben ein grobes Verständnis von den ungefähren physikalischen Prozessen,die wahrscheinlich eine Rolle spielen und was sie dann bewirken.Aber im Detail wissen wir das eigentlich, also wie genau und wenn ich jetztden einen Parameter da vielleicht verändere, wie genau sich das dann auswirkt.Im Prinzip in dem Moment, wo ich es ein bisschen mehr komplizierter mache,dann werden da schon viele Fragezeichen. Das ist alles nicht klar.
Tim Pritlove
Okay. Und wie wichtig ist das Verständnis der Galaxienbildung für das Gesamtverständnis Universum?Ist das so der Schlüssel dafür?
Anne Hutter
Na, ich würde sagen, im Prinzip ist es so ein bisschen Beantwortung der Frage, woher kommen wir?Ich sage mal, die ersten Galaxien ist sozusagen die Sternentstehung,das ist im Prinzip eventuell dann auch die Elemente, aus denen wir gemacht sindund überhaupt zu verstehen,warum dann auch unsere Galaxie so aussieht, wie sie aussieht.Das ist im Prinzip die Antwort auf, ja.
Tim Pritlove
Aber es ist jetzt sozusagen nicht nur ein, wie sieht es am Ende aus,sondern man kann aus dem Verständnis, wie es sich so gebildet hat,um da hinzukommen, wo es heute ist, auch Aussagen darüber machen,was vorher passiert ist.
Anne Hutter
Ja, zum Teil schon.
Tim Pritlove
Weil man es jetzt auch gar nicht modellieren könnte.
Anne Hutter
Ja, also das hängt immer davon ab, was vorher passiert ist. wie etwas dann danach auch aussieht.Und ich glaube auch, das ist, warum es so komplex ist, weil es eben so vielpassieren kann und so viele Komponenten mit reinspielen, dass es sehr schwierigdann auch komplett zu verstehen ist.
Tim Pritlove
Wenn jetzt Raumfahrt wünscht dir was wäre, ja,theoretische Physikerin darf sich jetzt sozusagen ein Beobachtungssystem wünschen,was dann einfach gebaut wird, weil kein Problem, Leben, Geld spielt keine Rolle, Technik, alles gelöst.Was wäre so dein Wunschgerät? Egal ob das jetzt auf der Erde ist oder im Weltallrumkurvt, was müsste sich das anschauen, auf welche Art und Weise,wo du das Gefühl hast, okay, das wäre jetzt aber wirklich mal genau das,wo ich Sachen rauslese, wo absehbar ist, wo wir mit den heutigen Instrumenten,soweit die die uns auch bringen, vielleicht da nie wirklich eine Erkenntnis haben.Also selbst mit James Webb jetzt mit all seinen außerordentlichen Fähigkeiten,wo das irgendwie nicht reicht.Ist das nur schneller, höher, weiter? Also James Webb zehnmal so groß oder brauchstdu auch noch ganz andere Beobachtungsmethoden?
Anne Hutter
Ich glaube, momentan am spannendsten finde ich die 21-Zentimeter-Linie.Und da wäre es natürlich sehr hilfreich, irgendwo hinzugehen,wo nicht so viele Radiowellen da sind.Also wenn man sich das vorstellt, selbst in Australien wird man wohl auf irgendwelchenRadiofrequenzen wird irgendwas gesendet werden.Die können zum Beispiel dann auch sehen, ob ein Flugzeug oben drüber hinweg fliegt.Und in der Hinsicht wäre es schon ziemlich cool, wenn wir sozusagen so ein Radiointerferometerirgendwo außerhalb des Sonnensystems hätten, wenn wir uns jetzt ganz weit greifen.
Tim Pritlove
Also im Prinzip dieses Square-Kilometer-Array im Weltall.
Anne Hutter
Ja. Dann könnte man es ja auch viel größer machen. Das heißt,dann hätte man auch eine viel bessere Auflösung.Also je länger sozusagen denn die verschiedenen, oder je weiter die Stationenvoneinander entfernt sind, desto kleinere Skalen kann man sozusagen messen.
Tim Pritlove
Also quasi so ein Million-Kilometer-Array im Weltall, was dann eben mit dieser,21-Zentimeter-Linie oder HI-Linie sagt man glaube ich auch oder H1-Linie,was du so schön bezeichnet hast als so der Tomograf des Universums zu welchem Zeitpunkt nochmal?Als die Reionisierung angefangen hat sozusagen oder Oder dieser gesamte Bereich,wo sie stattgefunden hat.
Anne Hutter
Ja, im Prinzip der ganze Bereich, in dem sie stattgefunden hat und eigentlichauch davor. Also wir kommen auch in die Dark Ages rein.
Tim Pritlove
Womit man quasi so ein plastisches Bild gewinnen würde des Universums zusätzlichzu dieser Hintergrundstrahlung, mit der es ja auch zusammenhängt,um sich ein bisschen fleischiger vorzustellen, wie das alles in seiner Struktur war.
Anne Hutter
Genau, genau. Man kann sich vorstellen wie so eine 3D-Karte des Universums.
Tim Pritlove
Baut das schon einer?
Anne Hutter
Bisher gibt es nur Überlegungen, auf den Mond zu gehen.Da ist natürlich auch immer die Frage, momentan, ich glaube,der Drang zum Mond ist ziemlich groß.Und die Frage ist dann, okay, ist es auf dem Mond dann immer noch radio-ruhig?Also haben wir da nicht viele Radiostörsender?
Tim Pritlove
Ja.
Anne Hutter
Das ist eben die große Frage.
Tim Pritlove
Das ist überhaupt ein interessantes Problem, dass wir uns ja im Prinzip geradedie die Weltraumbeobachtung durch unsere eigenen Aktivitäten ganz schön verbauen.Also man kennt das ja einerseits hier mit den Starlink und vergleichbaren Satellitensystemen,die also mit diesen vielen Mikrosatelliten sind, die also auch den Blick,den Lichtblick sozusagen schon einschränken.Die Gravitationswellen haben schon das Problem, dass Wellen an den Strand schlagenund im Radiobereich ist es halt einfach die übermäßige Nutzung des Frequenzspektrumsfür alle möglichen Anwendungen,die das sozusagen einschränken.Aber so krass wird es ja dann glaube ich auf dem Mond erstmal nicht sein, oder? haben.
Anne Hutter
Ja, definitiv nicht so wie auf der Erde.Es wird definitiv besser sein. Ich glaube, die Idee ist aber auch,dass man, wenn man das auf dem Mond baut, im Prinzip in der Sensibilität,also wie klein das Signal sein könnte, damit man es immer noch detektiert,wesentlich besser sein würde.Es würde viel geringer oder Signale geringere Intensität detektieren können.Und das würde auch dann neue,Bereiche eröffnen oder Fragen beantworten, die mehr in die Richtung von Materie,Verteilung oder auch Dark Matter geht.
Tim Pritlove
Ist das nicht so bei der Hintergrundstrahlung, ich meine wir hatten jetzt Plancksozusagen als bisher die feinste Messung der Hintergrundstrahlung und ich weißnicht, ob noch feiner überhaupt was bringen würde.Wahrscheinlich gar nicht mal, oder? Also gibt es da nochmal eine Initiativemit, jetzt brauchen wir das selber, aber nochmal in genauer.Meine Wahrnehmung war eher so, das passt schon, das haben wir jetzt,wir könnten eine Auflösung vielleicht noch erhöhen, aber wir würden dabei keineInformationen gewinnen, die wir nicht im Prinzip schon haben.Und das war ja eine Mission, die an Lagrange-Punkt L2 weit rausgeflogen,da hatte man dann irgendwie auch so seine Ruhe, also Ruhe im Sinne von Wärmestrahlung,Ruhe, also keine warme Sommel in der Nähe und die Erde auch nicht und schönversteckt im Dunkeln, hat man dann eben sozusagen das Universum abgetastet.Und dann war das ja nach einer bestimmten Laufzeit dann abgeschlossen.Wäre das dann mit dieser Messung der H1-Linie, dieser Wasserstofflinie auch so,dass man das eigentlich nur über einen bestimmten Zeitraum mal messen muss unddann hat man die Daten und dann kann das Projekt auch beendet sein?Oder gibt es irgendetwas, wo sinnvoll wäre, das über einen möglichst langenZeitraum zu beobachten?
Anne Hutter
Ja, ich glaube, bei der 21-Zentimeter-Linie macht es schon Sinn,das über einen längeren Zeitraum zu beobachten, zumal das Signal an sich so klein ist.Man muss sich das vorstellen, das ist tatsächlich auch wieder ein Hunderttausendstelvon dem eigentlichen Signal.Also wenn ich 21 Zentimeter das Signal messe, das eigentliche Signal,an dem ich interessiert bin, ist irgendwie ein Hunderttausendstel davon.Das heißt, es ist sehr gering.Und dementsprechend brauchen wir eben relativ viele Daten über einen längerenZeitraum, damit wir uns sicher sein können.
Tim Pritlove
Wir kriegen wirklich… Was ist jetzt hier Signal, was ist Rauschen?
Anne Hutter
Genau, was ist sozusagen der Vordergrund, den wir eigentlich wegsubtrahieren müssen.Und der kommt hauptsächlich von unserer eigenen Galaxie.
Tim Pritlove
Okay. Und das kann dann, also es könnte sein, dass, was weiß ich,wenn man das 30 Jahre lang misst, dann hat man immer noch ein besseres Bild,als wenn man es nur 10 Jahre misst.
Anne Hutter
Ja, die Statistik wird einfach besser.
Tim Pritlove
Okay.Wahrscheinlich auch schwer vorher zu sagen, wie lange man jetzt wirklich lauschen muss.Ist die denn überhaupt schon mal gemessen worden von irgendetwas?Oder ist das nur so eine theoretische Messung, die man anstrebt?
Anne Hutter
Naja, also man kann die 21 cm Zentimeterlinie auch von,Galaxien, die näher an uns dran sind, messen und dann sieht man,bekommt man sozusagen Karten, wie der neutrale Wasserstoff in den Galaxien verteilt ist. Ähm,Aber bisher gemessen zur Zeit der ersten Galaxien, der Rionisierung oder dieserdunklen Zeiten der Dark Ages wurde sie noch nicht.Es gab eine potenzielle Messung 2018, da gab es eine Publikation,die gesagt hat, wir haben es detektiert.Ich glaube, mittlerweile ist der Konsens, da gab es noch Fehler in der Analyseoder da wurde was nicht genau berücksichtigt. Das ist sehr schwer umstritten.
Tim Pritlove
Und wenn man jetzt sagt, man misst jetzt die Wasserstofflinie von etwas,was näher dran ist, aber man möchte es lieber von etwas haben,was weiter weg ist, ist das dann auch wieder so ein Rotverschiebungsaspekt? Perfekt.Okay, also auch hier muss man sozusagen langwelliger arbeiten,um tiefer reinzuschauen und dann kann man damit auch im Wesentlichen vorhersagen,in welche Zeit man schaut.
Anne Hutter
Genau, genau. Deswegen hat das Square-Kilometer auch zwei Komponenten.Einen niedrigfrequenten Bereich, der im Megahertz-Bereich ist, der ist in Australien.Und der andere, der bis in den Gigahertz-Bereich geht, der ist in Südafrika.Und der in Australien, der fokussiert sich dann auf Rionisierung,dunkle Zeiten oder Dark Ages.Und der in Südafrika eher auf die nahegelegenen Galaxien, wie ist der neutraleWasserstoff in denen verteilt.
Tim Pritlove
Cool. Bin ich auch mal gespannt, was dabei rauskommt.
Anne Hutter
Ich auch.
Tim Pritlove
Das kann ich mir vorstellen. Dann ist hier wieder richtig Alarm.Ja, Anne, haben wir jetzt eigentlich alles abgeklappert.Gibt es noch irgendetwas, was du noch gerne hinzufügen möchtest?Wir haben jetzt, glaube ich, einen recht intensiven Blick auf diese Zeit geworfen.
Anne Hutter
Ich glaube nicht. Also ich glaube, wir haben einen ganz guten Rundumschlag vonganz früh bis heute gemacht.
Tim Pritlove
Super, na das freut mich. Dann sage ich vielen Dank für deine Ausführungen.
Anne Hutter
Danke dir auch.
Tim Pritlove
Ja und damit sage ich auch vielen Dank fürs Zuhören hier bei Raumzeit.Bald geht es wieder weiter. Ich sage Tschüss und bis bald.

Shownotes

RZ121 EarthCARE

Eine neue Mission studiert auf neue Art die Zusammensetzung von Wolken und deren Auswirkungen auf das Klima

Die neue EarthCARE Mission der ESA (European Space Agency), die in Zusammenarbeit mit der japanischen Raumfahrtbehörde JAXA durchgeführt wird, zielt darauf ab, unser Verständnis über die Rolle von Wolken und Aerosolen bei der Reflexion von einfallender Sonnenstrahlung zurück ins Weltall und der Speicherung von von der Erdoberfläche emittierter Infrarotstrahlung zu erweitern. Durch die Kombination von vier wissenschaftlichen Instrumenten an Bord des Satelliten, der in einer sonnensynchronen polaren Umlaufbahn die Erde umkreisen wird, sollen globale Beobachtungen von Wolken, Aerosolen und Strahlung ermöglicht werden. Diese Beobachtungen sind entscheidend, um die Wechselwirkungen zwischen Wolken, Aerosolen und Strahlung sowie deren Einfluss auf das Erdklima besser zu verstehen und zu modellieren​.

Dauer:
Aufnahme:

Ich spreche heute gleich mit zwei Repräsentanten der Mission. Björn Frommknecht ist Missionsleiter von EarthCare und ist vor allem für die technischen Aspekte dabei. Thorsten Fehr wiederum leitet das wissenschaftlichen Team der Mission und berichtet über die wissenschaftliche Seite des Projekts. Wir sprechen gemeinsam über die Entstehungsgeschichte der Mission, den bevorstehenden Start, das technische Design, die wissenschaftlichen Ziele und Herangehensweisen und viele andere Details.


Für diese Episode von Raumzeit liegt auch ein vollständiges Transkript mit Zeitmarken und Sprecheridentifikation vor.

Bitte beachten: das Transkript wurde automatisiert erzeugt und wurde nicht nachträglich gegengelesen oder korrigiert. Dieser Prozess ist nicht sonderlich genau und das Ergebnis enthält daher mit Sicherheit eine Reihe von Fehlern. Im Zweifel gilt immer das in der Sendung aufgezeichnete gesprochene Wort. Formate: HTML, WEBVTT.


