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Andreas Ebersoldt
Kontakt:
Dipl.-Ing. (BA) Andreas Ebersoldt

Tel. +49 721 608 2 5620
E-Mail: Andreas Ebersoldt

High-End-Klimaforschungs-Systeme

 

MIPAS (Michelson Interferometer für Passive Atmosphärische Sondierung)

Im Rahmen des FuE-Programms „Atmosphäre und Klima“ des KIT entwickelt das IPE komplexe Steuerungs- und Datenerfassungssysteme für das Klimaexperiment MIPAS des IMK (Institut für Meteorologie und Klimaforschung). Das MIPAS-Instrument ist ein Fourier-Spektrometer zur Messung der von Spurengasen emittierten schwachen Infrarotstrahlung in der UTLS (upper troposphere, lower stratosphere). Diese Systeme werden im Höhenforschungsflugzeug „Geophysica“ in ca. 20 km Höhe (Projekt „Strato“) und am Ballon in bis zu 40 km Höhe (Projekt „B2“) unter härtesten Rahmenbedingungen (Unterdruck, Umgebungstemperatur,1 KW Bordsender-EMV) eingesetzt und sorgen hier für einen reibungslosen Messablauf.

 

Stratosphären-Flugzeug Geophysika mit integiertem MIPAS-Experiment

MIPAS Ballon am Kran 
Stratosphären-Flugzeug Geophysika mit integiertem MIPAS-Experiment
 MIPAS Ballon am Kran

 

 

Am IPE entwickelte MIPAS-Strato-Steuerungs- und Datenerfassungselektronik Komplettes MIPAS-Strato-Interferometer-Rack vor dem Einbau in das Flugzeug  
Am IPE entwickelte MIPAS-Strato-Steuerungs- und Datenerfassungselektronik
Komplettes MIPAS-Strato-Interferometer-Rack vor dem Einbau in das Flugzeug

 

 

 

Der Schwerpunkt bei diesen Systemen liegt sowohl in der Entwicklung spezieller Analog- und Digitaltechnik für die genannten Rahmenbedingungen, als auch im Einsatz von Multi-User/Multi-Tasking Betriebssystemen zur Gerätesteuerung und -bedienung. Von der Entwicklung spezieller Netzteile über unterbrechungsfreie Stromversorgungen auf Basis von Ultra-Caps und NiMH-Akkus bis hin zur Satelliten-Telemetrie ist hier eine ganze Bandbreite von technischem Know-how vorhanden und gewährleistet außerordentliche wissenschaftliche Leistungen in der Klimaforschung aufgrund der entwickelten Technik.

 

Satelliten-Telemetrie über Iridium zur Experimentsteuerung bzw. /-Kontrolle und Flugbahn-Verifikation

Satelliten-Telemetrie über Iridium zur Experimentsteuerung bzw. /-Kontrolle und Flugbahn-Verifikation

 

 

 

Neben dem integrierten Bordrechner (SBS Rugged-VME-Bus PC mit MU/MT-Unix-Betriebssystem Lynx-OS) besitzt die Strato-Elektronik ein integriertes LAN- und Iridium- Telemetrie-Interface zur Instrumentenüberwachung während eines Messeinsatzes. Ein verwandtes System mit DUAL-Telemetrie (CNES und Inmarsat) wird im Ballon-Experiment eingesetzt (MIPAS-B2).

Zur hochpräzisen Sichtlinienstabilisierung in verschiedenen Tangentenhöhen ist ein Kreiselnavigationssystem incl. GPS zuständig. Dieses ermöglicht ebenfalls die Flugbahnüberwachung und OnBoard-Protokollierung zur späteren Datenauswertung.

 

 

 

GLORIA („Global Limb Radiance Imager of the Atmosphere“)

GLORIA ist ein gemeinsames Projekt des Forschungszentrums Jülich und des KIT. Aufbauend auf dem durch die MIPAS-Instrumente errungenen Wissen, wird hierbei ein abbildendes Fourier-Spektrometer vom IMK mit einem 2-dimensionalen Detektorfeld mit 128 x 128 Pixeln für die Fernerkundung atmosphärischer Parameter entwickelt. Dieses Instrument wird auf dem Forschungsflugzeug HALO („High Altitude and LOng Range Research Aircraft“) eingesetzt und dient ebenfalls der Messung der von Spurengasen emittierten schwachen Infrarotstrahlung. „Ziel ist es erstmals ein detailliertes globales Bild des Tropopausenbereichs zu liefern, der eine entscheidende Rolle im Klimasystem der Erde spielt. Hier haben Treibhausgase wie Wasserdampf und Wolken den größten Einfluss auf die Strahlungsbilanz der Atmosphäre und somit auch auf die Temperatur am Erdboden“ (Quelle: KIT-IMK).

 

(siehe auch: IMK-ASF, Forschungsgruppe IFB)

 

 

 GLORIA Instrument (Quelle: KIT-IMK)

 

 Forschungsflugzeug HALO (Quelle: DLR)



 

 

 

GLORIA Instrument (Quelle: KIT-IMK)

  Forschungsflugzeug HALO (Quelle: DLR)

 

 

 

Das IPE entwickelt auch in diesem Projekt spezielle Analog- und Digitalelektronik unter den gleichen extremen Rahmenbedingungen wie im Projekt MIPAS. Bei der Entwicklung dieser Systeme wird allerhöchsten Wert auf Sicherheit, Robustheit und Zuverlässigkeit gelegt.

 

Kontakt:

Dipl.-Ing. (BA) Andreas Ebersoldt
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el.: +49 721 / 608 2 5620
E-Mail: Andreas EbersoldtIxc2∂kit edu                            
Dr. Ing. Klaus Petry
Tel.: +49 721 / 608 2 4911  
E-Mail: Klaus PetryEki7∂kit edu