Gesundheit: Start frei für den „Halo“

Der Begriff „Halo“ bezeichnet im Englischen einen Lichthof, einen Lichtschleier, der sich unter bestimmten Bedingungen um ein leuchtendes Objekt herum bildet. Für die deutschen Atmosphären- und Klimaforscher hingegen stellt „Halo“ – um im Bild zu bleiben – eine lang ersehnte Lichtgestalt dar, in Form eines Flugzeuges. Denn hier handelt es sich um ein Akronym, es steht für „High Altitude and Long Range Research Aircraft“. Das soll die betagte und technisch inzwischen auch arg begrenzte „Falcon“ bei der Suche nach Erkenntnissen ablösen. Wie berichtet, hat das Bundesforschungsministerium jetzt die Startgenehmigung für eine ganze Reihe teurer Großprojekte gegeben, und darunter ist eben auch „Halo“.

Mittlerweile 26 Jahre ist der im Vergleich dazu deutlich kleinere Forschungsflieger „Falcon“ im Dienst, und wenn man sich die Liste durchliest, die als Aufgabengebiet für „Halo“ vorgesehen ist, dann reicht das wieder für ein gutes Vierteljahrhundert. Projektträger ist und bleibt das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), an den unterschiedlichen Forschungen beteiligen sich über 30 Institute – vorrangig aus Deutschland, aber auch aus ganz Europa. Und ein Teil der Untersuchungen findet in Zusammenarbeit mit Gruppen aus den USA statt. Ulrich Schumann, Direktor des DLR-Instituts für Physik der Atmosphäre in Oberpfaffenhofen, sieht in der Finanzierungszusage der Regierung eine Bestätigung der bisherigen Arbeit und eine langfristige Perspektive. Schließlich nehmen die deutschen Atmosphärenforscher international eine Spitzenstellung ein und werden sie jetzt auch sichern können.

„Jetzt“ ist allerdings ein dehnbarer Begriff, vor 2006 werden die Wissenschaftler kaum mit dem neuen Jet abheben können. Das ist spät, aber nicht zu spät, wenn es um die Zusammenarbeit mit anderen Beobachtungsgeräten geht. Der Satellit „Envisat“, zur Ermittlung von Klimadaten für die Umweltforschung vor einem Jahr gestartet, ist so ein Beispiel. Aus den rund 800 Kilometer Höhe können seine Sensoren unterschiedliche Strahlungen erfassen. Zur Einordnung dieser Werte aber in den hoch komplexen Gesamtzusammenhang müssen auch andernorts möglichst viele Informationen gesammelt werden.

Seit Beginn der „Halo“-Planungen Ende des vergangenen Jahrzehnts hat sich der Schwerpunkt der Aufgaben freilich etwas verlagert, berichtet Schumann. Das Hauptaugenmerk liegt nun aus vielerlei Gründen auf dem Tropengürtel unserer Erde. Das gilt selbst aus dem Blick der Stratosphärenforschung, die sich mit jenem Bereich der Atmosphäre befasst, der in zwölf bis 15 Kilometern Höhe beginnt, oberhalb von Troposphäre und Tropopause. Wer die Wege von Schadstoffen dorthin nachvollziehen will, muss mit Untersuchungen in den Tropen beginnen.

Denn alle Substanzen, die hier in die Luft gelangen und später etwa am Ozonabbau in der Stratosphäre beteiligt sind, bewegen sich zunächst mit der Zirkulation der Atmosphäre zu den äquatornahen Bereichen. Erst dort ist die Sonneneinstrahlung so stark, dass die Schadpartikel mit den Aufwinden (Konvektion) in höhere Luftschichten transportiert werden.

Die Wissenschaftler hoffen darauf, mit Hilfe der per „Halo“ möglichen Messungen erklären zu können, wie es gerade in den unteren Schichten der Stratosphäre zu dem in den letzten Jahren beobachteten Verlust an Ozon kommt.

Es gibt aber auch Schadstoffe, die offenbar in größeren Mengen erst von der Atmosphärenchemie zusammengebrannt werden, zum Beispiel bei Gewittern. Im Blitzkanal treten Temperaturen von etwa 20 000 Grad auf, die Bestandteile der Luft reagieren miteinander: aus Stickstoff und Sauerstoff bilden sich Stickoxide. Das geschieht zwar auch schon bei Temperaturen wie sie in Automotoren herrschen und bei Gewittern in unseren Breiten.

Doch wo so starke Energien walten wie in den Tropen sind die Gewitter entsprechend häufig und heftig. Deshalb nehmen die Forscher an, dass gerade dort immense Mengen an Stickoxiden entstehen. Die Schätzungen reichen von zwei bis 20 Millionen Tonnen Stickstoff pro Jahr, der diese Verbindung eingeht. Genauer weiß man es noch nicht, und deshalb soll „Halo“ auch bei solchen Untersuchungen weiter helfen.

Ein weiteres wichtiges Thema der Klimaforscher betrifft Erkenntnisse über die für Europa entscheidende Wetterküche, die über dem Atlantik liegt. Auch hier führt die Spur letztlich in die Tropen, denn die Atlantikregion wird ja zu großen Teilen über starke Luft- und Wasserströmungen aus äquatorialen Bereichen mit Energie versorgt.

Zu den fast schon klassischen Bereichen der Klimaforschung gehören jene Prozesse in der Atmosphäre, die sich durch fortschreitende Rodungen des Regenwaldes ergeben und wohl noch verschlimmern werden. Da gilt es, die bedrohte Fähigkeit der Luftschichten zur Selbstreinigung zu beobachten sowie insgesamt die Auswirkungen auf den Antrieb der globalen atmosphärischen Zirkulation.

Und was ist das für ein Flugzeugtyp, das all diese Aufgaben und noch viele weitere erfüllen soll? Das ist noch nicht entschieden – die Prioritäten liegen auf einer großen Reichweite von 8000 Kilometern und mehr, denn dann sind von Deutschland aus Reisen zum Nordpol oder in die Tropen mit Hin- und Rückflug ohne Zwischenlandung möglich. Um die untere Stratosphäre zu erreichen, ist eine Gipfelflughöhe von 15 Kilometern erforderlich. Die Nutzlast soll mindestens drei Tonnen betragen, die Nutzfläche zwischen 20 und 30 Quadratmetern. Infrage kommen dafür die Gulfstream V oder die Global Express von Bombardier.

Von den größeren Airbussen haben sich die Forscher gedanklich schon verabschiedet, denn die können nicht so hoch fliegen und verursachen erheblich größere Betriebskosten. Die Gesamtkostenschätzung liegt ohnehin schon über 100 Millionen Euro für die Beschaffung und den Betrieb über sechs Jahre hinweg.

Weiteres im Internet unter:

www.pa.op.dlr.de/HALO/index_ge . html und www.pa.op.dlr.de/HALO/Flugzeuge . html

Gideon Heimann