Transkript
Tim Pritlove
Hallo und herzlich willkommen zu Raumzeit, dem Podcast über Raumfahrt und andere.Kosmische Angelegenheiten.Mein Name ist Tim Pritlove und ich begrüße alle zur 121.Ausgabe von Raumzeit. Und ja, heute bin ich mal wieder unterwegs und der Weghat mich ins gute alte Darmstadt geführt, da wo alles hier schon mal begann.Und das bedeutet, ich bin am ESOC, dem Europäischen Raumfahrtkontrollzentrum,da, wo die Satelliten gesteuert werden und andere verrückte Sachen passieren.Und heute geht es um eine Mission mit dem schönen Namen EarthCare.Das heißt, man kümmert sich jetzt mal ein bisschen um die Erde, wurde ja auch mal Zeit.Und begrüße dafür heute gleich zwei Gesprächspartner, nämlich auf der einenSeite den Björn Frommknecht. Hallo Björn.
Björn Frommknecht
Hallo.
Tim Pritlove
Und den Thorsten, Thorsten Fehr. Hallo.
Thorsten Fehr
Hallo.
Tim Pritlove
Herzlich willkommen bei Raumzeit. Genau, heute machen wir es mal im Doppel,denn ihr seid beide bei EarthCare mit im Programm, habt aber so ein bisschenunterschiedliche Ausrichtungen.Du Björn bist Missionsleiter, also Chef vom Ganzen kann man sagen, oder? oder?
Björn Frommknecht
Könnte man so sagen, ja. Also meine Aufgabe ist es, dafür zu sorgen,dass alle ihren Job gut machen können und dass wir das meiste aus der Mission rausholen können.Und ich darf mich dann auch zum Beispiel um ein bisschen mehr administrativeTätigkeiten kümmern, während die spannende Wissenschaft dann zum Beispiel vom Thorsten betreut wird.
Tim Pritlove
Wie schön, genau. Und du bist Missionswissenschaftler, wie man so schön sagt.Bestimmt auch nicht der Einzige.
Thorsten Fehr
In dem Fall bin ich der Einzige auf der ESA-Seite, wo wir noch später zukommenwerden. Es gibt natürlich auch noch unsere Partneragentur, wir machen es janicht alleine, wir machen es in dem Fall zusammen mit unseren japanischen Kollegen.Da gibt es auch noch einen Missionswissenschaftler, der dann auf der japanischenSeite die Wissenschaft koordiniert.
Tim Pritlove
Genau. Kommen wir doch vielleicht erstmal zu euch, fangen wir mal mit dir an, Björn.Wann hast du denn angefangen das erste Mal in die Sterne zu schauen und warum Raumfahrt?
Björn Frommknecht
Ja, also ich habe eigentlich eine relativ bodenständige Ausbildung gemacht.Ich bin Geodät, also Vermessung der Erde.Ich habe in München studiert, an der TU München und bin da aber relativ schnellin Kontakt mit Satelliten gekommen, weil wir Satelliten-Geodäsie gemacht haben.Also die Vermessung der Erde mit Satelliten.Habe da dann auch promoviert und bin dann in Kontakt mit der ESA gekommen überdie Schwerefeld-Mission Goce, Ghosts.Und da haben wir angefangen. Unser Institut war quasi unter Vertrag von eineritalienischen Softwarefirma. So bin ich da reingerutscht, bin nach Italien gekommen, nach Esrin.Und das hat mir dann so gut gefallen, dass ich dann da geblieben bin und habedann eigentlich auf allen wissenschaftlichen Erdbeobachtungsmissionen der ESA gearbeitet.Das war GOCE, Cryosat, SWARM, EOLOS, ALTIOS und so weiter, bis ich dann jetztendlich bei EarthCare gelandet bin.
Tim Pritlove
Ja, GOCE war hier auch schon mal ein Thema. Raumzeit Nummer 40,da war ich 2012, ich glaube in München an der Universität, und habe mit RainerRummel über das Projekt gesprochen.
Björn Frommknecht
Genau, das war mein Professor.
Tim Pritlove
Ja, ja.
Björn Frommknecht
Gibt es da die Verbindung, ja?
Tim Pritlove
Genau, die Kartoffel.
Björn Frommknecht
Genau, die berühmte Kartoffel des Geoid, genau.
Tim Pritlove
Und wie war es denn bei dir, Thorsten?
Thorsten Fehr
Ich habe einen sehr ungradlinigen Weg zu ESA gefunden.
Tim Pritlove
Das ist interessant.
Thorsten Fehr
Ja, ich habe erst Physik studiert, wollte unbedingt ans CERN gehen.Das war immer mein Traum, Hochenergiefysik zu betreiben.War auch am CERN und bin dann allerdings eher in die theoretische Physik gekommen,wollte dann medizinische Physik machen, habe an einem Universitätsklinikum inMünchen gearbeitet und wollte dann promovieren in dem Bereich,hat versucht mich zu bewerben und wollte mich als Test beim DLR bewerben.Das war so gar nicht mal das Ziel, dass ich dort arbeiten wollte.Und dann ist meine Bewerbung falsch gelaufen und die ist dann im Institut fürPhysik der Atmosphäre gelandet. Die hatten eine Promotion für Gewitter,für Wolken, für Stickoxide und das fand ich dann so spannend,dass ich gesagt habe, das mache ich gerne.Dann war ich erst am DLR, am Physik der Atmosphäre in Oberpaffenhofen,habe dann dort primär Wolkenphysik gemacht, bis ich dann die Möglichkeit hattevom DLR zur ESA sekundiert zu werden.Das heißt, die haben mich die Möglichkeit gegeben, dafür zwei Jahre hinzukommenund bin dann auch in Estrin gelandet und habe dann primär auf Envisat gearbeitet.Also Envisat ist, glaube ich, immer noch der größte Abbeobachtungssatellit,den wir jemals gebaut haben, zumindest in Europa mit zehn verschiedenen Instrumenten.
Tim Pritlove
Der VW-Bus in Space.
Thorsten Fehr
Der VW-Bus in Space. Ich glaube sogar deutlich größer als ein VW-Bus im Schluss.Und habe dann da primär die atmosphärischen Instrumente behandelt.Das war GOMOS, MIPAS und da war auch ein deutscher Beitrag bei Skiamaki dabei.Und bin dann dort Qualitätsmanager gewesen, das sagt man so,aber auch da schon die Wissenschaft mitbetrieben.Und bin dann von Esrin nach Estik gewechselt, habe dann Kampagnen gemacht undbin dann später als Missionswissenschaftler für EarthCare auch dazugekommen.
Tim Pritlove
Esrin hat ja einen ziemlichen Schwerpunkt auf diesen Erdbeobachtungsmissionen, kann man sagen.Das ist schon so ein Fokus.
Björn Frommknecht
Das Zentrum für die Missionsleitung der Erdbeobachtungsmissionen der ESA.Das andere Zentrum wäre ESAC, das wäre dann für die Weltraummissionen.Aber für die Erdbeobachtungsmissionen ist das Zentrum in Esrin.Und genau deswegen sitzen die Missionmanager auch da.
Thorsten Fehr
Und dann zusätzlich natürlich in Estek, wo die ganzen Missionen auch gebaut werden.Das heißt, wir sind wirklich europäisch aufgestellt. Wir haben das Erdbeobachtungszentrumin Esrin in Italien, aber gebaut oder entwickelt werden die Missionen in denNiederlanden, in ASTEC.Das heißt, wir sind also wirklich ganz gut hier in Europa auch verteilt.
Tim Pritlove
So, jetzt kommen wir zu EarthCare. Also wenn ich das richtig sehe,ist EarthCare ein Projekt im Rahmen der sogenannten Earth Explorer Missions,die wiederum zu diesem Living Planet Programm der ESA gehören.Also es ist ja ohnehin so, dass die ESA sehr stark im Bereich Erdbeobachtungist generell und ich würde sagen auch führend eigentlich.Also die, glaube ich, mit Abstand meisten Erdbeobachtungsmissionen sind letztenEndes von der ESA initiiert.NASA hat nach wie vor die Nase vorn, wenn es um Mars und einige andere Dinge geht,aber das ist ja definitiv eine europäische Domäne und es sind auch schon soviele verschiedene Missionen, dass ja dann man fast schon gar nicht mehr auseinanderhalten kann,wer da jetzt eigentlich wo drauf schaut.Daraus leitet sich ja im Prinzip dann auch gleich wieder die Frage ab,also wozu brauchst du dann hier diese Mission?Vielleicht können wir mal so ein bisschen in diese Vorgeschichte einsteigen.Was war eigentlich jetzt erstmal der initiale Treiber, also die Uridee für diese Mission?Was sollte sozusagen grob erstmal als Ziel erreicht werden und wie ist es dann gelaufen?
Thorsten Fehr
Du hattest ja schon vorhin erwähnt, dass wir, was die Erdbewerber angeht,so mitführend sind auch global.Und eine dieser Elemente, die wir haben, sind eben diese Earth Explorers.Und die Earth Explorers sind ganz klar da, um wissenschaftliche Fragen zu beantworten.Wir haben auch noch andere Elemente, das ist Copernicus, was wir zusammen mitder Europäischen Kommission machen, ist für Services auch ein sehr erfolgreiches Projekt.Wir haben noch die meteorologischen Systeme, die wir ganz spezifisch für dieWettervorhersage zum Beispiel auch entwickeln.Aber gerade die Earth Explorers sind dazu da, um wirklich wissenschaftlicheFragen, sagen, fundamentale wissenschaftliche Fragen zu beantworten.Und bei Earthcare hat sich schon in den 90er Jahren die Frage gestellt,wie beeinflussen eigentlich Wolken und Aerosole, das sind diese kleinen Teilchen,die in der Luft fliegen, das kann Dunst sein, das kann Staub sein,das kann kleine Salzpartikel sein, wie beeinflussen die das Klima?Das war so eine Fragestellung, die sich schon damals gestellt hatte.
Tim Pritlove
Oder Vulkanasche.
Thorsten Fehr
Oder Vulkanasche zum Beispiel.
Tim Pritlove
Genau. Ich hatte auch schon mal hier eine Sendung gemacht zur Atmosphäre,wo natürlich die Aerosole auch eine große Rolle gespielt hat.Damals mit Bernadette Weinzierl, die zu den Wissenschaftlerinnen gehörte,die damals den unaussprechlichen isländischen Vulkan und die Auswirkungen davon untersucht haben.
Thorsten Fehr
Ah ja, Eyjafjallajökull.
Tim Pritlove
War das jetzt auch richtig oder war das nur so getan? Ich glaube,es war einigermaßen okay.
Thorsten Fehr
Bernadette ist jemand, mit der ich auch im Institut war.
Tim Pritlove
Ah ja, okay, alles klar. Ja, genau.Also Aerosole spielen eine große Rolle und Wolken spielen eine große Rolle,das ist ja vollkommen klar.Aber was weiß man denn dann noch nicht? Also ich meine, was ist sozusagen jetztder Trigger, dass man sagt, okay, jetzt brauchst du ja auch nochmal eine neue Mission?
Thorsten Fehr
Also wir alle kennen natürlich Wolken und Wolken ist das, was uns ja auch ständig umgibt.Wenn wir an den Himmel schauen, meistens, so in meinem Fall in Holland,da sehen wir ständig Wolken, meistens regnet es auch aus denen.Das heißt, im Prinzip sind Wolken etwas, was wir eigentlich kennen und die Physikder Wolken ist auch etwas, was wir kennen.Schon über Jahrzehnte, Jahrhunderte auch schon uns genau anschauen.Aber eine Sache, die nie ganz klar war, ist, wie beeinflussen Wolken auch das Klima?Wir wissen ja zum Beispiel, dass Treibhausgase einen sehr deutlichen Einflusshaben auf die Klimaentwicklung.Wir kennen das sehr wohl, dass wir zum Beispiel unsere Klimagasemissionen auchreduzieren müssen oder auf jeden Fall, um das Klima zu stabilisieren oder besser zu machen.Aber der Einfluss von Wolken und Aerosolen auf das Klima ist etwas,was nicht ganz so klar ist. Weil Wolken sind sehr schwierig zu greifen.Wir wissen alle, Wolken sind schwierig zu greifen.Wie die entstehen, wo sie entstehen und wie sie das Licht, was von der Sonnekommt, reflektieren oder auch die Wärmestrahlung, die von der Erde abgestrahltwird, auch wieder zurückhalten.Das sind so die Effekte. Und nachdem Wolken sehr komplex sind,wir wissen das, wenn wir an einem Sommerabend den Himmel anschauen,dann sieht man Wolken, die weit oben sind, Zirnenwolken, diese Wolken,die wirklich nur ganz dünn zu sehen sind.Man kann Gewitterwolken sehen, man kann Schönwetterwolken sehen.Und all diese Wolken haben einen anderen Einfluss auf die Abstrahlung der Erde,auf die Einstrahlung von der Sonne.Und das ist, was die Sache so sehr komplex macht.Also der ganze Zusammenhang zwischen Aerosolen, wie sie die Wolkenentstehung auch beeinflussen.Und wie das dann auf den Strahlungshaushalt der Erde zurückfällt,das sind die Punkte, die einfach immer noch sehr, muss man sagen,nicht so genau zu wissen sind. Die sind noch nicht so sehr bekannt.Und das ist auch in den Klimaberichten immer wieder zu sehen.Bis vor einigen Jahren hieß es zum Beispiel, dass gaben diese Wolken-Aerosol-Klima-Auswirkungen,die am wenigsten bekannten, am wenigsten gut eingeschätzten Bereiche unserer Klimaforschung sind.Das hat sich in den letzten Jahren ein bisschen verändert, aber es ist immernoch so, sodass wir hier einen großen Wissensnachholbedarf haben.
Tim Pritlove
Und gab es denn nicht schon auch Missionen, Raumfahrtmissionen,die sich der Wolkenthematik angenommen haben bisher?
Thorsten Fehr
Auf jeden Fall. Ich meine, die meisten oder sehr viele zumindest von den meteorologischenSystemen, die schauen sich natürlich auch Wolken an. Das ist ganz klar.Das wollen wir auch machen. Aber was wir hier noch weitermachen wollen,ist die ganz spezifische Wolkenentstehung auch sich anzuschauen.Es gab schon Missionen davor. Unsere NASA-Kollegen hatten zwei Missionen.Fliegen, die sehr ähnlich sind wie EarthCare.Das eine ist der CloudSat, das war ein Wolkenradar, was geflogen worden ist,sehr erfolgreich und auch ein LIDAR, da kommen wir auch später dazu,wenn wir dann die Instrumente betrachten.Das heißt, ähnliche Missionen wurden auch schon geflogen.Aber diese Missionen waren zum Beispiel auf zwei verschiedenen Plattformen.Das waren andere Systeme und mit EarthCare versuchen wir das nochmal deutlich besser zu machen.Wir bauen natürlich auch auf diese Informationen auf, aber der Satellit,den den wir haben, erweitert das Wissen noch deutlich.
Tim Pritlove
Und wann ist jetzt das erste Mal darüber nachgedacht worden?Also was ist sozusagen jetzt, wann ging es los?
Thorsten Fehr
Wann ging es los? Es ging los vermutlich in den frühen 90er Jahren,wenn die ersten Ideen kommen.Das heißt, den Zeitraum von der ersten Idee, wo ein paar Wissenschaftler,so wie wir jetzt auch, am Tisch sitzen und sich unterhalten,was wird benötigt, wo sind denn wirklich die Punkte, wo unser Wissen erweitertwerden muss, um die Welt besser zu verstehen,bis zu dem Zeitpunkt jetzt, da kann schon mal ein paar Dekaden auch vergehen.Also sprich, die Abfolge war, wie gesagt, Wissenschaftler unterhalten sich,sie entwickeln ein Konzept,Und dann können Sie mit dem Konzept natürlich auch zu ESA gehen.Das ist praktisch der Werdegang.Und hier ist es dann so gewesen, dass ungefähr 2001 das EarthCare-Konzept,wie wir es jetzt sehen, wurde vorgeschlagen. Der ESA als ein EarthExplorer,als eines der Missionen, die ganz spezifische wissenschaftliche Fragen auch beantworten.2004 wurde es dann ausgewählt in die Implementierungsphase. Das heißt,davor waren noch andere Missionen auch noch mit dabei.EarthCare wurde ausgewählt, um dann weiter aufgebaut zu werden.Ja und seit 2004 bauen wir die Mission auf.Das heißt, es sind vermutlich jetzt dann 30 Jahre, dass von der ersten Ideebis wo wir den Launch haben, hoffentlich jetzt dann bald Ende Mai,aber so lange dauert das, bis es vom Konzept zum wirklichen ersten Datensatz auch kommen kann.
Tim Pritlove
Mhm. Und die Kooperation mit JAXA, war die dann sozusagen von Anfang an da oderhat man sich da später erst so entschlossen?Also wie kommt das dann sozusagen, das waren jetzt so eine Mission auch konkretmit einer anderen Agentur zusammen plant?
Thorsten Fehr
Das ist natürlich auch das Schöne an solchen Missionen, sowas wächst ja auch.Das heißt, der erste Vorschlag, der gekommen ist von den Wissenschaftlern,war die sogenannte Earth Radiation Mission, IRM.Und diese Mission hatte noch keinen Lachseanteil dabei. Und natürlich suchtman immer wieder auch nach Kooperationen, nicht nur die Wissenschaft.Die Wissenschaftler arbeiten immer sehr, sehr eng miteinander.Es ist wirklich ein globaler Austausch der Ideen.Aber auch auf der Agenturseite war das Bestreben, hier eine Kooperation zu finden.Und das kam dann so, dass die japanischen Kollegen Erfahrung hatten mit einemMesssystem, was eben in Europa nicht so bestanden hat, mit dem Wolkenradar.Und hier wurde dann praktisch vorgeschlagen, ja, die Japaner kamen,wir haben dieses Wolkenradar, mit dem wir eure Mission noch besser aufbauenkönnen. Das war auch etwas, was notwendig ist.Und dementsprechend haben dann die Japaner das Wolkenradar für unser System geliefert.Das heißt, die Systeme, die wir auf Earthcare fliegen, sind vier Hauptinstrumente.Drei davon sind europäisch.Eins davon ist von den japanischen Kollegen.
Tim Pritlove
Mhm.
Thorsten Fehr
Und gleichzeitig haben die Japaner auch dann um die Mission herum auch ihrenwissenschaftlichen Bereich mit aufgebaut.Das heißt, wir haben also auch hier einen sehr regen Austausch zwischen deneuropäischen und den japanischen Kollegen, wie es auch sein soll.Das ist Wissenschaft. So muss es funktionieren.
Tim Pritlove
Und dann ging es 2014 los.
Thorsten Fehr
2004 ging es los mit dem Bauen.
Tim Pritlove
Mit dem Bauen, aber 2014 sollte eigentlich der Start sein. Darauf wollte ich hinaus.
Thorsten Fehr
Ja, ich glaube sogar 2013 hätte es zum ersten Mal der Start sein müssen.Als ich zur ESA gekommen bin, war das glaube ich noch 2013.Manche Dinge sind etwas komplizierter, als man am Anfang sich denkt.Und deswegen hat es hier auch länger gedauert, bis wir es geschafft haben,wirklich alle technischen Probleme zu lösen.Manchmal dauert es länger.
Tim Pritlove
Aber welcherlei Art waren jetzt sozusagen diese Probleme?Also was genau war jetzt schwierig? War es ein Problem, die richtige Raketezu finden? Das ist ja oft, oder?
Björn Frommknecht
Also ich glaube, bei Earthcare haben wir eine schöne Sammlung an Problemen, die wir gelöst haben.Also natürlich war es erstmal technisch einfach schwierig, die Instrumente zu bauen.Also zum Beispiel das Instrument für die Aerosole ist ein UV-Laser, ein LiDAR-Instrument.Und es ist einfach sehr schwierig, so ein Instrument weltraumtauglich zu machen.Also das UV-Laser bedeutet, es ist hohe Energie.Das heißt, wenn kleinere Verschmutzungen auf der Optik sind oder so,dann verschmutzt sich das und ist nicht mehr benutzbar.Also das stellt sehr hohe Anforderungen schon allein, um nur die Komponentenzu bauen und dann zusammenzustellen, testen und so weiter.Und das dann funktionsfähig über eine längere Zeit im Weltraum zu halten, ist nicht sehr einfach.Und wir sind, wenn es dann hoffentlich funktioniert,die ersten, die das über längere Zeit fliegen, wenn man absieht von der Eolus-Mission,die ja Windmessungen mit einem UV-Laser, mit einem weltraumtauglichen UV-Laser gemacht hat.Und das hat einfach immer wieder zu Verzögerungen geführt.Je näher man dann kommt, um Teile des Instruments zu fertigen.Zusammenzufügen, desto mehr Probleme kommen dann auch ans Licht,die man dann in den Griff kriegt, aber halt leider unvermeidlich Verzögerungen in Kauf nehmen muss.Was das japanische Instrument angeht, da gab es, wenn ich mich recht erinnere,der Tsunami hat die Fabrik zerstört, in der Teile des Instruments gebaut werden.Und dann muss man eben die Teile, also zuerst mal die Fabrik wieder aufbauensozusagen, die Produktionsanlagen und dann die Teile wieder bauen.Ja, das hat natürlich, das war glaube ich mindestens ein Jahr Verzögerung,wenn ich mich recht erinnere.
Tim Pritlove
Nur ein Jahr?
Björn Frommknecht
Also mindestens, es war vor meiner Zeit, da war ich noch nicht dabei.
Tim Pritlove
Das ist mich ja sehr überrascht schon.
Björn Frommknecht
Aber ja, also das war so eine Serie an, sagen wir mal, Ereignissen und natürlich in letzter Zeit,was für uns auch unerwartet war, der Ukraine-Krieg, der uns gezwungen hat,den Launcher zu wechseln, zweimal.War eigentlich eine Sojus. War eigentlich eine Sojus, soweit so gut,alles dafür getestet und haben gedacht, das ist eingetütet, wenn wir mal soweit sind, kann eigentlich nichts mehr passieren.War dann aber nicht so und dann hieß es, okay, wir gehen auf Vega-C,europäische Rakete, aber da war es einfach so, dass wir so am Limit waren vonder Spezifikation der Oberstufe.Sowohl die Größe, wir hätten sozusagen Aussparungen in die Abdeckung machenmüssen, um den Satellit überhaupt reinzukriegen und auch, weil wir so schwer und so groß sind,war das einfach nicht sicher, ob das überhaupt klappt und deswegen haben wirja dann Gott sei Dank die Erlaubnis bekommen, auf,Falcon 9 zu wechseln, als,Rakete, aber auch da ist es nicht so, man kann nicht einfach Rakete wechseln,sondern es kommt ja immer wie die einzelnen Raketen verhalten sich unterschiedlich,was die Geräusche angeht, Vibrationen und so weiter. Die Kräfte, die beim Start wirken.Und das kann natürlich negative Auswirkungen auf die sehr empfindlichen Instrumente haben.Und da muss man dann erstmal sicherstellen, dass alles den Start gut überstehtund dann auch nach dem Start so funktioniert wie geplant. Also das war eben,wir sagen immer, ÖSKR ist wirklich wie eine Achterbahn der Gefühle.Immer wenn wir denken, wir haben es jetzt, dann kommt wieder was Neues.Deswegen, wir sind bereit für alles.Im Moment sieht es sehr gut aus. Der Start ist quasi morgen,das ist in eineinhalb Monaten. Aber wir sind gespannt, was dann als nächstes kommt.
