Neue Generation Eiskristalle

Foto: Emil Signer  

Saskia-Marjanna Schulz sagt zu diesem Foto:

„Ich empfinde die Kristalle als eine "neue Generation Eiskristalle": Beweglicher, leichter, natürlicher. Voller Freude.“

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Bundeskanzlerin betont Forschungsfreiheit: Angela Merkel spricht bei Jahrestagung der Leibniz-Gemeinschaft

Foto: David Ausserhofer 

Bundeskanzlerin Angela Merkel betont auf der Jahrestagung der Leibniz-Gemeinschaft die Freiheit der Wissenschaft auf Basis einer auskömmlichen Finanzierung. Bremens Wissenschaftssenatorin Eva Quante-Brandt sieht Wissenschaft als Mittel gegen Realitätsverlust in Teilen der Gesellschaft.

Bundeskanzlerin Angela Merkel hat in ihrer Rede auf der Jahrestagung der Leibniz-Gemeinschaft gestern die Freiheit der Forschung betont. Freie Wissenschaft sei wichtig für unsere Zukunft, selbst wenn es nicht immer von Beginn an absehbar sei, worin ein zukünftiger Nutzen liegen könne, sagte die Kanzlerin. Gut Ding wolle eben manchmal Weile haben, zitierte Angela Merkel und verwies beispielhaft auf das von Gottfried Wilhelm Leibniz vor mehr als 300 Jahren entwickelte binäre Zahlensystem, das heute die Grundlage jedes Computers sei. Ebenfalls angelehnt an den Namenspatron der Forschungsorganisation sagte die Bundeskanzlerin, dass ein hohes Maß an Freiheit in der Forschung es erlaube und gebiete, mit Vernunft Herausforderungen wie Globalisierung, Digitalisierung oder Klimawandel zu begegnen.

Die Kanzlerin betonte die gesellschaftliche Bedeutung der Wissenschaft auch für die Politik, die sich auf die Expertise der Wissenschaft verlassen könne. „Es ist gut, mit der Leibniz-Gemeinschaft eine verlässliche Quelle der Information und des Wissen zu haben“, so Merkel, die dafür die auskömmliche Finanzierung der Forschung etwa durch den Pakt für Forschung und Innovation als Grundlage hervorhob.

Angela Merkel dankte der Leibniz-Gemeinschaft auch für ihren Beitrag zum Gelingen der deutschen Einheit in der Wissenschaft durch die Aufnahme der Mehrzahl der positiv evaluierten Institute der ehemaligen Akademien der Wissenschaft der DDR.

Vor der Bundeskanzlerin sprach die Bremer Senatorin für Wissenschaft, Gesundheit und Verbraucherschutz, Eva Quante-Brandt. Die Senatorin hob die Bedeutung der Wissenschaft als Mittel gegen einen fortschreitenden Realitätsverlust in Teilen der Gesellschaft hervor. „Jeder hat das Recht auf seine eigene Meinung, aber nicht auf eigene Fakten“, sagte Quante-Brandt. Die Leibniz-Gemeinschaft insgesamt, aber speziell ihre Leibniz-Forschungsmuseen und zentralen Fachbibliotheken, seien ein sichtbarer Ort des Dialogs zwischen Wissenschaft und Gesellschaft, um Forschungsergebnisse in die Gesellschaft zu vermitteln.

Matthias Kleiner, der Präsident der Leibniz-Gemeinschaft, sprach die integrative Rolle der international kooperierenden Wissenschaft vor dem Hintergrund stärker werdender populistischer Tendenzen an: „Es muss ein starkes Europa der Wissenschaften geben, das die Selbstverständlichkeit des Miteinanders und des guten und gewollten Aufeinander-Angewiesen-Seins vorlebt“.

Pressekontakt für die Leibniz-Gemeinschaft

Christoph Herbort-von Loeper M.A.

Tel.: 030 / 20 60 49 – 48

Mobil: 0174 / 310 81 74

herbort@leibniz-gemeinschaft.de

Die Leibniz-Gemeinschaft

Die Leibniz-Gemeinschaft verbindet 88 selbständige Forschungseinrichtungen. Ihre Ausrichtung reicht von den Natur-, Ingenieur- und Umweltwissenschaften über die Wirtschafts-, Raum- und Sozialwissenschaften bis zu den Geisteswissenschaften. Leibniz-Institute widmen sich gesellschaftlich, ökonomisch und ökologisch relevanten Fragen. Sie betreiben erkenntnis- und anwendungsorientierte Forschung, auch in den übergreifenden Leibniz-Forschungsverbünden, sind oder unterhalten wissenschaftliche Infrastrukturen und bieten forschungsbasierte Dienstleistungen an. Die Leibniz-Gemeinschaft setzt Schwerpunkte im Wissenstransfer, vor allem mit den Leibniz-Forschungsmuseen. Sie berät und informiert Politik, Wissenschaft, Wirtschaft und Öffentlichkeit. Leibniz-Einrichtungen pflegen enge Kooperationen mit den Hochschulen ‑ u.a. in Form der Leibniz-WissenschaftsCampi, mit der Industrie und anderen Partnern im In- und Ausland. Sie unterliegen einem transparenten und unabhängigen Begutachtungsverfahren. Aufgrund ihrer gesamtstaatlichen Bedeutung fördern Bund und Länder die Institute der Leibniz-Gemeinschaft gemeinsam. Die Leibniz-Institute beschäftigen rund 18.500 Personen, darunter 9.300 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler. Der Gesamtetat der Institute liegt bei mehr als 1,7 Milliarden Euro.

