Das SOFIE-Langwellenprojekt ist ein wissenschaftliches Beobachtungsprojekt, das sich der Untersuchung der Sonnenaktivität auf die Ionosphäre widmet.
- SonneFlare: mehr Röntgen- und UV-Strahlung
- IonosphäreD-Schicht: Ionisation ändert sich
- FunkstreckeLängstwellen-Sender → Rahmenantenne
- SOFIE-Empfängermisst die Signalstärke
- AuswertungVergleich mit solaren Ereignissen
Was passiert über unseren Köpfen?
Die Ionosphäre ist ein elektrisch geladener Bereich der oberen Atmosphäre. Ihre Eigenschaften ändern sich mit der Sonneneinstrahlung. Besonders die untere Ionosphäre – einschließlich der D-Schicht – reagiert auf energiereiche Strahlung und beeinflusst dadurch, wie sich niederfrequente Funkwellen über große Entfernungen ausbreiten.
Wenn die Sonne einen Flare zeigt
Bei einem solaren Flare nimmt die Röntgen- und UV-Strahlung der Sonne kurzfristig zu. Auf der sonnenbeschienenen Seite der Erde kann sich dadurch die Ionisation verändern. Ein weit entfernter Längstwellen-Sender liefert dann ein Signal, dessen Stärke am Empfangsort messbar schwankt.
Das Messprinzip
SOFIE beobachtet die D-Schicht nicht direkt.
Das Projekt nutzt die Funkstrecke zwischen einem Längstwellen-Sender und einer selbstgebauten Rahmenantenne als empfindlichen Indikator: Ändert sich die Ionosphäre, kann sich auch die am Empfänger ankommende Feldstärke verändern.
Empfänger und Auswertung
Der vom DLR entwickelte SOFIE-Empfänger erfasst den zeitlichen Verlauf der Signalstärke und überträgt die Messdaten an einen Computer. In der Auswertung werden markante Signaländerungen mit solaren Ereignissen und weiteren Beobachtungen verglichen.
Ein Messtag: 31. Oktober 2026
Unsere Station NOE empfängt den Längstwellensender NSY in Sigonella (Sizilien, 45,9 kHz). Das Bild zeigt alle 2763 Messwerte dieses Tages, etwa einen alle 31 Sekunden.
Nachts fehlt die D-Schicht. Die Längstwellen werden an der höheren, scharf begrenzten Unterkante der Ionosphäre reflektiert und kommen stark an (um 1700 mV, Höchstwert 2072 mV um 04:04 UTC).
Mit Sonnenaufgang ionisiert die UV-Strahlung die D-Schicht. Die Reflexionshöhe sinkt, die Dämpfung steigt, und das Signal bricht innerhalb weniger Minuten ein. Die tiefen Minima am Morgen (97 mV um 08:21 UTC) entstehen, wenn sich Wellen auf verschiedenen Wegen am Empfänger gegenseitig abschwächen, solange die Tag-Nacht-Grenze über die Strecke wandert.
Tagsüber verläuft die Kurve glatt. Ein Flare würde sich als plötzlicher Sprung zeigen, der danach langsam abklingt. Nach Sonnenuntergang baut sich die D-Schicht wieder ab, und das Signal steigt auf das Nachtniveau.
Warum das wichtig ist
Die beobachteten Daten sind entscheidend für das Verständnis des sogenannten Weltraumwetters und seiner potenziellen Auswirkungen auf Kommunikations- und Navigationssysteme auf der Erde.
Aktuellarbeite ich an einer Neukronstruktion der Längstwellenbeobachtung und verknüpfe diese Daten mit Magnetometermessungen um den Sonneneinfluss auf das Erdmagnetfeld zu beobachten.