Tim Pritlove
Genau, wir sprechen jetzt hier gerade im März 2024 und für den Mai besteht sozusagendie Hoffnung, dass der Start stattfindet.Stattfindet. Aber dieser Wechsel der Träger, das interessiert mich jetzt nochmalgerade aus dieser Missionsleiter-Perspektive.Ich meine, ihr werdet ja dann vorher sehr viel mit den Russen zusammengearbeitethaben, die halt diese Sojus betreut haben.Das ist ja auch, das ist ja jetzt nicht nur die Abarbeitung von so einer technischen,Checkliste, sondern das sind ja auch Leute, mit denen man wahrscheinlich überJahre auch schon zusammengearbeitet hat.Und ich meine, die Leute, die da in der russischen Raumfahrt arbeiten,sind ja nun nicht unbedingt jetzt diejenigen, die daran Schuld tragen,dass das dass alles jetzt ganz anders ist.Jetzt muss man sozusagen von heute auf morgen letztlich auf ein amerikanisches Team wechseln.Das ist ja dann auch kulturell, nehme ich an, schon ein Shift,gerade weil jetzt auch SpaceX natürlich als rein privates Unternehmen wahrscheinlichnochmal ein ganz anderes Grundverhalten an den Tag legt.Wie war das so für euch? Ist das so, Raumfahrt, alle kennen sich,Und das läuft schon und dann geht das von heute auf morgen oder muss man dannauch Änderungen am eigenen Projekt in irgendeiner Form vornehmen,ein neues Team aufstellen oder was hat das für Auswirkungen?
Björn Frommknecht
Also rein formell funktioniert das natürlich so, wir haben einen Hauptvertragspartner,der auch dafür verantwortlich ist, den Satellit zu bauen und über den wir dannauch den Start sozusagen machen.Kaufen, wenn man das so w ill. Wer ist der Partner? Das ist Airbus Friedrichshafen.Das hat sich nicht geändert, aber was sich da natürlich geändert hat,ist klar, es gibt eine ganz andere Unternehmenskultur oder das,was ziemlich schnell klar geworden ist bei SpaceX, das ist für die ein Staat,das ist für die nichts Besonderes mehr und man ist einfach ein Kunde unter vielen.Die haben so viel Geschäft, dass man, gibt es keinen Raum für Sonderwünscheoder so, sondern man muss sich halt deren Rhythmus anpassen,auch was zum Beispiel die Bekanntgabe von Startdaten und so weiter gibt.Ihre Abläufe sind, sagen wir mal, inzwischen gut strukturiert und gut eingelaufenund da machen die keine Ausnahmen normalerweise, nur weil wir sagen,okay, wir sind jetzt die ESA und wir haben eine tolle Mission und sagen,okay, wenn ihr nicht wollt, dann nehmen wir halt einen anderen. Also, wollt ihr, oder?Das hieß natürlich auch, dass wir zum Beispiel bei den Preisverhandlungen fürden Start hat, da gab es nicht viel Spielraum, sondern es war halt ein bestimmter Preis.Das war auch eine große Arbeit vom Projektteam, auch den finanziellen Aspektzu regeln, weil man natürlich für Soyuz zum Beispiel hat man schon einen Teil dann ja auch bezahlt.Es ist ja nicht so, dass man erst am Ende nach einem erfolgreichen Start zahlt,sondern da fließen ja auch größere Summen schon, nicht alles Gott sei Dank,aber das alles muss gehandelt werden Und dazu kommt dann eben auch noch,dass es eben ein anderes Team ist, andere Abläufe.Gut, man muss dann nicht zum Beispiel nach Kourou den Satellit transportieren,sondern nach Amerika, Einfuhr, Zölle etc.Also es gibt da einige Änderungen, die man nicht vorhersehen kann,aber im Endeffekt haben wir es dann geschafft und es war ja auch nicht das ersteMal, dass die ESA-Raketen mit SpaceX startet, sondern da gab es ja schon Vorläuferund da haben wir uns natürlich dann auch abgesprochen mit den Kollegen.
Thorsten Fehr
Es macht natürlich auch programmatisch einen großen Unterschied.Ich meine, natürlich als europäische Raumfahrtagentur ist unser Ziel natürlichauch mit einer europäischen Rakete unsere Satelliten in den Orbit oder in den Saal zu bringen.Und das ist natürlich auch etwas, wo wir umdenken mussten, dass wir sagen,okay, können wir rausgehen?Wer kann denn das anbieten? Und hier muss man sagen, da haben auch im speziellenFall von Earthcare uns die Mitgliedstaaten auch durchaus unterstützt.Also es war natürlich klar, am Anfang wollten die auf ihre Seite,dass wir nach Sturios auf Vega-C gehen, einfach um sicherzustellen,dass auch hier europäische Systeme verwendet werden.Aber aufgrund auch der Notwendigkeit der Messung.Deswegen konnten wir dann auch unsere Mitgliedstaaten davon überzeugen,dass wir eben auf einen kommerziellen, auf einen amerikanischen Launcher auch gehen.Und es ist auch wichtig zu sehen, dass wir hier die Flexibilität auch haben.Wenn Sachen notwendigerweise gemacht werden müssen, wenn was passieren muss,dann finden wir auch einen Weg.Also es ist nicht, dass wir hier ganz verbotprogrammatisch sagen,es muss aber so sein, sondern wenn wir müssen, dann können wir auch anders denken.
Tim Pritlove
Ja, Euclid, das Weltraumteleskop, das vor kurzem gestartet ist,hat ja im Prinzip dieselbe Geschichte gehabt.Auch da sollte es ja mit einer Sojus hochgehen und ist dann am Ende mit SpaceXerfolgreich gelauncht worden.Das steht euch dann sicherlich auch bevor. Ich bin da ganz zuversichtlich.Jetzt sind wir ja noch vor dem Start, aber mich würde trotzdem kurz interessieren,was ist jetzt die konkrete Raumfahrtmission?Also wohin geht die Reise mit dem Satelliten?In was für einen Orbit soll er denn nun kommen und warum und wie kommt er da hin?
Björn Frommknecht
Okay, also die Bahn ist polare Bahn.Das heißt, man fliegt vom Nordpol zum Südpol oder vom Südpol zum Nordpol, je nachdem wie rum.
Tim Pritlove
…ist nur ein ein Katzensprung…
Björn Frommknecht
Weil sich dann einfach die Erde drunter wegdreht. Also typisch für Erdbeobachtungsmissionen,damit man polare Orbits hat. Im Prinzip eine komplette Abdeckung der Erde, beobachtungsmäßig.Bahnhöhe sind 400 Kilometer, relativ niedrig.Und es heißt Sonnensynchron. Das bedeutet, dass die Bahnebene sich einmal imJahr um sich selber dreht, damit immer Sonne auf die Solarpanels scheint,weil wir einen sehr hohen Energiebedarf haben. Wir haben aktive Instrumente.
Tim Pritlove
Also immer scheint sozusagen.
Björn Frommknecht
So viel wie möglich. Man muss ja korrekt sein. Es macht bei den Jahreszeiten einen Unterschied.Es gibt dann auch Phasen, wo wir quasi Eklipsen haben.Also wenn wir durch den Schatten fliegen, wo wir ein bisschen weniger haben,aber immer noch so, dass die Batterien voll bleiben praktisch und dass wir keinen Energiemangel haben.Wir brauchen ungefähr 1,7 Kilowatt an elektrischer Energie. Das ist relativ viel Energie.Für so einen normalen Erdbeobachtungstatelliten ist das schon,also unser Solarpanel ist, wenn ich es richtig, jetzt hoffe ich,ich erinnere mich richtig, ist glaube ich elf Meter lang.
Thorsten Fehr
Elf und ein halb Meter.
Björn Frommknecht
Und das ist schon größer als, jetzt sagen wir mal, bei den normalen.
Tim Pritlove
Was wäre so ein typischer Strombedarf?
Björn Frommknecht
Ja, unter einem Kilowatt vielleicht, um Größenordnungsmäßig.Aber wir haben eben zwei aktive Instrumente und dann verdoppelt sich das fast.
Tim Pritlove
Okay. Okay.
Björn Frommknecht
Und am energiehungrigsten sozusagen ist der LIDAR, der Laser.Aber auch das Radarinstrument hat fast gleich so viel.
Tim Pritlove
Das heißt, der LIDAR wird dann nach Norden oder nach Süden gestartet?
Björn Frommknecht
Der wird dann, wenn ich mich richtig erinnere, nach Süden gestartet.Also wir starten von Kalifornien aus und fliegen dann Richtung Antarktis.Also wir fliegen sozusagen, wenn man es so einfach sehen will,von oben nach unten, von Norden nach Süden runter.Und Sonnensynchron heißt auch, dass wir dann immer zur selben lokalen Zeit amselben Ort sozusagen vorbeifliegen.Ich glaube, wir haben 14 Uhr.
Thorsten Fehr
Ja, und 14 Uhr ist auch wichtig, weil wir wollen ja uns Wolken anschauen.Und wir wissen, dass es auch bei der Entstehung von Wolken über den Tagesganghinweg auch immer Zeitpunkte gibt, wo es mehr oder weniger Wolken gibt.Das heißt zum Beispiel morgens haben wir relativ wenige Wolken.Das heißt zum Beispiel auch viele Satelliten, die keine Wolken haben wollen,die praktisch nur mit der Kamera die Erde beobachten, die wollen eigentlichlieber morgen fliegen, Irgendwann hat es weniger Wolken.Wir sind genau im umgekehrten Fall. Wir wollen eigentlich Wolken haben.Das heißt, wir haben für unseren Satelliten 14 Uhr ausgesucht als die lokaleZeit, in der wir praktisch über die Erde messen.
Tim Pritlove
Also 14 Uhr, also immer da, wo man ist, ist es gerade 14 Uhr?
Thorsten Fehr
Das muss man sich so vorstellen, ja.
Tim Pritlove
Also ich meine, so mit Uhrzeit und wenn man über die ganze Welt fliegt, ist ja so eine Sache.
Thorsten Fehr
Wir können sagen, dass praktisch, wenn immer wir den Äquator bei Tageslichtüberqueren, ist es 14 Uhr. Und die Erde dreht sich praktisch unten durch.
Björn Frommknecht
Das ist der Zeitpunkt der Äquatorüberquerung. Da ist es am Äquator.
Thorsten Fehr
Am Äquator ist es 14 Uhr.
Tim Pritlove
In der jeweiligen Zeitzone oder hier?
Thorsten Fehr
Lokal. Es ist immer in der lokalen Zeit. Ansonsten, die Wolken halten sich janicht an die globale Zeit.
Tim Pritlove
Und 14 Uhr ist sozusagen so der optimale Wolkenzeitpunkt?
Thorsten Fehr
Das ist ein sehr optimaler Wolkenzeitpunkt.
Tim Pritlove
Warum ist das ein optimaler Wolkenzeitpunkt?
Thorsten Fehr
Das ist praktisch, bevor auf der Landmasse die Konvektion einsetzt.Das heißt, wenn wir uns Europa anschauen, das ist ja bloß ein kleiner Teil derWelt. Die Tropen sind natürlich der größte Teil der Welt.Und hier ist es so, dass die Konvektion am frühen Nachmittag einsetzt.Wir wollen praktisch dieses Einsetzen auch der Konvektion, auch diese Wolkenmitnehmen. Auf der anderen Seite...
Tim Pritlove
Mit Konvektion meinst du?
Thorsten Fehr
Oh, Konvektion, Entschuldigung. Konvektion bedeutet, wie sich die Wolken entstehen.Wir kennen das ja alle auch bei uns an einem schönen Sommertag.Wenn wir mal einen richtigen Sommer haben, dann entstehen immer am Nachmittagdie Gewitter. Das ist der ideale Sommerfall.Am Nachmittag entstehen Gewitter und das ist das Entstehen von diesen Wolken.Es muss nicht mal gleich Gewitter sein.Das nennen wir Konvektion. Das heißt, die Luft steigt vom Boden in die Höheund bildet dabei Wolken aus. Und das passiert in den Tropen eben ungefähr um diese Uhrzeit auch.Umgekehrt, die Wolken über dem Meer bilden sich meistens am Vormittag.Das heißt, wir nehmen das auch noch mit. Das heißt, diese 14 Uhr sind im Prinzipder optimale Zeitpunkt, um vom Satelliten aus Wolkenfelder zu betrachten.Du schaust noch ein bisschen kritisch.
Tim Pritlove
Aber Ich versuche es mir nur gerade so vorzustellen, wie man so auf diese Optimierungkommt, aber es ist ja nachvollziehbar Also man will natürlich irgendwie nichtgenau dann irgendwo langfliegen, wenn da keine Wolken sind Genau.
Thorsten Fehr
Wir wollen ja Wolken vermessen und deswegen müssen wir uns das so ein bisschenoptimieren, wo finden wir den Zeitpunkt an dem die Wolken da sind nicht zu viele,nicht zu wenige, damit wir das auch alles schön bestimmen können.
Tim Pritlove
Weil es halt hier in dieser Mission auch konkret um das Untersuchen der Wolken geht.Es geht jetzt hier nicht so sehr um festzustellen, ob da Wolken sind oder nicht,sondern man will eigentlich so viel Wolken sehen, wie es nur irgendwie geht,weil man sie sich genau anschauen möchte.Weil bei anderen Erdbeobachtungen will man halt alle Wolkenfelder sehen oderWettersatelliten wollen natürlich sozusagen auch sehen, wenn da keine Wolken sind.Also das ist glaube ich schon etwas, was man auch im Kopf haben muss,wenn es jetzt hier sozusagen um das ganze Design geht.So gesteuert wird das dann alles von Von Darmstadt aus?
Björn Frommknecht
Genau, also die Flugkontrolle ist in Darmstadt. Das heißt, der Satellit wirdhier von dem Kontrollzentrum in Darmstadt ausgeflogen, kann man sich so vorstellen.Die Kommunikation mit dem Satelliten findet dann über Bodenstationen statt,die auf der Erde verteilt sind. sind.Vorzugsweise nimmt man welche, die an den Polen sind, wenn man kann,weil die einfach dann jeden Vorbeiflug auch sehen.Weil wir fliegen jedes Mal, bei jedem Umlauf fliegen wir über die Pole und dasheißt, da kommen wir dann vorbei und da kann man dann sowohl Daten runterladen,also die wissenschaftlichen Daten.
Tim Pritlove
Also Pole heißt jetzt nicht am Nordpol, sondern halt möglichst weit nördlich, so Kiruna oder so.
Björn Frommknecht
Svalbard zum Beispiel, was ja schon relativ weit nördlich ist,auf jeden Fall nördlich vom Polarkreis, wenn man kann.Genau am Nordpol Pol nicht, das ist richtig, da gibt es keine Station.Aber es gibt eben, auch in Kanada zum Beispiel, je näher am Pol,desto besser für die Station.Und das ist auf jeden Fall ein Geschäft, das sich ausweitet.
Tim Pritlove
Und am Pol kann man ja nicht so, ist das Feuerland?
Björn Frommknecht
Trollstation.
Tim Pritlove
Auf der Antarktis?
Björn Frommknecht
In der Antarktis ist es natürlich schwieriger zu erreichen, logistisch und so weiter.Datenverbindungen, da muss man dicke Kabel legen. Und das ist schwieriger in der Antarktis.
Tim Pritlove
Heißt die Station Troll?
Björn Frommknecht
Troll, ja.
Tim Pritlove
So wie der Troll, ja?
Björn Frommknecht
Wie der Troll, ja. Ich glaube, es gibt keine Trolle. Ich war noch nicht dort, das weiß ich nicht.Aber Pinguine wahrscheinlich.
Tim Pritlove
Ja, wahrscheinlich.Okay, das heißt, da werden dann halt die Daten eingesammelt und ich vermutemal, da kommen auch eine ganze Menge Daten runter.
Björn Frommknecht
Ja, das ist richtig. Also wir liegen ungefähr, um eine Größenordnung zu geben,ungefähr bei 60 Gigabyte pro Tag alles zusammen.
Tim Pritlove
60 Gigabyte pro Tag?
Björn Frommknecht
Ungefähr, ja.
Tim Pritlove
Okay, und wie viel Ausfall kann man sich dann erlauben, sollte es mal Problememit der Datenstation geben?
Björn Frommknecht
Also unser Ziel bei unseren Wissenschaftsmissionen ist, dass wir eigentlichkeinen Ausfall haben wollen. Wir wollen das wirklich maximieren.
Tim Pritlove
Aber ich meine, wäre jetzt sozusagen eine Bodenstation mal für eine Weile nichtin der Lage, die Daten anzunehmen, wie viel kann der Satellit zwischenspeichern?
Björn Frommknecht
Ah okay, da sind wir glaube ich bei fast zwei Tagen, wenn ich mich recht erinnere.Also da ist eine gewisse Toleranz und wir haben zwei Bodenstationen für dieDaten allein, also die Wahrscheinlichkeit, dass wir da was überschreiben,ist eigentlich relativ gering.
Tim Pritlove
Und die 60 Gigabyte sind dann sozusagen jetzt also brutto, was man am Ende rausbekommt?
Björn Frommknecht
Die Rohdaten sind weniger, das sind alle Produkte zusammen, also quasi alleVerarbeitungsstufen zusammengerechnet, japanische Produkte, europäische Produkte,also wirklich komplett global.
Tim Pritlove
Aber ist das jetzt sozusagen der reine komprimierte Datenstrom oder ist dasdas, was man am Ende erhält?
Björn Frommknecht
Der komprimierte Datenstrom sind vielleicht ungefähr 10 Gigabyte.Das ist deutlich weniger.
Tim Pritlove
Ja, klar. Gut, das heißt, aber auch 10 Gigabyte muss man natürlich erstmal wegkriegen.Ich meine, wie lange dauert so ein Polarer Orbit letztlich?
Björn Frommknecht
Ungefähr eineinhalb Stunden. So ein Überflug über eine Bodenstation dauert einpaar Minuten, fünf, sechs Minuten, zehn Minuten maximal, kommt drauf an.Die Länge variiert ein bisschen, aber das reicht locker aus,um die Daten runterzuladen. und dann werden sie im Prinzip in das Datenverarbeitungszentrumübermittelt und dann prozessiert.Wir haben ja einen Nutzerkreis, dem es wichtig ist, die Daten so schnell wiemöglich zu bekommen und das ist die Wettervorhersage.Wir haben ja mit ECMWF, dem Zentrum, eine Zusammenarbeit, wo wir dann die Datenvon den aktiven Instrumenten so schnell wie möglich geben wollen,um dann die Wettervorhersage zu verbessern.
Tim Pritlove
Was ist das für eine Organisation? EWF?
Björn Frommknecht
European Center for Medium Weather Forecast, ECMF.
Thorsten Fehr
Gibt es auch auf Deutsch. Europäisches Zentrum für Mittelfristvorhersage.
Björn Frommknecht
Ich bin schon zu lange... Genau.
Tim Pritlove
Ja, okay.Das heißt, es ist eben nicht so, dass man jetzt nur Wissenschaft in dem Sinnemacht, sondern die Daten, die in dem Moment auch akut sinnvoll sind für dieWetterbeobachtung, werden auch noch mit ausgeschieden.
Björn Frommknecht
Das ist richtig. Also da haben wir sozusagen eine operationelle Anwendung,so könnte man das bezeichnen, was über unsere ursprünglichen Missionsziele hinausgeht.Der schöne Nebeneffekt dabei ist, dass in dem Moment, wo die Kollegen das inihre Wettermodelle einspeisen, sehen die sofort, wenn da was nicht stimmt.Wenn die Daten, sagen wir mal, irgendwelche Abweichungen haben,sich anders sind als sonst, dann würden die das sofort sehen und können unsdas als Rückmeldung geben, was natürlich für uns super ist. Das ist sozusagenwie ein Frühwarnsystem.Bevor wir die Daten großartig verarbeitet haben, würden die schon sehen,okay, da können es Probleme geben. Müsst ihr genauer reinschauen.
Tim Pritlove
Was könnte da schief gehen?
Thorsten Fehr
Es kann alles mögliche schief gehen. Es kann in der Prozessierung schief gehen.Aber ich möchte nochmal kurz auf das ICNRBF, auf das Europäische Zentrum fürMittelfristfähigkeit zurückkommen.Die benutzen unheimlich viele Daten. Die können bodengespülten sein,die klassische Wetterstation.Das kann von Flugzeugen kommen, das kann aber auch von Satelliten kommen.Das heißt, die haben unheimlich viele Daten, die sie in ihren Vorhersagen verarbeiten.Wir nennen das assimilieren. Die nehmen die Daten und versuchen dann damit ihreVorhersagen zu verbessern.Und wenn jetzt ein Satellit oder ein Datenstrom, wie zum Beispiel EarthCare,nicht in das Schema passt, dann bekommen die sozusagen eine Warnung und sagen,schaut, bei euch funktioniert was vielleicht nicht richtig.Das kann auch sein, dass wir die Einzigen sind, die diese Daten zur Verfügungstellen und deswegen sind die besonders.Aber sehr häufig kann man auch sagen,okay, die machen so eine Art Qualitätsmonitoring, die checken das ab.Und das ist für uns natürlich extrem interessant, dass wir praktisch direkt,near real time nennen wir das, so praktisch fast zeitnah, auch diese Art derQualitätskontrolle bekommen.Die vergleichen wirklich alle möglichen Datensätze untereinander,EarthCare ist eins davon und können dann direkt sagen, wo wir stehen.
Tim Pritlove
Und wie schnell landen die Daten dann dort? In Reading ist das.
Björn Frommknecht
Wettervorhersage funktioniert so, im Moment machen sie vier Prozessierungsläufeam Tag. Das sind sechs Stunden Zeitfenster.Und die Daten, wenn ich in einen Prozessierungslauf reinkommen will,dann dürfen meine Daten relativ zum Startpunkt nicht älter als sechs Stunden sein.Also hier dreht es sich wirklich um Stunden. Deswegen versuchen wir auch,auch eben jeden Überflug über den Pol, auch die Daten runterzuladen.Ist natürlich ein Kostenfaktor. Jeder Pass, wie man das nennt, hat seinen Preis.Aber wir versuchen wirklich, den Anteil der Daten, die wir mit dieser geringenVerzögerung liefern können, zu maximieren.
Tim Pritlove
Aber ich meine, das ist ja im Prinzip auch so ein Notfallsystem.Wie müsste man sich das so vorstellen?Sagen wir mal, ein Sensor dreht jetzt mal komplett frei. Und auf eine Art undWeise, wie man das jetzt nicht so ohne weiteres jetzt erstmal aus den Daten herauslesen kann,sondern ihr bekommt das eigentlich nur indirekt über die Meldung,also über die Übertragung der Daten zu dem ECMWF,langer Begriff, sozusagen mit. Also die stellen das dann fest.Wie lange dauert das, bis die...Und daraus sozusagen auch eine akute Warnung erzeugen. Und wie laut ist dieSirene, die dann hier losgeht?