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Warum Fische rote Signale im türkis-blauen Meer aussenden

Die rot fluoreszierenden Augenringe zahlreicher Planktonfresser wie dieser Grundel erhöhen nach Ansicht der Forscher die Chance, kleine transparente Beutetiere im Plankton zu entdecken. Foto: Nico K. Mi-chiels/Universität Tübingen.

Tübinger Biologen entschlüsseln die Bedeutung von Fluoreszenz in der farbarmen Wassertiefe

Die Farbenpracht der Bewohner tropischer Korallenriffe ist zwar faszinierend – jedoch überwiegend ein Kunstprodukt fotografischer Aufnahmen mit Blitzlicht. Wasser filtert Gelb-, Orange- und Rottöne effizient aus dem Sonnenlicht heraus. Bereits ab Tiefen größer als zehn Meter sind sie nicht mehr wahrnehmbar. Daher erscheinen Meeresbewohner unter natürlichen Bedingungen meist einheitlich blaugrau. Manche Fische benutzen jedoch einen Trick, um auch in dieser Umgebung rotes Licht lokal zu erzeugen. Dabei nehmen fluoreszierende Farbzellen das blaue Umgebungslicht auf und senden es als rotes Licht wieder aus. Mit einer in der Zeitschrift Frontiers in Ecology and Evolution veröffentlichten Studie erlangten Biologen des Instituts für Evolution und Ökologie der Universität Tübingen unter der Leitung von Professor Nico Michiels nun erste Einblicke in die ökologische Bedeutung dieses Mechanismus.

Mehr als 600 verschiedene Fischarten haben die Autoren auf die Fähigkeit, rote Fluoreszenz zu erzeugen, überprüft. Durch einen Abgleich mit der Ökologie dieser Fische kristallisieren sich drei wesentliche Funktionen heraus. Räuber wie etwa Skorpions- oder Plattfische geben unregelmäßig über den Körper verteilte Fluoreszenzsignale ab. „Vor einem Substrat mit zahlreichen ebenfalls fluoreszierenden Algen fallen diese Ansitzjäger weniger auf und verbessern ihre Tarnung“, vermutet der Erstautor Dr. Nils Anthes.

Bei den Plankton-fressenden Riffbarschen oder Grundeln dagegen dominiert rote Fluoreszenz rund um das Auge. Nico Michiels bringt dies mit dem Nahrungserwerb in Verbindung: „Die rote Lichtquelle kann die Augen von winzig kleinen und meist transparenten Beutetieren aufleuchten lassen und damit deren Position verraten.“ Dieser bisher völlig unbekannte Mechanismus ist vergleichbar der Echoortung bei Fledermäusen und Gegenstand laufender experimenteller Forschungsarbeiten der Gruppe.

Schließlich weisen die Befunde der roten Fluoreszenz auch bei der Partnerwahl eine Bedeutung zu. Fischarten mit unterschiedlicher Färbung der Geschlechter zeigten überproportional häufig rot fluoreszierende Flossen. Die Flossen werden als wichtiges Signal in vielen Balzritualen eingesetzt. Die Forscher gehen davon aus, dass durch rote Fluoreszenz Signale verstärkt oder neu erzeugt werden können, die von den wählerischen Weibchen bevorzugt werden beziehungsweise eine besonders gute genetische Kondition des Männchens anzeigen.

Die Studie wirft ein neues Licht auf die Kommunikation unter Wasser. „Die bislang dominierende Annahme, dass rotes Licht dort keine Rolle spielt, muss nach den neuen Forschungsergebnissen verworfen werden“, sagt Anthes. Offenbar hätten Fische im Laufe der Evolution eine ganze Trickkiste entwickelt, um die in ihrer Umwelt deutlich reduzierte Farbpalette aus eigener Kraft zu erweitern. Deren Nutzen sind die Tübinger Forscher nun in weitergehenden Experimenten auf der Spur.