Thorsten Fehr
Also es kommt darauf an. Wenn es Fehler sind, die, sagen wir,unmittelbar die Daten drastisch verändern,dann sehen wir das nicht nur da, das sehen wir nicht nur am Europäischen Zentrumfür Mittelfristvorhersage, sondern wir haben auch unsere eigenen,sagen wir, Qualitätskontrollen.
Tim Pritlove
Also wenn jetzt einfach sowas kaputt ist, dann merkt man sofort.Aber wenn das so eine Degradation ist über die Zahlen.
Thorsten Fehr
Genau, das sind die Punkte, die natürlich für uns sehr viel interessanter sind.Wenn was auf einen Schlag nicht mehr funktioniert, das sehen wir auch.Dazu brauchen wir kein ISMWF, dazu brauchen wir auch keine großartige,sagen wir mal, Analyse-Technik.Sondern hier geht es darum, wenn man sagt, okay, da ist so ein leichtes Drift drin,keine Ahnung, eine Temperaturveränderung auf dem Spiegel von dem LIDAR-Gerätoder irgendwelche Kleinigkeiten, wo man dann sagt, okay, über einen gewissenZeitrahmen, ihr fallt immer mehr raus.Und das ist das, was für uns eigentlich dann wirklich interessant ist.Und dann können wir auf unserer Seite anfangen zu überlegen,woran hängt es? Ist es eine Prozessierungssache? Ist es was vom Instrument?Und können dann auch entsprechend korrektive Maßnahmen auch starten.Und das ist wirklich hier eher diese mittelfristige Monitoring,diese Qualitätskontrolle, wo wir stark daran interessiert sind bei denen auch.
Björn Frommknecht
Na genau, also wenn man sozusagen will, die Gesundheit des Satelliten und derInstrumente, die wird von der Flugkontrolle auch überwacht und ebenso,sagen wir mal, grobe Aussetzer oder wirklich,wenn was kaputt gehen würde, das würden die auch sofort sehen, einfach an der,das nennt man dann die Housekeeping Telemetry, also die Gesundheitsdaten vondem Satellit, wenn man hier wirklich auf eine längerfristige Qualitätskontrolleund Sicherung abzielt dann.Also es ist quasi eine Ebene drunter.
Thorsten Fehr
Aber wenn ich nochmal ganz kurz auf die Wettervorhersage und EarthGal zurückkommen kann.Als die ersten Ideen kamen, das als Wettervorhersage, also für die Wettervorhersageauch zu verwenden, da habe ich meinen Kollegen gesagt, das funktioniert nie.Weil ich komme aus dem Bereich und das war 2007 ungefähr.Da hat ein sehr guter Kollege von mir, der leider verschrauben ist,aber diese Sachen angefangen hatte, der kam mit den ersten Ideen und ich habegesagt, das kannst du vergessen, das funktioniert nie. kann nicht funktionieren.Ich komme aus dem Bereich.Und hier einfach, du musst dir überlegen, du versuchst in ein numerisches Modellwas reinzupressen, was vielleicht gar nicht dahin kommt.Du hast eine Vorhersage und was die machen ist, die lassen es erstmal laufenund dann versuchen sie es zu verändern.Das heißt, sie versuchen es so hinzudrehen, dass es so ein bisschen wie die Messung auch aussieht.Und wenn du Temperatur oder Wasserdampf hast, dann ist es eine relativ einfache Sache.Das ist groß verteilt, das ist nicht wirklich sehr sehr lokal,aber wenn du versuchst eine Wolke irgendwo in ein numerisches Modell,in ein Wettervorhersagemodell reinzutun, wo sie gar nicht ist,wird es natürlich sehr schwierig, weil du kannst ja nicht irgendwie hier plötzlichganz viel Wasser entstehen lassen. Das lassen numerische Modelle nicht zu.Und dennoch haben die Kollegen vom Europäischen Zentrum für Mittelfristvorhersage,Entschuldigung, dass das so ein langer Name ist, die haben das dann über dieseJahre geschafft, die Modelle so auch zu verändern,dass sie hier jetzt auch auch EarthCare-Daten auch mit einlesen können.Also das ist, weil wir hatten schon die Frage gehabt, was sind denn die Dinge,die wirklich einfach nicht vorhersehbar waren und die Dinge,die entwickelt worden sind,ohne dass wir eigentlich jemals daran bei der Missionsdefinition so konkretdaran gedacht haben, das ist einer von den Dingen.Das ist wirklich dieses Assimilieren dieser Wolkendaten, insbesondere in einWetter-Frächer-Sage-Modell, istetwas, was wirklich auch mit EarthCare angefangen hat, auch ganz Neues.Und das ist wirklich auch, wo man sagen kann, die Wissenschaft hat hier einengroßen Schritt mit uns schon vor dem Launch auch schon gemacht.
Tim Pritlove
Bevor wir vielleicht auch konkreter mal auf die Instrumente zu sprechen kommen,nochmal so, die Inbetriebnahme eines Satelliten ist ja auch so ein Ding.Man fliegt ja nie los und kaum, dass das Ding das erste Mal über die Pole ist,schaltet man die Datenpumpe an, sondern man muss man ja erstmal sicherstellen,dass das auch alles irgendwie funktioniert und dass das eben auch belastbare Daten liefert.Zumal wenn man das erste Mal solcheDaten erhebt, hat man ja in dem Sinne überhaupt gar keinen Vergleich.Wie ist das jetzt hier geregelt? Also wie funktioniert da diese Inbetriebnahmeund diese Validierungsphase?Wie parametrisiert man das sozusagen? Also wie ist man sich sicher,dass es auch funktioniert?
Björn Frommknecht
Ich fange mal an mit dem Anschalten. Also das ist natürlich alles streng festgelegt,in welcher Reihenfolge man welche Teile des Satelliten aktiviert.Der erste Schritt ist immer Energieversorgung sicherstellen,das heißt das Solarpanel ausfahren. Dann fahren wir die Antenne vom japanischenInstrument, von dem Radar aus.Und dann werden sukzessive die Instrumente angeschaltet. In unserem Fall istes so, dass wir erst das Radiometer anschalten und das Radarinstrument,weil die keine Optik haben.Das heißt, die müssen nicht, wie man sagt, ausgasen erst mal,damit man sicherstellt, dass da keine Verunreinigungen sind,die sich einbrennen würden, wenn wir die anschalten.Das heißt, es gibt auch einen klaren zeitlichen Ablauf. Also am Anfang habenwir Daten vom Radar und vom Radiometer und dann ungefähr nach sechs Wochen schaltetman dann die optischen Instrumente ein und bekommt da dann die ersten Daten.Und zeitgleich mit unserem Start findet auch eine sehr große Validationskampagnestatt und da kann der Thorsten wahrscheinlich was dazu sagen.
Thorsten Fehr
Ja, also Valiation ist auch mein Thema so ein bisschen.In der Tat ist es so, dass wir die Instrumente anschalten und dann wollen wirnatürlich so schnell wie möglich auch sicherstellen, dass die Datenqualität auch gut ist.Und das machen wir, indem wir bodengestützt auch, wir nennen es Kampagnen, Experimente haben.Diese Experimente, das können bodengestützte Instrumente sein,die so ein bisschen ähnlich sind, wie was wir auf dem Satelliten haben,zum Beispiel ein bodengebundenes LIDAR-System, was nach oben schaut und so Wolken und Aerosole misst.Das kann ein Radarsystem sein, was so dieselbe Signalfolge hat,wie das, was wir auch am Satelliten fliegen. Das können auch Flugzeugexperimente sein und,Da haben wir eine ganze Menge erlaufen, die im Prinzip auch schon kurz nachdem Start von EarthCow auch anfangen.Das sind Experimente, wo wir auf dem Flugzeug praktisch Instrumente fliegen,die genauso oder ähnlich sind wie auf dem Satelliten.Und vielleicht sagt man sich, warum machen wir es dann nicht gleich mit demFlugzeug? Das Flugzeug kann bloß immer eine kleine Region abtasten und sindauch sehr teuer und sehr kompliziert aufzubauen.Aber wir haben diese Experimente, die uns dann auch sehr schnell sagen können,Wenn wir die Daten vergleichen, was vom Satelliten kommt, was wir von den besserkontrollierten Systemen am Boden oder im Flugzeug haben, können wir schon ganzschnell sagen, wie sieht die Qualität der Daten auch aus.
Tim Pritlove
Sind das Flugzeuge, die es ohnehin gibt oder sind das jetzt auch Flugzeuge,die für diese Mission konkret bestückt und ausgerüstet und vorbereitet und geflogen werden?
Thorsten Fehr
Das sind meistens Missionen, die Flugzeuge, die geflogen werden,sind Forschungsflugzeuge.Das heißt, wir haben als ESA keine eigenen Flugzeuge. Wir sind leider nichtin derselben Situation wie NASA, die eine ganze Flotte hat.Aber das DLR hat zum Beispiel, das DLR fliegt mit ihrem Harlow-Flugzeug,das ist eine Gulfstream, ein hochfliegendes Flugzeug, wo zum Beispiel jetztein Radarsystem und ein LIDAR-System drauf sind, die sehr ähnlich sind wie das,was wir auch auf Satelliten fliegen.Und die unterfliegen dann den Satelliten, das heißt, sie versuchen möglichstdas so abzustimmen, dass das Flugzeug unter dem Satelliten durchfliegt.Natürlich ist der Satellit viel, viel schneller, der macht wusch, fliegt vorbei,aber wir fliegen unten praktisch zum selben Zeitpunkt auch eine Linie ab undso können wir dann zum Beispiel die Wolkensignale, die Signale von den Wolken,die Signale von den Aerosolen auch eins zu eins vergleichen und können hierdann schon relativ schnell feststellen,was hier auch, wir nennen es geophysikalisch, was mit den physikalischen Parameternokay läuft oder auch nicht okay läuft.
Tim Pritlove
Muss man das noch irgendwie korrigieren? Also ist eine Messung von unten dannwirklich genauso wie von oben?Da hat man ja noch so ein Ozean meistens noch da drunter oder Erdmasse.Wenn man nach oben guckt, hat man halt den Himmel.
Thorsten Fehr
Also die ganzen Korrekturen, die versuchen wir natürlich schon im Vorhineinfeld auch einzubauen.Sprich, diese ganzen Algorithmen, diese ganzen Programme, die wir haben,um diese Produkte zu produzieren, die sind schon fertig.Die sind schon da. Wir sind noch hier ein bisschen hier und da drehen.Da werden wir wahrscheinlich auch nie aufhören. Das wird auch nach dem Startder Mission noch nicht beendet sein.Das heißt, diese ganzen Korrekturen im Prinzip haben wir schon.Und wenn alles gut geht, dann schalten wir das ein und alles funktioniert perfekt.Ich habe noch keine Mission gesehen, wo alles perfekt funktioniert hat.Das ist einfach so. Wir werden immer Überraschungen sehen.Und dafür braucht man eben auch diese Messungen am Boden. Und der Vorteil vonden Instrumenten am Boden ist,wir bauen die ein in das Flugzeug und wir messen und wir kommen zurück.Wir können uns die Instrumente dann sofort auch wieder am Boden anschauen.Wir können also sehr spezifisch sehen, wie die Qualität von den Flugzeug getragenen Instrumenten ist.Die können wir einfach nehmen und, wenn wir wollten, sogar auseinanderbauen.Das geht natürlich mit dem Satelliten nicht mehr. Das heißt,hier können wir nicht mehr direkt reingehen und das am Instrument verändernoder sagen wir mal sofort nachschauen, was denn vielleicht nicht funktioniert haben könnte.Das sind Dinge, die wir natürlich mit dem Flugzeuginstrument oder mit dem Bodeninstrument machen können.Da kann jedes Mal jemand da sein, der das Instrument repariert,wartet, genau nachschaut, die Datenqualität auch direkt vor Ort vermisst.Das sind Dinge, die wir ausnutzen, um eben die Qualität von den Satellitendaten zu verbessern.
Tim Pritlove
Wie lange wird diese Validierungsphase dann voraussichtlich dauern müssen,bis man sich dann sicher ist, dass es auch alles passt?
Thorsten Fehr
Also auch hier ist meine Erfahrung aus 20 Jahren, wir hören nie auf zu validieren. Das hört nie auf.
Tim Pritlove
Achso, das wird also am Laufen im Meter?
Thorsten Fehr
Das wird am Laufen gehalten.
Tim Pritlove
Okay, verstehe.
Thorsten Fehr
Unser Ziel ist es, dass wir dieersten Daten nach sechs Monaten an die Wissenschaftler weitergeben können.Aber das sind nur die Instrumentdaten. Das sind wirklich Daten,wo im Prinzip auch primär die Experten damit arbeiten können.Dann die, was wir die geophysikalischen Daten bezeichnen würden,wie zum Beispiel Wolkenhöhe, Wolkenwasser,Eis, Inhalte der Wolken, solche Dinge, die werden wir dann nach ungefähr neun Monaten rausgeben.Aber das sind dann primär dieProdukte, die aufgrund von einem oder zwei Instrumenten erstellt werden.Und dann gegen später haben wir eine ganze Reihe von Produkten,wo wir versuchen werden, alle Instrumentdaten, diese ganzen Datenströme in einProdukt hineinzuführen.Und da kommen wir vielleicht noch später zu, wenn wir von der Wissenschaft reden.Und das ist dann der nächste Schritt.Aber all diese Schritte haben alle ihre Vor- und Nachteile und die müssen immergecheckt werden, ob das auch funktioniert hat.Und deswegen die Validation werden wir durchgängig betreiben.Am Anfang etwas intensiver, das ist normalerweise so, aber dann später auch immer noch weiter.Wie gesagt, wir haben bei der ESA keine eigenen Flugzeuge. Wir haben auch keineeigenen bodengestützten Instrumente notwendigerweise. Aber wir arbeiten sehreng mit den Wissenschaftlern zusammen.Das heißt, wenn die eine wissenschaftliche Messkampagne haben,dann versuchen wir immer damit auch teilzunehmen.Und die Wissenschaftler sind sehr offen dafür, weil die wollen natürlich auchsicherstellen, dass die Daten, die von den Satelliten kommen,die ja auch global uns die Informationen geben, auch so gut wie möglich sind.
Tim Pritlove
Schauen wir doch mal konkret, was jetzt an Bord ist.Also was sind denn jetzt genau die Instrumente, die auf EarthCare dann die Arbeit übernehmen?Also wenn ich es richtig sehe, sind es derer vier? Ja, das ist richtig.
Björn Frommknecht
Wir haben vier Instrumente, zwei aktive, also die selber Strahlen absenden undaktiv messen können und zwei passive.Die aktiven Sensoren ist einmal, das heißt Atlet, Atmospheric LiDAR.Das ist ein europäisches Instrument, hauptsächlich in Toulouse gebaut,in Frankreich. Die sind da führend.Also ein Laserradar. Also kann man sich so vorstellen, wie wenn man eine Wohnungbesichtigt und mit so einem Laserentfernungsmesser die Größe messen will.Das ist dasselbe Prinzip, nur ist unser Laser nicht rot, sondern der ist imUV-Bereich, das heißt den sehen wir so nicht.Und der hat eben den Vorteil, dass er messen kann, wo Aerosole sind,also Staubwolken, Wasserdampf nicht, da muss ich aufpassen, genau.Zum Beispiel über dem Meer gibt es aber auch Aerosole vom Meerwasser,Vulkanausbrüche, Aschewolke und so weiter.
Tim Pritlove
Das muss UV sein, weil die Teilchen so klein sind? Hat das was mit der...
Björn Frommknecht
Genau, die Aerosole sind kleiner als Wolken, also Wassertröpfchen in Wolkenund ansonsten würden die nicht reflektiert werden.
Thorsten Fehr
Und dieses LIDAR, was wir haben, ist ein ganz besonderes, weil wir wollen damitnicht nur die Streuung an den Staubteilchen messen, nicht nur an Aerosolen messen,sondern wir wollen hier auch die Streuung im Prinzip an der freien Luft messen.Das ist das Entscheidende, dass wir hier ein System haben, was ziemlich einmaligist auf dem Satelliten, wo wir nicht nur die Teilchen messen,sondern wir messen im Prinzip auch, was von der freien Atmosphäre,von der Luft praktisch zurückgestreut wird.Und auch deswegen haben wir das UV, weil das ist da am effektivsten.Das ist ein bisschen ein schwieriges Konzept, aber aufgrund dieser Messung könnenwir nicht nur bestimmen, da ist was streut, nicht nur, dass da Teilchen in derLuft fliegen, sondern wir können auch noch damit sagen, was für Teilchen das sind.Und das ist wirklich auch eine der Neuerungen von ATLIT, dieses LIDAS, das wir haben.Dass wir nicht nur sagen können, da ist irgendwas und wir glauben,weil es über Meer ist, dass es dann Salz ist oder weil es über der Wüste ist,dass es dann Staub ist, sondern aufgrund dieser Messtechnik,dass wir sowohl die Rückstreuung von den Luftteilchen, also von den Luftmolekülen haben,wie auch die Rückstreuung von den festen Teilchen, von Aerosolen, die viel größer sind.Diese Kombination erlaubt uns festzustellen, was denn wirklich diese Aerosole sind.Wie gesagt, das kann Staub sein,das kann Sand sein, das kann Produkte sein, die durch Verbrennung entstehen,die durch Industrie entstehen und es ist wichtig für uns, dass wir diese Unterschiede kennen,weil all diese Teilchen sich wieder anders verhalten, wenn es darum geht,wie sie Wolken bilden oder auch wie sie dann auch wiederum klimawirksam sind.Und das ist wirklich ein ganz, also dieses Athlet ist ein faszinierendes Instrumentdas wir so noch nicht gesehen haben Ich.
Tim Pritlove
Habe auch gehört, es gab ein bisschen Streit darum wie groß das ausgelegt werden soll,dass es irgendwie mal kleiner ausgelegt werden sollte und die Wissenschaft war dagegen?
Thorsten Fehr
Oh ja, das gibt es natürlich immer. Es gab sogar mal den Vorschlag,ein ganz anderes System zu bauen, weil über die lange Zeit, die wir das Systementwickelt haben, ist es natürlich so, dass aufgrund auch gewisser Randbedingungen,wie zum Beispiel den Kosten,neue Ideen auch entwickelt werden mussten.Und da kamen natürlich immer auch wieder Vorschläge, ein anderes System aufzubauenoder geht es vielleicht auch ein bisschen einfacher.Aber die Wissenschaftler waren ganz klar, wenn wir unsere wissenschaftlichenZiele erreichen wollen, dann brauchen wir das System so, wie es ist.Wir brauchen nicht ein System, wie es auch schon unsere amerikanischen Kollegensehr erfolgreich auch geflogen haben, sondern wir brauchen eins,was einen deutlichen Schritt vorwärts macht.Und das ist eben, wir nennen das das High Spectral Resolution Lidar.Das ist wirklich ein System, wo wir nicht nur diese Rückstreuung sehen,sondern dann im Endeffekt auch sehen können, was rückstreut.
Tim Pritlove
Wie muss man sich das vorstellen? Also ich meine, das ist im Prinzip ein Laserstrahl,der aus diesem Instrument rauskommt und der, ja was macht der denn dann?Also der scannt dann so horizontal einen Bereich ab und empfängt gleichzeitigdas, was wieder zurückkommt.Und daraus kann man dann jedes einzelne kleine Rußpartikelchen,was da irgendwo über eine Strecke von ein paar hundert Kilometern fliegt, messen?
Thorsten Fehr
Nicht ganz, aber sehr ähnlich. Also wir scannen natürlich nichts,sondern unser Laser, der schaut einfach nur nach unten. Der schaut einfach nur pulsiert.
Björn Frommknecht
Einfach nur gerade. Das sind sozusagen Schüsse. Genau. Und ich kriege dann das Echo zurück.Und wenn ich dann eben vergleiche, wie das Licht, das ich aussende,sich verändert hat, durch die Reflexion kann ich dann eben Rückschlüsse ziehenauf die Art der Aerosole, was ich da getroffen habe.Und wir können ja ein Profil erstellen. Also es ist nicht nur sozusagen,wenn man eine Aerosolwolke hat, dann kann ich quasi auch messen, wie…,die sozusagen ist. Ich kann nicht nur, ich sehe nicht nur, ah,da ist was, sondern ich kann auch sagen, okay, die ist zu dick und das bestehtaus dem und dem und so weiter.Es ist also ein vertikales Profil und dadurch, dass ich, ich fliege ja mit demSatellit entlang, es ist quasi wie ein Schnitt.
Thorsten Fehr
Wie ein Vorhang.
Björn Frommknecht
Ich habe mich, glaube ich.
Tim Pritlove
Gerade so ein bisschen leiten lassen von, wenn LIDAR eben für so Höhenmessungenoder sowas eingesetzt wird, da will man natürlich jede Nuance haben,aber hier reicht es im Prinzip, wenn man quasi ein Sample nimmt.
Björn Frommknecht
Natürlich hätten wir gern mehr, aber es geht leider nicht. Das ist das, was wir machen.
Thorsten Fehr
Aber es ist trotzdem so, wir machen einen vertikalen Vorhang.Also unter dem Satelliten sehen wir praktisch einen Vorhang von Aerosolen. Das ist die Idee.Und bei dem, was du gefragt hattest, wie sehen wir das?Diese Teilchen, im Prinzip haben wir drei Hauptmöglichkeiten,wie sie mit den Lichtpulsen auf die Lichtpulse reagieren können.Die können sie einfach bloß wegstreuen.Sie können sie absorbieren, aufnehmen oder sie können auch, und das ist einbisschen schwieriger, die können auch die Polarisation des Lichtes auch verändern.Wir kennen das alle mit Brillen, die haben zum Teil einen Polarisationsfilterund wenn man da so ein bisschen spielt, dann sieht man, wenn man die dreht,dass es eben Licht gibt, die in verschiedenen Ebenen vibriert, sagen wir mal.
Tim Pritlove
Oder halt so Filter für Kameras. Dann hat man auch keine Spiegelung mehr,wenn man auf dem Fach fotografiert.
Thorsten Fehr
Und das können wir auch. Sprich, wir können all diese Elemente von diesen Aerosolen,und das sehen wir mit diesen Lichtpulsen, die da kommen.Und das können wir eben in verschiedenen Höhenschichten auch machen,sodass wir praktisch vertikale Profile bekommen von Allosolen.Und wie gesagt, diese vertikalen Profile, die nehmen wir alle,Die Daten haben wir alle 280 Meter oder sowas. Und dann haben wir praktischalle 280 Meter so ein Profil.Und wenn wir diese ganzen Profile zusammen machen, wie so an Schnüren,wie so an Ketten, die man so auch hat, wenn man seine Fliegen sozusagen nicht im Raum haben möchte,so haben wir praktisch wie jede Kette, können wir zusammenhängen und dann habenwir praktisch hier einen Vorhang von diesen Aerosol-Informationen.
Tim Pritlove
Kann man jetzt wirklich, man kann jetzt an einer Stelle alle 280 Meter fokussierenoder wie stelle ich mir das vor? Ich denke ja, das ist jetzt ein durchgehenderStrahl und ich empfange ja permanent die Reflektion aus allen Höhen gleichzeitig.
Björn Frommknecht
Es kommen Impulse abgeschossen, es ist an und aus. Es ist kein kontinuierlicherStrahl und dann habe ich einfach mit der Pulsfrequenz und wie schnell ich fliege,ungefähr 7,3 Kilometer in der Sekunde, daraus ergibt sich dann die Abtastung.
Tim Pritlove
Aber wie kann man jetzt die Höhe beeinflussen? Also kann man messen,von wo es zurückgestrahlt wurde oder kann man auf eine bestimmte Höhe ziehen?
Björn Frommknecht
Ich kann die Zeit messen, die es dauert, um wieder zurückzukommen.Und dadurch kann ich dann die Höhe ableiten.
Tim Pritlove
Also an der Laufzeit kann man sozusagen merken, wo jetzt was reflektiert wurde.Genau, die Laufzeitmessung. Okay, man hat quasi immer nur eine Reflektion,die man jetzt gerade zur Kenntnis nimmt, aber davon sehr viele.
Björn Frommknecht
Genau, und dann schaue ich mir noch das Spektrum an, von dem Licht,das zurückkommt und da kann ich dann eben Rückschlüsse sie drüber ziehen,was ich da tatsächlich gemessen habe.
Tim Pritlove
Ja, okay, verstehe. Also das Athlet ist, sagen wir mal, schon mal ein ganz wichtigesTeil hier auf diesem Apparat.Das ist sozusagen schon das wichtigste Instrument, kann man sagen?Also man ist wahrscheinlich alle irgendwie wichtig.
Björn Frommknecht
Ja, es deckt halt genau die Hälfte ab, sozusagen, weil,der Laser geht durch, kann Aerosolprofile messen, Aber bei Wolken sieht er eigentlichnur die Oberfläche. Der kann die Wolke nicht durchdringen.Und da kommt das japanische Instrument ins Spiel. Das misst den Mikrowellenbereich.Heißt Cloud Profiling Radar, also Wolkenprofil Radar.Und das kann eben dasselbe, was wir mit den Agressoren machen,mit dem Athlet. Das kann ein Profil von den Wolken erstellen.Weil das da eben die auch durchdringt. Und zusätzlich noch, und das ist wirklichdas Besondere dabei, das hat eine Doppler-Messfunktion.Doppler bedeutet, es kann Bewegungen, vertikale Bewegungen innerhalb der Wolkemessen mit einer gewissen Genauigkeit.Ich glaube, ein Meter pro Sekunde ist das Ziel.Und das kann man sich natürlich, das ist klar, zum Beispiel Regen.Ich kann also nicht nur ein Profil der Wolke erstellen, sondern ich kann auchsagen, was passiert denn in der Wolke gerade? Regnet es da oder nicht?Gibt es andere Bewegungen? Und das kann man sich natürlich auch vorstellen,dass das dann für Klimamodelle, aber auch für die Wettervorhersage natürlich auch interessant ist.
Thorsten Fehr
Es geht noch weiter, diese Fallgeschwindigkeit, die wir messen.Was wir messen, ist im Prinzip, wie schnell fallen die Tröpfchen,wie schnell fällt der Regen, wie schnell fällt aber auch das Eis.Und je nachdem, wie schnell die fallen, das hängt davon ab, wie die aufgebaut sind.Was für Kristalle haben wir, wie groß sind die Tröpfchen etc.Das heißt, es geht nicht nur darum, dass wir am Schluss eine Regenrate haben,sondern wir können auch mit dieser Information besser bestimmen,was für eine Art von Wolkentröpfchengröße zum Beispiel wir haben oder was füreine Art von Eis wir haben.Und das sind alles wichtige Dinge, die wieder für Klima entscheidend sind.
Tim Pritlove
Was heißt, was für eine Art von Eis? Also ob es Schnee oder Hagel ist?
Thorsten Fehr
Also Hagel dürfen wir wahrscheinlich nicht mehr sehen, weil der ist sehr,sehr dicht. Aber wir können die Art der Kristalle sehen.Wenn große Kristalle oder kleine Kristalle, die fallen unterschiedlich schnell.Und das können wir zum Beispiel mit diesen Messungen auch bestimmen.Also wir können praktisch noch besser sagen, wie die Wolke aufgebaut ist.Wir können natürlich nicht sagen, der Kristall sieht so oder so aus,aber wir haben eine bessere Annahme dazu.
Tim Pritlove
Und das heißt, das Cloud-Programming-Radar und das ATLIT, die ergänzen sich sozusagen.Das ist, um so einen holistischen Blick reinzubekommen, sowohl eine Vorstellungdavon zu haben, woraus ist es gemacht, aber auch, was bewegt sich da drin.Was ist da jetzt sozusagen der vermutlich wirkliche Durchbruch,was im Vergleich zu den anderen Missionen, mit denen man bisher Wolken hat beobachten können,was gewinnt man jetzt hier an Informationen, die so in der Qualität vielleichtoder überhaupt so noch gar nicht da waren?
Thorsten Fehr
Also eine ist die Qualität, das ist ganz klar. Die Systeme sind so genau wiewahrscheinlich keines davor. Das ist die eine Seite.Genauigkeit ist der eine Punkt, aber auch die Unterschiedlichkeit der Dinge,die wir sehen können. Wir haben es gerade schon bei dem Update auch gesagt gehabt,dass dieses spezielle LIDAR eben nicht nur die Rückstreuung erkennt,sondern dass wir eben mit all den Informationen auch sagen können, was es ist.Und dasselbe natürlich auch mit dem Radar, das hatten wir ja auch eben,dass wir eben auch noch präziser sagen können, was für eine Art von Wolkenteilchen,Eisteilchen hier in der Wolke sind. Und das zusammenzubringen, ist eben entscheidend.Hier in unserem Fall haben wir die Systeme auf einem Satelliten.Das heißt, wir können sicherstellen, dass die beiden Instrumente sich genaudieselbe Szene anschauen.Die schauen sich genau dieselben Wolken an, die schauen sich genau dieselben Aerosole an.Das CPR, das Radar sieht keine Aerosole, aber man sieht immer dasselbe.Und das ist also auch schon mal ein ganz wichtiges Element. Wir können die Datenströmezusammenbringen. Wir wissen genau, wie die zusammengehören.Und das ist wirklich der neue Schritt, den wir bisher noch nicht so gehabt haben.Wir können also noch besser für die Wissenschaftler diese Charakterisierungder Wolken und der Aerosol auch darstellen.
Tim Pritlove
Jetzt gibt es ja noch zwei Instrumente, die haben wir noch nicht erwähnt, die passiv sind.
Björn Frommknecht
Genau, also das erste passive Instrument ist im Prinzip eine Art Fotokamera,Multispectral Imager heißt es.Das ist eine Streifenkamera, der scannt so einen Streifen ab,der ist 150 Kilometer breit, Das ist also deutlich breiter als der Fußabdruckder anderen aktiven Instrumente.Das ist nämlich 30 Meter für den LIDAR und ungefähr ein Kilometer für den Radar.Also sehr schmal. Da kann man sich auch vorstellen, dass zum Beispiel,wenn man eine Bodenstation hat, ist es gar nicht so wahrscheinlich,dass man da getroffen wird.Und deswegen haben wir auch die Flugzeugkampagnen, um einfach mehr Messungen zu haben.
Tim Pritlove
Wie groß ist denn der Abstand zwischen zwei Durchläufen? Also wenn jetzt maneinmal über den Nordpol nochmal rüberkommt?
Björn Frommknecht
Also wenn man das mal wieder am selben Punkt auf der Erde vorbeifliegt, das ist 25 Tage.
Tim Pritlove
Und wie weit ist sozusagen die Linie?
Björn Frommknecht
Die Linie, das kommt darauf an, wo man ist auf der Erde. Am Pol sind sie natürlichnäher zusammen, am Äquator, das ist über 1000 Kilometer.
Tim Pritlove
1000 Kilometer pro Durchlauf, okay.
Björn Frommknecht
Also ziemlich groß eigentlich.
Tim Pritlove
Das heißt, auch mit diesen Imagern hat man auch nur eine Linie?
Björn Frommknecht
Da geht es darum, Kontextinformationen zu bekommen.Also das MSI hat sieben Kanäle, sowohl Infrarot als auch im sichtbaren Bereich.Und das unterstützt einfach die Klassifizierung sowohl von den Aerosolen als auch von den Wolken.Da kann man sagen, was für Wolken, wo ist es, was passiert da drumherum.Wir kriegen ja nur ein vertikales Profil mit den aktiven Sensoren.Und die Daten von dem Imager werden dann auch verwendet, um dann eine 3D-Wolken-und Aerosol-Szene zu berechnen und dann mit den Messungen vom dritten Instrument, das ist das Radiometer,zu vergleichen, um zu sehen, ob unsere Annahmen, die wir haben über Aerosoleund Wolken, ob die stimmen tatsächlich. Das dritte Instrument ist ein Radiometer.
Tim Pritlove
Dieser Imager, ich meine, der ist ja passiv, das heißt, er kriegt ja nur, was ihm geliefert wird.So, da sieht man ja nicht nur Wolken, sondern da sieht man ja alles sozusagen.Oder ist das so ausgelegt, dass man nur Wolken...
Björn Frommknecht
Also man sieht da die komplette Strahlung, also in den Bändern eben die gesamteStrahlung, die zurückkommt.Also es trägt dann auch für die Berechnung der Strahlungsbilanz trägt der auchbei. Aber da sieht man ja alles.
Tim Pritlove
Also sieht man auch Wasser.
Björn Frommknecht
Erde, Ozean, alles, was eben unterschiedliche, auch thermische Signaturen...
Thorsten Fehr
Es ist praktisch wie ein klassischer Imager. Wir haben zum Beispiel Sentinel-2oder Spotty Marsh, die wirklich dazu da sind, nur einfach die Erde zu beobachten.Für die sind in der Tat Wolken und Aerosole, was die am liebsten herausfiltern wollen.Das ist ganz klar. Aber im Prinzip sind diese Imager, die wir haben, ist genau das auch.Es ist eine Kamera, was praktisch nur den Boden sich von oben aus anschaut unddie Wolken natürlich dazwischen drin sind. Aber für uns ist das entscheidend,weil wir wollen uns genau auf diese Wolken und auf die Aerosole auch konzentrieren.
Tim Pritlove
Okay, so, dann kommen wir zum vierten Instrument und dem letzten Instrument, das ist das Radiometer.
Björn Frommknecht
Breitbandradiometer heißt das, weil das im Prinzip das gesamte Spektrum abdeckt,das auch das MSI abdeckt, also wirklich vom Infrarot bis dann über den sichtbarenBereich und beinahe fast bis in die Mikrowellen, glaube ich.Es geht relativ weit raus und da ist der Fußabdruck relativ groß, 10 Kilometer.Das ist ein Pixel. Man schaut dann direkt unter den Satellit zurück und nach vorne.Da werden dann drei Messungen kombiniert, um ein besseres Signal-Rausch-Verhältnis zu haben.Und das Instrument misst eben die Strahlung, die am Satellitenort ankommt und das dient dann dazu,die Messungen, die Annahmen, die man macht über Aerosole und Wolken,wie die die Strahlung der Sonne reflektieren, absorbieren und so weiter, zu überprüfen.Wir berechnen dann in 3D-Szene, 10 mal 10 mal 10 Kilometer, Also eine Art Würfel,wo wir sagen, okay, das ist die aktuelle Situation.Wir haben bestimmte Annahmen, wie sich diese Arten von Wolken und Aerosolenverhalten, was die Strahlung der Sonne angeht.Und wenn wir recht haben, dann müsste die und die Strahlung in dem Moment amOrt des Satelliten ankommen.Und das können wir mit dem Radiometer dann vergleichen.Da wird es Unterschiede geben und da kann Thorsten noch mehr dazu sagen.Das ist natürlich dann nicht ganz so einfach zu sagen, okay,Moment mal, wo ist denn jetzt der Fehler?Weil das kann natürlich, habe ich meinen Radiometer richtig kalibriert?Habe ich meine Instrumente richtig kalibriert?Habe ich bei der Prozessierung alles richtig gemacht und so?Das ist dann auf jeden Fall eine der großen Herausforderungen der Mission.Aber das macht es eben auch einzigartig. Weil da kann ich an einem Ort zu einembestimmten Zeitpunkt tatsächlich messbar überprüfen, meine Annahmen.Haben, wo ich sonst natürlich immer andere Plattformen, Sensoren usw.Brauche und das ist bei EarthCare eben nicht der Fall. Da haben wir alles aneinem Ort auf einem Satelliten.
Thorsten Fehr
Also vielleicht noch auf das BBA ganz kurz zurückzukommen. Wir messen da in zwei Kanälen.Wir messen einmal, wie du schon gesagt hast, vom UV, das thermische Infrarot.Das ist der Bereich, wo die meiste Energie in das Erdsystem von der Sonne reingestrahltwird und wo wir auch wieder abstrahlen.Das heißt, wir wollen praktisch hier einmal den gesamten Bereich abmessen,um zu sehen, wie viel Energie da ist.Wird dann weggestrahlt. Und dann haben wir noch einen kleineren Bereich,der nur das Solare betrifft, also sprich nur die Wellenlänge sich anschaut,die wir von der Sonne bekommen, die auch wieder von der Erde abreflektiert werden.Das heißt, wir haben hier praktisch Solaris, was wir Solare,Sonneneinstrahlung nennen, und die thermische Strahlung, die messen wir mit dem.Und das ist richtig, wir haben drei Direktionen. Und wichtig ist auch zu verstehen,dass die Erde nicht homogen abstrahlt.Es ist also nicht so, dass wir immer nur nach oben gleichmäßig abstrahlen,sondern je nachdem, was wir für Verhältnisse auf dem Boden haben,das hängt mit der Bodenbeschaffenheit ab, das hängt mit der Vegetation ab,kann die Strahlung durchaus nicht isotrop sein.Die kann durchaus in die eine Richtung mehr, seitlich mehr als nach oben oderin die andere Richtung abgestrahlt werden.Deswegen ist es auch für uns wichtig, dass wir diese drei Blickwinkel haben.Am liebsten hätten wir natürlich noch viel, viel mehr, das ist klar,aber drei sind schon mal ein ganz guter Ansatzpunkt. Und damit können wir dannbesser das Abstrahlen von der Erde, die Deflektion der Sonnenstrahlung,des Sonnenlichts besser bestimmen.
Tim Pritlove
Und dann kann man natürlich auch die Differenz bilden. In dem Moment,wo man über eine Wolke rüberfliegt,sieht man ja, okay, eben gerade kam noch so viel Strahlung, jetzt haben wireine Wolke mit der und der Beschaffenheit und auf einmal fehlt uns diese Mengean Energie in diesem thermischen Bereich.
Thorsten Fehr
Genau, wir werden dann natürlich sehen, dass wenn die Sonne scheint,wir messen ja nicht nur, wenn die Sonne scheint, sondern dadurch,dass wir auch aktive Instrumente haben, können wir natürlich auch auf der Sonne...
Tim Pritlove
Also die Sonne scheint ja immer. Die Sonne scheint immer.
Thorsten Fehr
Aber nicht immer da, wo der Satellit ist. Das heißt, wir umkreisen ja die Erdeund wir haben auch eine dunkle Seite.Wir gehen natürlich auch in die Eclipse-Seite und auch da können wir trotzdemnoch messen mit den Instrumenten. Das ist auch wichtig, deswegen sind aktiveInstrumente auch so wichtig für uns.Mit dem Imager wird es ein bisschen schwieriger, aber auch der kann die thermischenMessungen immer noch durchführen.Und das ist also auch diese Kombination aus dem Messsystem ist hier wieder entscheidend.
Tim Pritlove
Aber der sonnensynchrone Orbit soll ja auch eigentlich sicherstellen,dass man die Sonne immer sieht.
Björn Frommknecht
Fast, wie gesagt, weil die Erdachse ja nicht ganz senkrecht steht zur Ekliptik,ändert sich das mit den Jahreszeiten leicht.Es gibt dann Jahreszeiten, wo wir ein paar Minuten Eklipse haben und es gibtnatürlich im Sommer fliegt man dann nur in der Sonne.Das ändert sich im Laufe des Jahres um wenig, aber ja, also wir werden auchDaten im Schatten haben.
Tim Pritlove
Genau, und auf der einen Seite ist es halt immer 14 Uhr und auf der anderenSeite ist es natürlich nicht 14 Uhr.
Thorsten Fehr
Genau.
Tim Pritlove
Das muss man auch erstmal im Kopf kriegen. Okay, also das waren sozusagen die Instrumente.Das ist sozusagen das ganze Paket. Stimmt das, dass der insgesamt sehr eng gebautist und auch so eine gewisse Stromlinie Linienförmigkeit noch aufweist. Warum ist das so?
Björn Frommknecht
Das sieht man, ist auch äußerlich dann erkennbar.An dem Satellit, 400 Kilometer ist schon so niedrig, dass der Luftwiderstand eine Rolle spielt.Und da ist die Restatmosphäre noch so dicht, dass man auch die normalen Satelliten,sind ja eigentlich dunkel, haben eine dunkle Außenhaut.Wir haben eine weiße Außenhaut. Oder golden, oder je nachdem.Und wir haben eine weiße Außenhaut. Das ist eine andere Oberfläche,die eben mit der Restatmosphäre besser umgehen kann, die sich dann nicht sozusagen kaputt geht.Wäre die Atmosphäre zu dicht für eine normale Beschichtung, die würde sich dannabnutzen, kann man sagen.Und wenn man den Satellit anschaut, der ist auch auf Stromlinienform optimiert.Deswegen ist auch das Solarpanel nach hinten.Das ist eine langgestreckte Form. und die Oberfläche, die man dem Luftwiderstand aussetzt, minimiert.Also das, und muss, also schlank ist relativ,ja, ist immer noch relativ groß, aber man hat wirklich versucht,das zu optimieren und wenn man zum Beispiel in das LIDA-Instrument reinschaut,dann wird einem klar, dass sie da wirklich alles so dicht gepackt gemacht haben,wie nur möglich, was natürlich auch dann,es ist schwierig, sowas zu bauen, weil, darf man auch nicht vergessen,da geht es ja auch um quasi die Abwärme, muss man ja loswerden und so weiter,das ist ja dann alles nicht so einfach im Weltraum.Gibt es keine Luftkühlung in dem Sinn und das war auf jeden Fall eine Herausforderung.Auch vom Ingenieurtechnischen das so auf dem zur Verfügung stehenden Volumenzum Funktionieren zu bringen.
Tim Pritlove
Ich habe jetzt nicht verstanden, warum Weiß jetzt hilft gegen Luft?
Björn Frommknecht
Das ist eine andere Oberfläche einfach, die nicht reagiert mit der Restatmosphäreund sich nicht kaputt geht dabei.
Tim Pritlove
Also die aus was besteht dann? Was ist das für ein Material?
Thorsten Fehr
Das ist ein ein Stoff. Das ist ein Stoff, der das, was wir haben in der Höhe,ist atomarer Sauerstoff.Und der atomare Sauerstoff ist sehr aggressiv.Und das im Prinzip ist das wie ein Stoff, der in dem Fall eben die Oxidierung,der Teile verhindert, dadurch, dass es eben auf der Oberfläche passiert.Was wir normalerweise fänden, Mylar oder ähnliche Produkte, die werden angegriffen.Aber das ist kein Problem.Diese Satelliten fliegen auf 800 Kilometer Höhe. Da ist fast keine Atmosphäre mehr.Wenn wir weiter unten sind, haben wir eben immer noch diese,wie Björn gerade gesagt hat, die Restatmosphäre.Und dieser atomare Sauerstoff, der wird praktisch auf dieser Oberfläche absorbiert,ohne dass er zum Schaden führt.
Tim Pritlove
Hm, also ich meine 400 Kilometer, das ist ja eigentlich schon richtig Weltraum.Also sagt man ja, ab 100 Kilometer gilt, also man war im All,wenn man 100 Kilometer hoch war.Das ist ja so eine Definitionsfrage und man kann natürlich auch sagen,das hört ja nie auf, der Einfluss der Erde. Aber bei 400 Kilometern ist nichtviel los, da kann man nicht atmen, aber da ist eben auch nicht leer.Genau, das kann man so sagen.
Björn Frommknecht
Natürlich ist es klar, dass es nicht so ein Luftwiderstand ist,wie wenn man sich in der Atmosphäre bewegt, wo das quasi eher eine Strömung ist.Sondern es sind einzelne Teile, die auf den Satelliten treffen.Aber es sind trotzdem genug, um so einen Effekt zu haben, dass man eben einebesondere Beschichtung haben muss. Das war zum Beispiel bei unserer SchwerefeldmissionGoetje, die ist ja auf 250 Kilometer geflogen.Die hat dieselbe, die war auch weiß, der Satellit, genau deswegen.Um eben auch der Restatmosphäre, sagen wir mal, standhalten zu können.
Tim Pritlove
Weil das, was noch rumfliegt, ist dann halt vor allem Sauerstoff.
Björn Frommknecht
Heißt Atomarer Sauerstoff.
Tim Pritlove
Sonst nichts oder nur das ist das Problem sozusagen.
Thorsten Fehr
Das ist das Problem.
Björn Frommknecht
Weil der besonders aggressiv ist.
Tim Pritlove
Der wird ja immer oxidierend. Genau. Der Name schon sagt.Genau. Und wenn es so viel rumoxidiert, dann ist ja alles verrostet. Das will man nicht.Okay, das heißt, mit weißem Stoff kann man sich da schützen.Ist ja auch sehr elegant auf eine gewisse Art und Weise.
Thorsten Fehr
In der Tat.
Tim Pritlove
Gekleidet im Orbit.Gut.Dann kommen wir noch mal so ein bisschen auf den Nutzen und wie man jetzt sozusagendaraus auch wirklich wissenschaftliches Kapital schlagen kann.Also haben wir jetzt schon mehrfach angesprochen, es geht hier vor allem erstmalum Grundlagen, um erstmal Daten zu sammeln,die so noch nicht haben gemessen werden können, weil man einfach dieses Instrumentso in der Form noch nicht hatte.Und klar, da kommen viel Rohdaten raus,die wahrscheinlich auch als solche erstmal weitergereicht werden und dann werdenirgendwelche Wissenschaftler irgendwas damit machen, aber es gibt ja jetzt gewisseErwartungshaltungen, die ja dann letzten Endes auch in das Design hier mit eingeflossen sind.Das klang ja schon so ein bisschen an, so Klimamodelle teilen ja,wenn ich das richtig sehe, auch so diese Gesamtatmosphäre halt in solche Voxel,in solche Volumenpixel sozusagen auf und man versucht in irgendeiner Form abzubilden, was ist da los,was ist da drin, was macht das, wie kalt ist das, wie nass ist das und so weiter.Und das ist ja hier dann sozusagen so ein neues zusätzliches Mosaiksteinchenfür diese Gesamtmodelle.Inwiefern ist denn jetzt die Mission da auch wirklich mit solchen Fragen beschäftigtoder ist das einfach nur ein Datenlieferant und man lässt den Kram woanders machen?
Thorsten Fehr
Also das ist gerade bei Earthquake genau umgekehrt. Hier ist die wissenschaftlicheFrage in der Tat in das System mit reingebaut worden.Weil die Frage, die sich uns stellt, ist natürlich, wie Wolken und Aerosoleauf den Strahlungshaushalt der Erde einwirkt.Und das ist wirklich, wo wir unseren Fokus drauf haben, ist,wie können wir das besser charakterisieren.Wir alle sind uns klar, dass...Dass Klimagase schädlich sind, dass sie zur Wärmung führen. Das sind alles Dinge, die bekannt sind.Und in dem Fall sind diese, das Wissen ist eigentlich relativ klar,das ist uns relativ bekannt.Also es gibt jetzt hier nichts Geheimnisvolles an Treibhausgasen.Wir müssen natürlich wissen, wo sie herkommen, wie sie entstehen,wie man sie verhindern kann.Das ist alles ganz klar. Aber die physikalische Frage dahinter ist nicht wirklich so unbekannt.Das sind Prozesse, die wir kennen, schon seit langem. Bei Wolken ist es durchausanders. Dadurch, dass Wolken so divers mit dem Klima interagieren,sind da immer noch viele Fragen offen.Und das ist, weswegen wir EarthCare haben. Deswegen versuchen wir eben all dieseElemente auch zusammenzubringen.Das Ziel von EarthCare ist es, den Strahlungshaushalt der Erde besser zu bestimmenund wie es mit Aerosolen und auch mit Wolken interagiert.Das ist das Ziel. Und das ist, was wir messen mit dem Satelliten,mit dem LIDAR, mit dem Radar, auch mit der Kamera, die uns die Wolkenbilderliefert und dann am Schluss auch mit dem Radiometer.Und was wir versuchen, ist festzustellen, wie die Abstrahlung durch Wolken undAerosole entsteht, sozusagen.Das heißt, wir versuchen hier so die Abstrahlung besser festzustellen.Vielleicht beginne ich mal von der Fragestellung als solches.Wir wissen zum Beispiel aus den Klimaforschungsberichten, dass Wolken und Aerosoleprimär zum Kühlen des Klimas beitragen.Treibhausgase erwärmen, aber in den letzten Jahren durch die Aktivitäten vonMenschen seit der Industrialisierung haben wir so viele Aerosole durch Verbrennungsprozessein die Atmosphäre eingetragen,dass es insgesamt dazu geführt hat, dass wir auf der Seite sogar einen Kühlender Atmosphäre beigetragen haben.Das heißt, wir haben mehr Wolken, wir haben andere Wolken, wir haben die Aerosole.Die streuen mehr Licht zurück, als sie Energie im System festhalten.Und die Frage ist, wie verändert sich das auch in der Zukunft?Zum einen, was passiert hier im Moment und wie verändert sich das in der Zukunft?Und deswegen versuchen wir, all diese Elemente zusammenzutragen mit den Aerosolen und den Wolken.Es gibt Vorhersagen, die ganz klar sind, dass in einem veränderten Klima derkühlende Einfluss von Aerosolen und Wolken geringer wird.Das heißt, es ist eine Fragestellung auch der Klimavorhersage.Das heißt, wir müssen all diese Prozesse auch besser verstehen.Und hier trägt auch der Satellit wieder dazu bei. Das heißt,wir versuchen wirklich, das in ein System zu integrieren.Björn hat es vorhin schon ein bisschen angedeutet. Wir haben auf der einen Seitedie aktiven Instrumente und die Kamera, die uns Informationen über die Wolkengeben, über die Aerosole geben.Und all das bauen wir zusammen zu einem dreidimensionalen Modell,in dem wir mit all unserem Wissen, was wir wissenschaftlich haben,versuchen, den Strahlungshaushalt zu bestimmen.Also wir versuchen praktisch alles, was wir wissen, in die Modelle mit den neuen Daten einzufügen.Und daraus können wir berechnen, wie viel Strahlung reflektiert wird,wie viel in der Atmosphäre festgehalten wird.Auf der anderen Seite haben wir das Breitbandradiometer, was uns direkt auchdiese Messung ermöglicht.Und das ist das wirklich Coole an der Mission, dass wir auf der einen Seitemit den aktiven Instrumenten und unserem wissenschaftlichen Wissen,das Wissen, was wir haben.Einen Strahlungshaushalt berechnenkönnen, den wir dann direkt mit dem Breitbandradiometer abschätzen können.Wenn unsere Berechnungen genau dieselben sind wie das, was uns das Radiometersagt, dann können wir eigentlich davon ausgehen, dass wir ziemlich viel vonder Atmosphäre verstehen.Dann wissen wir, wie Wolken, Aerosole und der Strahlungshaushalt zusammenhängen.Aber wir sind uns ziemlich sicher, dass wir Unterschiede sehen werden.Und wenn wir unseren Daten vertrauen können, das machen wir,wie wir vorhin gesagt haben, durch die Validierung der Daten,durch die Kalibrierung der Daten.Wenn wir den Daten vertrauen und wenn wir vertrauen, dass alles unser Wissen,was wir haben, in den Modellen besteht und wir vergleichen es dann mit diesendirekten Messungen, das ist da, wo dann wirklich the magic happens.Das ist da, wo dann wirklich das passiert, was wir eigentlich wissen wollen.Wenn wir Unterschiede sehen und dann zurückverfolgen, wo unser Verständnis vonAerosolen und Wolken vielleicht dann doch nicht so richtig ist,wo wir vielleicht doch unsere Ideen abgleichen müssen, Wo wir physikalischeProzesse vielleicht nicht ganz hundertprozentig verstehen. Das ist das, wo wir hinwollen.
Tim Pritlove
Aber sehe ich das richtig, dass das jetzt bei Earthcare ein bisschen andersorganisiert ist mit der Wissenschaft, als man das jetzt zum Beispiel bei James Webb hat?James Webb nimmt halt Bilder auf und dann werden die halt dahin geschoben,wo sie beauftragt wurden,dass hier bei Earthcare es eher ein wirklich missionsnahes Wissenschaftsteamgibt, was sich um ganz konkrete Fragestellungen kümmert und sozusagen unmittelbarmit dieser Maschine arbeitet.Weil das ist ja jetzt nicht unbedingt normal oder ist das auch bei anderen Missionen oft so?
Thorsten Fehr
Also bei den Erdmacht, bei unseren Earth Explorer Missionen ist es schon sehrhäufig so, dass das ganz klar für eine wissenschaftliche Community gemacht worden ist.Ich würde jetzt nicht sagen, es ist für ein paar Leute gemacht,aber es gibt eine ganze Community, diesich auch hier speziell auf die wissenschaftlichen Fragen konzentriert.Wir haben gesehen, dass praktisch bei allen unseren Erdbeobachtungssatelliten,bei unseren Earth Explorern oder auch bei den Sentinels oder auch bei den meteorologischenMissionen, dass da immer wieder neue Fragestellungen, an die wir gar nicht gedachthaben, auch dann beantwortet werden können oder neue Applikationen entwickelt werden.Aber im Prinzip ist es natürlich schon so, dass wir hier eine ganz klare Fragestellunghaben, die in den Klimabereich hineinfällt.Wie du schon gesagt hast, wir haben unser Core-Team an Wissenschaftlern,die zum Beispiel auch für die Entwicklung der Algorithmen auch verantwortlich sind.Aber dann haben wir einen großen Kreis an Klimawissenschaftlern,die auf diese Daten warten.Wir hatten vor ein paar Monaten im November einen Workshop, also eine Konferenzin Frascati, wo wir vor dem Launch die Wissenschaftler eingeladen haben,ihre Wissenschaft, die in dem Bereich ist, auch zu präsentieren.
Tim Pritlove
Also Frascati ist in Essien.
Thorsten Fehr
Ist in Italien. Und die Rückmeldung, die wir bekommen hatten von den Wissenschaftlernwar, ja, EarthCare ist immer noch eine Vision, die wir dringend brauchen.Und uns hat vielleicht sogar diese Verzögerung der Entwicklung auch in dem Sinnegeholfen, dass die Modelle, die die Klimawissenschaftler entwickelt haben,vor zehn Jahren waren die noch auf einer Skala, wo die eine Vox ist,die du gesagt hast, wo die horizontale Auflösung, die war eher so im mehrere-zehn-Kilometer-Bereich.Dank der Rechenkapazitäten, die wir heute haben und auch dem besseren Verständnis,gehen diese Modelle immer mehr in, was wir sagen, in einem Kilometer-Bereich.Das heißt, wir können praktisch die Erde unterteilen in Kilometer-Voxels oderin Gitter, die horizontal ungefähr in Kilometer sind.Und das passt jetzt natürlich auch wieder sehr gut mit den Messungen von EarthCare auch überein.Das heißt, wir können hier in einer relativ direkten Art und Weise die Earth-Care-Messungenauch in die Klimamodelle übertragen, um auch hier besser zu verstehen,wie deren Physik funktioniert.
Tim Pritlove
In welche Höhe gehen diese Modelle?
Thorsten Fehr
Die Modelle, die gehen bis in 20, 30 Kilometer Höhe, die sind meistens so aufgebaut,dass du unten eine höhere Auflösung hast, wir nennen es die Troposphäre,das heißt die untersten, sagen wir mal 8 bis 15 Kilometer,die sind höher aufgelöst, da kann es dann ein paar hundert Meter sein und danndesto höher wir gehen, desto gröber aufgelöst sind die und das hängt dann davonab, von welchem Modell wir da reden,aber meistens haben die noch die Stratosphäre, das kann bis in die mittlereStratosphäre gehen, also sprich so, sagen wir mal bis 30 Kilometer,das kann auch manchmal ein bisschen höher gehen. Aber das hängt dann wirklich sehr vom Modell ab.EarthCare kann dazu Daten liefern. Wir können die gesamte, wir sagen mal dieTroposphäre und die Stratosphäre abdecken, das heißt die untersten,was sind das, 12 bis 15 Kilometer.Da können wir Daten direkt an die Modelle und auch an die Wissenschaftler liefern.Das heißt, wenn du sagst, ja, wir haben natürlich ein Team, was ganz dezidiertuns auch unterstützt in der Entwicklung der Mission von Anfang an.Also wir würden nie auf unserer Seite eine Mission entwickeln,ohne dass wir eine wissenschaftliche Betreuung auch dabei haben.Es ist auch ein bisschen anders wie bei den Instrumenten, die in dem Space ScienceBereich der ESA entstehen,wo die Instrumente direkt von wissenschaftlichen Teams praktisch geliefert werdenund die dann auch primär die Auswertung machen.Bei der Erdbeeraufzugsposition, die wir haben, bauen wir die Instrumente undmüssen sicherstellen, dass wir auch damit einen möglichst weiten Bereich,einen möglichst großen Bereich an wissenschaftlicher Community,an wissenschaftlichen Teams auch ansprechen.Und dementsprechend, wie gesagt, wir haben Core, aber wir haben hunderte vonWissenschaftlern, die auch mit den Daten weiterarbeiten werden.Das ist für uns ganz wichtig, dass wir nicht nur hier eine Vision bauen,die für eine Nische ist, sondern wirklich was, was auch global verwendet wird.Wir arbeiten zusammen nicht nur mit europäischen Wissenschaftlern und mit denJapanern, wie wir auch vorhin schon erwähnt haben.Wir haben hier eine sehr enge Zusammenarbeit, aber auch mit unseren amerikanischen Kollegen.Und eigentlich ist es eine globale Zusammenarbeit, die wir haben und noch weiter ausbauen.
Tim Pritlove
Wie viele Voxels sind das dann so in modernen Klimamodellen,die da mittlerweile dann bei rauskommen mit dieser höheren Auflösung?Also wie feingliedrig ist das?Ich habe jetzt keine Rechnung im Kopf angestellt, weil da scheitert man natürlich sofort wieder dran.
Thorsten Fehr
Also ich möchte jetzt auch da keine Zahl geben. Das sind sehr,sehr, sehr viele. Wir haben uns überlegt.
Tim Pritlove
Klar, die Erde ist groß.
Thorsten Fehr
Die Erde ist groß.
Tim Pritlove
Die Voxels sind klein. Eine komplette Zahl habe ich jetzt auch nicht im Kopf.
Thorsten Fehr
Das würde ich jetzt auch nicht hinbekommen. Ich kann es ehrlich gestehen,da müsste ich auch bloß mit dem Taschenrechner, dann könnten wir das vielleichtdann irgendwie ausrechnen.
Tim Pritlove
Ich speichere das mal unter eigentlich eine gute Frage gewesen.
Thorsten Fehr
Eine gute Frage kann ich dir leider nicht so schnell beantworten.
Tim Pritlove
Aber es ist auf jeden Fall mehr geworden und es ist halt auch um einen Faktor,also um Größenordnung sozusagen gestiegen.
Thorsten Fehr
Um Größenordnungen, das ist wirklich um Größenordnung gestiegen.
Tim Pritlove
Also wenn das so auf einmal ein Kilometer ist, wo vorher zehn ist,das ist natürlich eine totale Datenexplosion.Ist das sozusagen das Einzige, was sich an den Klimamodellen verbessert oder gibt es auch...Nennenswert vielmehr Parameter, die sozusagen so einem Voxel zugeordnet werden?
Thorsten Fehr
Was in diesen Modellen gemacht wird, ist, dass man manche Prozesse,die kann man nicht auflösen, die kann man nicht mit diesen Gittern direkt vermessen.Du musst dir nur vorstellen, du nimmst, nehmen wir mal wieder unser Sommergewitter.Dieses Sommergewitter, das hat vielleicht eine Skala von, ach sagen wir mal,horizontal 10 auf 10 Kilometer. Machen wir ein kleines Gewitter.Dieses Gewitter konnte man früher zum Beispiel in diesen Modellen gar nichtauflösen, weil die haben eine Gitterweite von 10 Kilometern gehabt.Das heißt, alles, was da drin passiert, wurde ein Gewitterwurzel.Um dann den vertikalen Prozess auch irgendwo darzustellen oder auch dann denStrahlungsprozess darzustellen, dazu hat man dann Parametrisierung verwendet.Das heißt, man hat gesagt, okay, wir wissen, was da für Wind,Wetter, Wasser drin ist Und aufgrund der Beobachtung sagen wir,okay, wir transportieren jetzt mal was nach oben.Die neuen Modelle können wirklich auch diese Wolken schon direkt auflösen.Noch nicht auf dem Kilometerbereich, aber die werden immer besser.Sodass wir praktisch jetzt direkt für jeden Gitterpunkt in diesem Gewitter auchdirekt ausmessen können, was ist die Windgeschwindigkeit, ist es ein Aufwind,ist es ein Abwind, wie viel Eis, wie viel Schnee, wie viel Wasser, was ist die Temperatur.Das heißt, wir können das immer besser auch auflösen. Und da,um wieder den Dreh auf EarthScape zu machen, können wir auch direkt Daten liefern.Das heißt, was vor zehn Jahren vielleicht in eine Parametrisierung reingegangenwäre, mit all ihren Annahmen, geht jetzt direkt in diese Modelle mit ein.Dadurch, dass wir eben jetzt zum einen diese Messung zur Verfügung haben,aber auch diese höhere Auflösung.Und da nimmt natürlich auch sehr viel, sagen wir mal, uns heraus.
Tim Pritlove
Das heißt, die Modelle werden konkreter werden.
Thorsten Fehr
Die Modelle werden konkreter.
Tim Pritlove
Sie werden mit echten Daten beliefert, wo man vorher gesagt hat,können wir die messen, haben wir auch nicht die Auflösung für,aber so Pi mal Daumen irgendwie, da legen wir jetzt mal hier Faktor und Skalarein, dann passt das schon irgendwie.
Thorsten Fehr
Wenn wir Pi mal Daumen sein würden, dann würde ich wahrscheinlich mit vielenmeiner Modellierungskollegen Schwierigkeiten bekommen. Das sind auch sehr komplexe Parametrisierungen.
Tim Pritlove
Aber im Prinzip ist es das.
Thorsten Fehr
Aber im Prinzip ist das. Und desto höher aufgelöst wir werden,desto besser können wir natürlich auch all diese Prozesse auch bestimmen undkönnen natürlich dann auch besser diesen Strahlungshaushalt auch ausreichen.Sprich, wie viel Strahlung wird jetzt von den Wolken reflektiert,wie viel wird zurückgehalten.
Tim Pritlove
Und die Wolken waren bisher eigentlich so ein bisschen so ein Unsicherheitsfaktorin dieser ganzen Klimageschichte.Und das ist sozusagen jetzt auch ein Ziel vom Unsicherheitsfaktor zum Datenlieferanten zu werden.
Thorsten Fehr
Genau, das ist eben eines der Ziele. Wie ich vorhin schon erwähnt hatte,Wolken und Aerosole, insbesondere die Wolken, sind sogar ein Kühlungsfaktor.Und es war immer klar, dass es wahrscheinlich in die Richtung geht,aber niemand konnte wirklich genau sagen, wie sicher dieser Kühlungsfaktor ist.Wie sicher ist denn die Wahrscheinlichkeit, dass es jetzt sehr stark kühlt oder nur ein bisschen kühlt?Und das hat sich in den letzten Jahren auch verändert schon bereits,eben auch mit den Satellitenmissionen von unseren amerikanischen Kollegen,aber die Unsicherheit ist immer noch sehr, sehr groß.Und da kann eben Earthquake dazu beitragen.Dass eben diese Unsicherheiten weiter reduziert werden.Und wie ich auch schon vorhin gesagt hatte, es hängt sehr stark davon ab,was für Wolken wir haben, was für Wolken wir auch in der Zukunft haben.Und auch da kann EarthCare helfen. Wir können natürlich nicht 20 Jahre in dieZukunft messen. Unser Satellit hat eine Lebensdauer von drei Jahren.Das ist also relativ kurz. Wennman Klima betrachtet, sind drei Jahre im Prinzip ja ein Wimpernschlag.Aber mit den Datensätzen als solches können wir unser Verständnis deutlich verbessern.Und mit diesem verbesserten Verständnis können wir dann auch die Klimamodelle,die uns dann die Zukunft voraussagen, in einer Art und Weise auch verbessern.
Tim Pritlove
Es gibt ja sehr viele unterschiedliche Arten von Wolken. Also das kann man jarein optisch schon unterscheiden.Und dann gibt es ja, was weiß ich, wie breit gefächert eigentlich so die Wolkentypisierung so ist.Wie unterschiedliche Wolkenarten muss man so grob unterscheiden?
Thorsten Fehr
Also wir unterscheiden im Prinzip in drei unterschiedliche Schichten die Atmosphäre.Das heißt, das ist die untere Schicht, das sind so die Atmosphären.Die Wolken, die mehr oder weniger nah am Boden sind, Wolken in der mittlerenAtmosphäre, das kann dann sozwischen zwei und acht Kilometer sein und die Wolken, die sehr hoch sind,das sind dann zum Beispiel Zirnen, die man sieht oder auch, wenn man möchte,auch die Kondensstreifen von Flugzeugen, das sind zum Beispiel Wolken,die sehr weit oben sind und dann haben wir noch Gewitter, die praktisch durchall diese drei Etagen durchgehen. Das ist, was wir so grob klassifizieren.Und in diesen drei Etagen gibt es dann Wolken, die wir nennen es eher konvektiv,also die so ein bisschen zusammengebauscht sind oder die stratiform sind,die eben sehr flach sind und einen durchgängig grauen Tag zum Beispiel liefern.Sprich, da gibt es ganz verschiedene Arten von Wolken.Die Wolkenkataloge haben zig verschiedene Arten, Unterarten,Unterklassifizierung.Also ich weiß gar nicht, wie viele verschiedene Wolkentypen wir da haben,aber so grundsätzlich unterscheiden wir in der Höhe, wo die Wolken sind undwir unterscheiden in der Art und Weise, wie sie geformt werden. Das ist so grob die Idee.
Tim Pritlove
Okay, also so wie man den Inuit nachsagt, dass sie 100 Worte für Schnee haben,habt ihr ja auch 100 Worte für Wolken sozusagen.
Thorsten Fehr
Oh, mit Sicherheit mehr. Da bin ich auf jeden Fall sicher.Und der Trick, den wir jetzt haben, oder die Fragestellung, die sich stellt,ist, dass unter diesen 100 verschiedenen Wolken, sagen wir mal 100,vielleicht ein bisschen mehr, ein bisschen weniger, ich kann es jetzt wirklichnicht genau sagen, jede dieser Wolken hat eine andere Art und Weise,wie sie mit Strahlung interagiert.Zum Beispiel, wenn du hohe, dünne Wolken hast, hoch wie in, sagen wir mal,10 oder 12 Kilometer Höhe, dann führen die dazu, dass sich unser Klima erwärmt.Also die hoch fliegen nicht.
Tim Pritlove
Die hoch sind.
Thorsten Fehr
Nein, genau, die hochfliegen. Nehmen wir an, die sind vielleicht ein paar Kilometerhoch, tief, ich weiß gar nicht, wie man das sagt.Die können von 8 bis 10 Kilometer Höhe gehen, sind dünn, also sprich so eineArt Zirrus. Die führen zu einer Erwärmung unseres Klimas zum Beispiel.Die tun weniger Licht zurückreflektieren, weniger Sonnenlicht reflektieren zurück ins All,als wie sie von der Erde wieder zurückstreuen, sprich die Wärme,die nach oben abgestrahlt wird, wird von denen eingefangen.Wenn man dicke Wolken hat, auch in der Höhe, dann tun die mehr Sonnenlicht wegreflektieren,als sie fangen. Das heißt, die führen zu einer Kühlung.Und dasselbe ist auch, wenn wir weiter unten am Boden sind. Sehr dicke Wolkenam Boden sind auch sehr effektiv im Wegstreuen.Und zum Beispiel Wassertröpfchen sind sehr viel besser im Wegstreuen von Sonnenstrahlung,wie Eiswolken zum Beispiel.Also es ist wirklich ein sehr komplexes Spiel zwischen der Wolken-Mikrophysik,nennen wir das, welche Art von, sagen wir, Tröpfchen, Eispartikel wir habenund der Strahlung, die dann eben entsprechend zurückgehalten wird oder zurückgestreut wird.
Tim Pritlove
Gibt es denn eine gewisse Wahrscheinlichkeit, dass jetzt im Rahmen dieser Missionauch noch neue Wolkentypen entdeckt werden?Weil ich meine, okay, man hat jetzt schon so diese Flugzeuge und man hat schonden einen oder anderen Lieder mal reingehalten und denke im Wesentlichen hatman so eine gewisse Vorstellung.Aber jetzt kann man ja im Prinzip Wolken auch auf eine Art und Weise an Ortenbeobachten, wo das vielleicht so bisher noch nicht so ohne weiteres möglichwar oder nicht so oft gemacht wurde. Pole, Ozeane, keine Ahnung.
Thorsten Fehr
Also ich glaube, da muss ich unsere Hoffnungen ein bisschen bremsen.Ich denke, dass wir nicht unbedingt neue Wolken sehen werden,aber was wir hoffen zu verbessern natürlich, ist, dass wir besser feststellenkönnen, welche Wolken wann wie häufig auch auftreten.Das ist natürlich eine Sache, die wir haben seit den ersten Meteosat-Messungen,irgendwann Ende der 80er Jahre, wissen wir, wo Wolken sind und die Messungender meteorologischen Systeme sind immer besser geworden.Das heißt, wir wissen, wie viele Wolken da sind.Wir wissen, wo die sind. Wir haben verschiedene Wolkentypen auch schon klassifiziert.Aber was uns immer fehlt, ist die vertikale Struktur der Wolken.Und das ist eigentlich viel entscheidender. Die kennen wir vom Boden aus.Also sprich, ich wäre überrascht, wenn wir jetzt einen ganz neuen Wolkentyphaben, ob wir dann einen, keine Ahnung, Cirrus Earthkerus oder sowas finden.Ich glaube, das werden wir nicht haben.Aber wir können das sehr viel besser charakterisieren. Wir können bessere Statistiken aufbauen.Und das ist das, worum es uns eigentlich auch geht.Hier bessere Statistiken, damit wir besser den Strahlungshaushalt der Erde kennenlernen.Über die Wolken auch feststellen.
Tim Pritlove
Genau, weil man stellt dann fest, von diesem Wolkentyp haben wir jetzt bei einemKomplettdurchlauf so und so viel gesehen.Was hast du gesagt, wie oft, wie lange dauert das, um einmal komplett rum zu sein?
Björn Frommknecht
25 Tage.
Tim Pritlove
25 Tage, okay.
Björn Frommknecht
Ein bisschen weniger als einen Monat.
Tim Pritlove
Okay, also so grob, man schaut halt mal so einen Monat auf die Erde,das tut man dann über drei Jahre, dann kriegt man eine relativ gute Vorstellung davon,was man jetzt wie oft wo findet Und dann kennt man ja dann sozusagen auch so,okay, aber dieser Wolkentyp, der strahlt mehr ab oder der kühlt mehr und derführt eher zur Erwärmung und was weiß ich, dann hat sich das über die drei Jahrevielleicht auch noch leicht verändert, kann ja auch sein.
Thorsten Fehr
Was wir wahrscheinlich weniger sehen werden als die Veränderung von den Wolkenin dem Zeitraum, sind eher vielleicht auch singuläre Ereignisse.Vulkanausbruch zum Beispiel. Wir hatten vorhin den Eyjafjallajökull,den Vulkan in Island, aber es gibt natürlich auch andere Vulkane.Hungartonga, da habe ich ja mögliche Schwierigkeiten, wie der wirklich heißt.
Tim Pritlove
Was ich doch immer mit Vulkanen so ein Problem ist.
Thorsten Fehr
Die sind immer an Orten, wo die Sprachen...
Tim Pritlove
Stimmt, da will immer keiner hin. Das sind nur irgendwelche Bergvölker, die sich dann was...
Thorsten Fehr
Wenn der Brock ausbrechen würde, wäre es einfach.
Tim Pritlove
Das ist vollkommen klar.
Thorsten Fehr
Dass die eben in Regionen sind, die ein bisschen schwieriger aussehen.Solche Sachen werden wir sehen. Die sind auch wichtig für uns.
Tim Pritlove
Oder auch Industriegebiete.
Thorsten Fehr
Industriegebiete, Waldbrände, das ist ein anderer Punkt.
Tim Pritlove
Auch hier.
Thorsten Fehr
Also solche Sachen werden wir sehen, wollen wir auch sehen. Eigentlich wollenwir sie nicht sehen. Also abgesehen, wir wollen es eigentlich nicht sehen,aber werden wir sie sehen.Und auch hier haben wir dann aufgrund der neuartigen Messmethoden,die wir haben, können wir auch hier mehr Wissen noch beisteuern,was eben früher noch nicht da war. Das ist ein anderes Element dazu.
Björn Frommknecht
Eine andere Sache, die wir dann auch sehen können, wenn sie groß genug sind,sind zum Beispiel Stürme, Extremwetterereignisse, Hurricanes,Tornados und so weiter, wo man dann eben auch detaillierter sozusagen reinschauen kann.
Tim Pritlove
Ja, sozusagen so richtig förmlich ins Auge des Geschehens, ins Auge des Flurmsreinschauen und da Erkenntnisse gewinnen.
Thorsten Fehr
Aber Graben, diese unterschiedlichen Wolken sind für uns eben extrem wichtig,weil ich, wie ich vorhin schon gesagt hatte, unterschiedliche Wolken wirkenunterschiedlich auf die Strahlung und wirken unterschiedlich aufs Klima.Und wir wissen, dass eben manche Wolkentypen weniger werden,manche werden häufiger in einem verändernden Klima.Und diesen ganzen Einfluss besser abzuschätzen, ist eben extrem wichtig,damit wir wissen, wo wir stehen in Zukunft.Wir reden immer davon, okay, wir müssen unsere Klimagase-Emissionen deutlichreduzieren, das ist auch richtig, aber es sind noch so viele andere Elementeim Klimasystem, die wir auch noch besser bestimmen müssen, die wir auch nochbesser verstehen müssen.
Tim Pritlove
Drei Jahre Laufzeit ist ja eigentlich nicht so viel. Würde man sich ja mehr wünschen.Das ist jetzt treibstoffbedingt? Bedingt?
Björn Frommknecht
Hauptsächlich treibstoffbedingt. Also bei anderen Satellitenmissionen ist jaoft die Batterie, die sagen wir mal irgendwann schwächelt.Aber bei uns dadurch, dass wir so niedrig fliegen und eben konstant dem Luftwiderstandtrotzen müssen, wir aber nur eine bestimmte Menge an Treibstoff mitnehmen können,einfach aufgrund der Beschränkungen, die wir haben, ist die Lebensdauer von daher begrenzt.Das hängt natürlich von der Sonnenaktivität ab.Je höhere Sonnenaktivität, desto kürzer. Da haben sich die Verzögerungen,die wir jetzt erfahren haben, wirken sich da positiv aus.Wir sind ja jetzt dann wieder auf dem, sagen wir mal, wir haben das Maximum überschritten.Und das könnte für eine Verlängerung der Lebenszeit.
Tim Pritlove
Die Sonnenaktivität hat einen Einfluss auf die Laufzeit? Inwiefern?
Björn Frommknecht
Auf den Luftwiderstand, ja. Auf den Luftwiderstand und Strahlungsdruck.
Thorsten Fehr
Die Atmosphäre ist nicht statisch, sondern die Atmosphäre dehnt sich auch aus.Und einer der Hauptelemente, die dazu führen, dass sich diese Atmosphäre auchausdehnen kann, ist zum Beispiel Sonnenaktivität.Und wenn wir eine höhere Sonnenaktivität haben, dann muss ich mir vorstellen,da kommt mehr Energie rein und das dehnt sich dann so ein bisschen aus.Und an der oberen Kante der Atmosphäre ist diese Ausdehnung noch stärker.
Tim Pritlove
Das heißt, es wird weniger dicht und man hat weniger Widerstand.
Thorsten Fehr
Es ist wie wenn man mehr Widerstand hat.
Björn Frommknecht
Es wird dichter. Die Dichte nimmt,zu zur Erde hin und das heißt, wenn man sich das so vorstellen will,eine dichtere Schicht kommt weiter hoch, geometrisch weiter weg und da fliegenwir dann durch, unsere Höhe bleibt gleich, deswegen haben wir höheren Widerstand.
Tim Pritlove
Die Atmosphäre drückt von innen nach außen, also sie wird dann nicht dünner,sondern sie wird dann nicht dicker sozusagen.
Thorsten Fehr
Sie bläst sich auf, wie wenn man einen Luftballon warm macht,dann dehnt er sich so ein bisschen aus.
Tim Pritlove
Okay, und wir haben jetzt mehr oder weniger Sonnenaktivität erwartet?
Björn Frommknecht
Die drei Jahre ist für hohe Sonnenaktivität abgeschätzt und wir haben jetztaber eine niedrigere Sonnenaktivität, als für die diese Abschätzung gemacht wird.Deswegen sind wir zuversichtlich im Moment, sagen wir mal, dass es die Möglichkeitgibt, noch ein Jahr zu verlängern, wenn auch sonst.
Tim Pritlove
Wie, das macht 30 Prozent aus?
Björn Frommknecht
Ungefähr, ja. Es hat eine deutliche Auswirkung.Wenn man sich das aussuchen könnte, wann man denn die Missionen dann startetoder so, würde man sie immer so starten, dass sie sozusagen das Maximum hintersich lassen und dann möglichst lange in dem Minimum fliegen.
Tim Pritlove
Okay, also es könnte theoretisch sein, dass das Ding auch vier Jahre hält sozusagen.
Björn Frommknecht
Könnte auch sein, aber das hängt natürlich auch von anderen Faktoren ab undauch wie es den Instrumenten geht. Ja, klar. Den aktiven Instrumenten hauptsächlich.
Thorsten Fehr
Also auf der wissenschaftlichen Seite wollen wir natürlich die Vision so langewie möglich haben, das ist vollkommen klar.Und wir sehen natürlich auch, dass bei vielen Visionen die Lebensdauer sehrviel länger war, als wie sie ursprünglich angenommen wurde.
Tim Pritlove
Ja, Voyager 1 funkt immer noch.
Thorsten Fehr
Voyager 1 funkt immer noch und ein Grund, weshalb Voyager 1 immer noch funkt,ist, dass er keine Atmosphäre hat.
Tim Pritlove
Ja, das ist ein großer Vorteil.
Thorsten Fehr
Und das ist eben bei uns die Problematik. Viele meiner Kollegen sagen,ja, wir bauen unsere Systeme immer nur für ein paar Jahre, aber dann halten die viel, viel länger.Aber hier im speziellen Fall von EarthCare mit aktiven Instrumenten,das macht auch noch einen großen Unterschied, ob wir ein aktives Instrumenthaben oder ein passives Instrument haben und eben aufgrund der Tatsache,dass wir so niedrig fliegen, ist die Hoffnung,dass wir anstatt drei 20 Jahre machen, ist null.Die Hoffnung, dass wir vielleicht anstatt drei vielleicht vier machen,hier schaue ich in Björns blaue Augen, die ist natürlich immer gegeben und wirhoffen, dass wir auch da hinkommen von der wissenschaftlichen Seite her.
Tim Pritlove
Ja klar, das kann ich mir natürlich vorstellen. Ein Jahr mehr macht ja nochmal richtig viel aus.Und trotzdem wird man ja dann, selbst wenn er nicht mehr fliegt,von den Daten wahrscheinlich noch sehr lange zehren können.Und oft ist es ja nun auch so, die Instrumente sind ja dann in der Regel immerPrototypen, sprich gab es halt so noch nie, hat man noch nie so gebaut und ist ja dann immer wieder,also technologisch an sich gab esdas schon mal, aber dann halt in dieser konkreten Form und Nutzung nicht.Ist denn das sozusagen auch Instrumentarium, was man dann in Zukunft vielleichtauf normalen Wettersatelliten sehen könnte oder ist das jetzt zu abgefahren?
Björn Frommknecht
Also ich denke, die Eolos-Mission ist ein gutes Beispiel dafür.Da gibt es jetzt eine Nachfolgemission, wo das experimentelle Instrument,der LIDA, der eben Wind messen konnte,nochmal in verbesserter Form gebaut wird, weil man erstens nachgewiesen hat,okay, da gibt es einen operationellen Nutzen, das lohnt sich wirklich,das ganze Geld und den Aufwand zu investieren.Und das könnte bei uns auch der Fall sein, aber das steht in den Sternen, wir hoffen es.Für uns ist das Wichtigste jetzt erstmal, dass der Start klappt und funktioniertund dass wir zeigen können, es war es wert.Der ganze Aufwand und die ganzen Anstrengungen, die da über Jahrzehnte gemachtworden sind und dass wir gute Ergebnisse haben.
Thorsten Fehr
Es ist natürlich so, dass selbst die Mission, wie du auch gerade gesagt hast,auch wenn sie nach drei Jahren zu Ende ist, wir hoffen natürlich,dass wir so tolle und gute Daten haben, dass die Wissenschaftler noch über Jahre,Jahrzehnte daran arbeiten können. Das ist die eine Seite.Das heißt, häufig sagen die Leute, deine Mission ist zu Ende gegangen.Ich habe auf Aeolus gearbeitet. Die sagen, deine Mission ist zu Ende.Nein, nein, das ist nur das Ende des Satelliten.Die Mission geht weiter. Die Mission lautet, wir wollen mit den Daten von demSatelliten eben auch weiter Wissenschaft betreiben, auch weiter Erkenntnisseschaffen. Das ist das Ziel.Auf der anderen Seite arbeiten wir natürlich auch mit internationalen Kooperationen zusammen.Das heißt, das ist für uns auch wichtig, wie wir vorhin auch schon erwähnt hatten,die amerikanischen Kollegen hatten schon Satelliten, die was Ähnliches gemessen haben wie wir.Wir haben momentan einen chinesischen Satelliten, der auch etwas Ähnliches misstwie wir. Nicht dasselbe, das ist alles ein bisschen anders.Und unsere amerikanischen Kollegen planen eine Satellitenmission in den 30erJahren, in den 2030er Jahren, die auch wieder ähnliche Sachen misst wie wir.Wir glauben immer noch, dass wir vermutlich einen Referenzdatensatz erstellen würden.Referenz in dem Sinn, dass insbesondere zum Beispiel das ATLIT,dieses Slidergerät, Da sind wir momentan kein Nachfolger und wie wir auch vorhinschon erwähnt haben, das Bauen von so einem Satelliten dauert einigermaßen lange.Aber es gibt Nachfolgeprojekte, wo wir dann eine lange Zeitreihe auch aufbauen können.Das beginnt mit den amerikanischen Missionen 2007, glaube ich,wenn ich mich recht erinnere, die angefangen haben, diese Vertikalprofile vonAerosolen und auch von Wolken zu messen.Die haben das zum Teil bis letztes Jahr gemacht. Das waren wirklich Satelliten,die, weil sie auch sehr hoch geflogen sind, sehr lange gelebt haben.Jetzt kommen wir rein mit EarthCare. Wir hatten Iolos dazwischen drin.Das war zwar ein Windlider, aber auch das hat Aerosole und auch Wolkeninformationen geliefert.Wir haben die chinesische Mission, die nennt sich ACDL, die im Moment fliegt.Wir werden dann in Zukunft die amerikanische Mission haben und dann vielleichtwieder eine europäische oder eine japanische oder eine ähnliche Mission.Das heißt, wir bauen unsere Zeitreihen immer aufeinander auf.Es ist klar, die sind immer ein bisschen unterschiedlich in der Frequenz,in der Höhe, in was sie genau vermessen.Das ist immer ein bisschen unterschiedlich, aber da springt dann die Genialitätunserer Wissenschaftler rein, die eben aus all diesen unterschiedlichen Daten setzen,dann trotzdem, wenn wir auf die geophysikalischen Produkte zurückgehen,wie zum Beispiel Wolkenhöhe, dann können die das trotzdem alles miteinander zusammenbauen.Und unsere 3-Jahres-Mission EarthCare, die vielleicht nur drei Jahre macht,kann dann trotzdem helfen, um diese gesamte Datenreihe von Anfang der 2000er,2030 oder länger auch besser zu charakterisieren.Wir sind praktisch auch hier wieder ein Element in der internationalen,in der globalen Zusammenarbeit.
Tim Pritlove
Ja, jetzt muss nur noch fliegen. So, ich weiß nicht, ist das jetzt für euchbeide eigentlich die erste Mission, die ihr in dem Sinne so begleitet oder habtihr schon mal diesen ganzen Startfrust?
Björn Frommknecht
Ich glaube, wir haben beide schon etliche,Momente erlebt, aber es ist trotzdem immer wieder was Besonderes,weil so ein Start ist natürlich sagen wir mal so ein bisschen binäres Ereignis.Ich meine, genau, entweder es klappt oder nicht und wenn es nicht klappt,dann kann es nicht nur ein bisschen nicht klappen, sondern es ist halt dannleider fatal. Hat es schon mal nicht geklappt?Nee, ich hatte Glück bisher. Ich weiß noch, bei Greys Mission war ich dabeiund da kommt die Rakete aus so einer Röhre raus und da dachte ich jetzt explodiertalles, aber es war dann doch so geplant. Aber ich hatte Glück bisher.
Thorsten Fehr
Ich nicht. Meine erste Vision bei der ESA, da war ich zwar nicht direkt daranbeteiligt, aber es war die erste Erdbeobachtungsvision, die gelauncht wurde. Das war Cryosat.Das war 2006, glaube ich. Und seitdem bin ich ein bisschen launchgeschädigt.
Tim Pritlove
Glaube ich.
Thorsten Fehr
Das war schon ziemlich dramatisch einschneidend. Umgekehrt.
Tim Pritlove
Also Cryosat 1, es gab dann noch einen zweiten, der funktioniert hat.
Thorsten Fehr
Und da muss ich sagen, das war eine großartige Sache, was die ESA damals geschaffthat, dass wir wirklich die Mission verloren haben, dann gleich wieder,die nächste, praktisch noch in derselben Nacht definiert haben. Das war wirklich toll.Aber ich bin seitdem ein wenig Launch geschädigt, wann immer es Launches gibt.Und das müssen nicht mal die sein, die Mission, an der ich beteiligt war.Ich war an Earthcare beteiligt, ich war an Sentinel-5 Precursor beteiligt.Und jedes Mal, wenn die Launches waren, werde ich extrem nervös.Und ich bin eigentlich ansonsten nicht jemand, der so leicht aus der Fassung zu bringen ist.Aber da merke ich, wie der Hals trocken wird, wie ich dann anfange aufzustehen, rumzulaufen.Also ich sehe mich da schon Ende März hier in ESOC die letzten zehn Minutenirgendwo mich verkriechen oder irgendwas.Also es ist schon immer ein sehr spannendes und einschneidendes Erlebnis.
Tim Pritlove
Also ihr werdet hier vor Ort sein, weil die Übernahme natürlich das eigentliche Ereignis ist.Klar, der Start muss funktionieren, aber dann die Übernahme und die Inbetriebnahme,da geht ja dann die Arbeit eigentlich auch erst so richtig los, oder?
Björn Frommknecht
Also wenn man dann eben das erste Signal sieht von dem Satelliten,das ist dann Das ist ein super Moment, das ist natürlich genial.Und dann geht, Gott sei Dank, für uns die Arbeit erst richtig los.Das ist genau das, worauf wir uns freuen.
Thorsten Fehr
Es kommen die ersten Produkte, dann kommen die ersten Produkte von dem einenInstrument, dann kommen die von dem anderen Instrument, dann kommen die gemeinsam.Also es gibt eine ganze Menge an ganz fantastischen und ganz tollen Ereignissen,die sich jetzt in den nächsten Jahren so aneinanderreihen werden.Das Ende dann, wie gesagt, nicht mit dem Ende der Satellitenmission,Dann kommen dann wissenschaftliche Publikationen, Konferenzen.Es geht immer weiter. Also es ist für uns eigentlich jetzt der Startschuss.Für viele unserer Kollegen natürlich, die den Satelliten seit 20 Jahren bauen,für die ist es dann das Ende in gewisser Hinsicht. Aber für uns geht die Sacheerst so richtig los, nicht?
Tim Pritlove
Ja, dann ist Schluss mit den Trockenübungen, wie jetzt hier bei Raumzeit.Ich sage vielen, vielen Dank für die ausführlichen Ausführungen zur Missionund Wissenschaft und was sonst alles noch interessant ist rund um EarthCare.Ja, habt ihr noch irgendwas,hinzuzufügen?
Thorsten Fehr
Nein, nur vielen Dank.
Björn Frommknecht
Wir freuen uns auf EarthCare und danke, dass wir dabei sein durften.
Thorsten Fehr
Für jeden, der Interesse hat, das zu verfolgen, einfach auf esa.int gehen,EarthCare oder einfach einfach so EarthCare googeln.Ich glaube, das funktioniert heutzutage auch schon sehr gut und wir sind dannauch bei dem Launch Ende Mai, bei dem Start der Mission, gibt es auch einenLivestream, so ein bisschen Werbung machen, wo man auch zuschauen kann.Unser Launch ist spät, der ist 20 nach 12 Mitternacht, also für all die Leute,die ein bisschen länger wach bleiben wollen, ist das durchaus eine Möglichkeitauch den Launch direkt zu sehen.
Tim Pritlove
Wie pünktlich muss das Ding sein?
Björn Frommknecht
Wir haben keine,interstellare Mission, wo man ein gewisses Zeitfenster hat.
Tim Pritlove
Das ist egal, oder?
Björn Frommknecht
Im Prinzip ist es egal, das bestimmt SpaceX.
Tim Pritlove
Verstehe, alles klar. Na gut, dann muss man halt vielleicht ein bisschen früheroder später aufstehen, je nachdem. Alright, gut.
Thorsten Fehr
Danke dir.
Tim Pritlove
Das war's, vielen Dank fürs Zuhören. Das war's bei RONZEIT, bald geht's wiederweiter. Ich sag tschüss, bis bald.

Shownotes

RZ120 Ulf Merbold

Ein Gespräch mit dem ehemaligen Astronauten Ulf Merbold im Zeiss-Großplanetarium Berlin

Ulf Merbold ist der erste westdeutsche im All und bis heute derjenige mit den meisten Ausflügen in den Orbit - drei an der Zahl. Er war sowohl mit den Amerikanern an Bord des Space Shuttle als auch mit den Russen auf der Raumstation Mir über der Atmosphäre. Dazu hat er lange Zeit das Europäische Astronautenzentrum in Köln geleitet und maßgeblich zur Planung des europäischen Forschungsmoduls Columbus auf der Internationalen Raumstation ISS beigetragen.

Dauer:
Aufnahme:

Ulf Merbold
Ulf Merbold

Ulf Merbold blickt auf eine lange Karriere als Physiker, Astronaut und Organisator von Raumfahrtprogrammen zurück. Im Gespräch berichtet er von seinem Weg zur Raumfahrt, seinen drei Raumfahrt-Missionen, den Herausforderungen in der neuen Kooperation sowohl mit Amerikanern und Russen und den Belastungen und Offenbarungen, denen man als Astronaut ausgesetzt ist.

Das Gespräch fand live im Zeiss-Großplanetarium in Berlin vor Publikum statt.


Für diese Episode von Raumzeit liegt auch ein vollständiges Transkript mit Zeitmarken und Sprecheridentifikation vor.

Bitte beachten: das Transkript wurde automatisiert erzeugt und wurde nicht nachträglich gegengelesen oder korrigiert. Dieser Prozess ist nicht sonderlich genau und das Ergebnis enthält daher mit Sicherheit eine Reihe von Fehlern. Im Zweifel gilt immer das in der Sendung aufgezeichnete gesprochene Wort. Formate: HTML, WEBVTT.


Transkript
Tim Pritlove
Hallo und herzlich willkommen zu Raumzeit, dem Podcast über Raumfahrt und andere.Kosmische Angelegenheiten.Das ist Ausgabe Nummer 120 und heute mal wieder was ganz Besonderes,denn jetzt bin ich mal nicht irgendwo hingefahren, sondern in Berlin gebliebenund bin nur um die Ecke mal schnell in das Zeiss Großplanetarium hier in Berlin-Prenzlauer Berg.Und das bedeutet auch, heute haben wir Zuschauer und die begrüße ich als allererstesmal ganz kräftig. Hallo!Ja, sehen tun wir sie nicht, weil hier ist es ganz dunkel.Wenn man irgendwie die Sterne auch noch mit betrachten möchte,wir nutzen natürlich heute auch die Kuppel, aber wir bleiben natürlich im Inhalt, hier ganz im Audio.Und ja, worum geht es denn heute? Heute habe ich einen besonderen Gast und denbegrüße ich dann auch gleich mal, nämlich Ulf Merbold. Herzlich Willkommen bei Raumzeit.
Ulf Merbold
Ja, vielen Dank.
Tim Pritlove
Ich, Merbold, oder sollte ich besser sagen 10972 Merbold. Sie wissen, was das ist, ne?
Ulf Merbold
Nein, ich weiß nicht, müsste mir mal auf die Sprünge helfen.
Tim Pritlove
10972, das ist ja die Nummer des Asteroiden, der nach Ihnen benannt ist.
Ulf Merbold
Ja, schon alles so lange her, habe ich schon vergessen.
Tim Pritlove
Das kann ich mir vorstellen. Ich dachte, ich erwähne es nochmal.Nochmal, aber da muss man ja was geleistet haben.Haben sie ja auch, sie sind Astronaut im Ruhestand, kann man sagen.Und waren oft im All.Gerade als ich hier ankam, habe ich so ein Filmplakat noch gesehen.Hier gibt es ja auch ein Kino.Der Mann, der nie im All war, heißt der Film. Das ist ja im Prinzip genau das Gegenteil.Dreimal haben sie die Erde verlassen, also zumindest mindestens 100 KilometerAbstand genommen. Das gelingt ja auch nicht jedem.Also ist man dann einfach so ein bisschen Astronaut auf Lebenszeit?Also ist das so eine Art Titel? Ist das so wie Bundeskanzler,was man da nicht mehr los wird?
Ulf Merbold
Das ist eine schwierige Frage. Ich meine, von Beruf bin ich Physiker.Bevor ich in die Raumfahrt kam, habe ich zehn Jahre richtig solide,experimentell Festkörperphysik an einem Max-Planck-Institut betrieben.Und dann kam die Raumfahrt in mein Leben. und auf die Weise wurde ich eben inder ESA und bei der NASA als Astronaut geführt und bei den Russen als Kosmonaut.Das hängt mir jetzt an, aber da kann ich auch nichts dafür.
Tim Pritlove
Aber das definiert einen schon, obwohl Sie empfinden das sozusagen als Aspekt,aber für andere ist es, glaube ich, schon so die Primärwahrnehmung, oder?
Ulf Merbold
Ach, ich würde mal sagen, das ist an vielen Stellen so. Einer,der mal irgendwo Direktor war, der wird halt Direktor genannt.Also ich habe dazu keinen Kommentar, das ist für mich ja so alles andere als wichtig.
Tim Pritlove
Okay, das habe ich mir schon fast gedacht. Trotzdem ist das ja ein sehr exklusiverKlub, in dem man sich da aufhält. Es sind ja jetzt nicht so viele Astronauten gewesen.Ich hatte ja schon die Gelegenheit, bei Raumzeit mit ein paar zu sprechen,mit aktuellen wie Matthias Maurer, Samantha Cristoforetti, die Sie sicherlichauch alle irgendwann mal getroffen haben,und einen alten Kollegen, Reinhold Ewald, und natürlich auch Sigmund Jähn.Und mit Sigmund Jähn verbindet sich, glaube ich, so einiges.Sie kommen, glaube ich, 40 Kilometer Luftlinie mehr oder weniger aus demselben Gebiet.
Ulf Merbold
Richtig, Sigmund und ich, wir sind Vogtländer, beide.Der Sigmund aus dem sächsischen Teil und ich aus dem thüringischen Teil.Aber am Ende, außer dass wir im Vogtland aufgewachsen sind, sind wir völliggetrennte Wege gegangen.Ich wollte in meinem Leben unbedingt in Jena Physik studieren und durfte nicht.Deswegen bin ich am Ende in die Bundesrepublik Deutschland verschlagen worden,also in die alte Bundesrepublik.Und Sigmund wurde ein strammer Verteidiger des Sozialismus, wurde Jagdflieger und Fliegerkosmonaut.Und insofern, unsere Wege, die sind im Grunde 180 Grad in entgegengesetzte Richtung gelaufen.Aber durch die Raumfahrt sind wir dann doch wieder zusammengekommen.
Tim Pritlove
Sie sind ja auch in etwa ähnlicher Jahrgang, ich glaube nur vier Jahre auseinander.
Ulf Merbold
Ja, so ungefähr.
Tim Pritlove
Und stimmt das, dass Sie sich aber gemeinsam den Mauerfall aus der Ferne angeschaut haben?
<