Originalpublikation

Anthes, N., Theobald, J., Gerlach, T., Meadows, M.G. & Michiels, N.K. (2016) Diversity and Ecological Correlates of Red Fluorescence in Marine Fishes. Frontiers in Ecology and Evolution, 4, 126.

http://journal.frontiersin.org/article/10.3389/fevo.2016.00126/full

Kontakt

Dr. Nils Anthes

Universität Tübingen

Institut für Evolution und Ökologie

Telefon +49 7071 29-74617

nils.anthes[at]uni-tuebingen.de

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Vier auf einen Streich - Ariane bringt erstmals Galileo-Satelliten auf ihre Umlaufbahnen

Quelle: ESA

Antonianna, Lisa, Kimberley und Tijmen - so heißen die vier Galileo-Satelliten, die am 17. November 2016 pünktlich um 14.06 Uhr Mitteleuropäischer Zeit erstmals mit einer speziell angepassten Version des europäischen Schwerlastträgers Ariane 5 vom europäischen Weltraumbahnhof in Kourou (Französisch-Guyana) gestartet sind. Bisher brachte eine Sojus-Rakete jeweils zwei der über 700 Kilogramm schweren Navigationssatelliten auf ihre Umlaufbahnen in 23.222 Kilometer Höhe. Die leistungsstärkere Ariane 5 kann hingegen gleich vier Stück auf einmal transportieren. Damit erreichen nun 18 Satelliten ihre Orbits und erfüllen so die Bedingung, dass die ersten Galileo-Dienste von der Europäischen Kommission bereitgestellt werden können. "Dazu gehört der offene Dienst, mit dem die Bürger dann zum Beispiel mit Navigationsgeräten ihre Position genauer als je zuvor bestimmen können. Auch der Such- und Rettungsdienst soll eingeschränkt zur Verfügung stehen.", erklärt René Kleeßen, Galileo-Programm-Manager beim Raumfahrtmanagement des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR). Kommerzielle Dienste werden allerdings noch nicht starten. Vollständig funktionsfähig wird das System Galileo sein, wenn im Jahr 2020 30 Satelliten die Erde umkreisen - 24 in Funktion und sechs als möglicher Ersatz.

Neue Startmöglichkeiten halten Galileo-Ausbau im Plan

Damit Europas Satellitennavigationssystem nun zügig voranschreitet, sind zwei weitere Starts mit der Ariane 5ES geplant. "Das beschleunigt den Ausbau des Systems erheblich und sorgt dafür, dass wir den Zeitplan nun einhalten können - ein wichtiger Schritt, da Hersteller weltweit darauf warten, ihre neuen Chipsätze in Smartphones und Navigationsempfänger einzubauen und auf den Markt zu bringen. Jetzt wo 18 Satelliten im All sind, ist der Startschuss dafür gefallen", lobt Kleeßen die neuen Startmöglichkeiten mit der Ariane 5. Hier greift man auf die Raketenversion 5ES mit der wiederzündbaren Oberstufe EPS und ihrem Aestus-Triebwerk - gebaut von Airbus Safran Launchers (ASL) in Ottobrunn - zurück. "Gerade diese Wiederzündungen sind wichtig, da die Ariane 5ES - anders als ihre Schwester ECA - die Satelliten diesmal in einem kreisförmigen Orbit aussetzt und damit auch eine weitere Zündung am erdfernsten Punkt der Flugstrecke selbst vornimmt", erklärt Denis Regenbrecht, der im Raumfahrtmanagement des DLR für das Ariane-Programm zuständig ist. Dazu wird nach der ersten elfminütigen Zündung und der anschließenden, mehr als dreistündigen antriebslosen Freiflugphase Aestus nochmal für sechseinhalb Minuten eingeschaltet. Nach Ende dieser Flugphase werden die Satelliten dann in einer Höhe von 22.900 Kilometern ausgesetzt. Danach verwenden die Galileo-Satelliten ihren eigenen Antrieb, um ihren Zielorbit zu erreichen, während die EPS-Oberstufe nach Tankentleerung und Druckabbau in einem Friedhofsorbit kreist.

Auf Herz und Nieren geprüft

Damit diese Manöver reibungslos funktionieren, wurde das Aestus-Triebwerk im Höhensimulationsprüfstand P4.2 der europäischen Weltraumorganisation ESA am DLR-Standort Lampoldshausen rund drei Jahre vor dem Start mit insgesamt acht Zündtests sowie mit einem Langzeitversuch, gefolgt von einer Wiederzündung, für den jetzigen Flug abgenommen. Da für die Galileo-Starts das Triebwerk neu produziert wurde, sicherte eine sogenannte "Ariane Research and Technology Accompaniment" (ARTA)-Kampagne diese Flugabnahme ab. Dafür durchlief ein baugleiches Triebwerk insgesamt 115 Zündtests sowie ein Testprofil mit einem langen Heißlauf und - nach einer simulierten antriebslosen Freiflugphase - einer kurzen Wiederzündung. Zum Schluss folgten noch vier weitere Langzeitversuche mit jeweils vier Wiederzündungen. "Wir haben dieses Triebwerk für seine neue Mission wirklich auf Herz und Nieren geprüft, bevor es nun seine neue Aufgabe für das Galileo-Programm erfüllt", erklärte Prof. Stefan Schlechtriem, Direktor des DLR-Instituts für Raumfahrtantriebe in Lampoldshausen.

Weitere Umbauten an Ariane

Zwar kam die Ariane-Version 5ES schon fünfmal erfolgreich zur Versorgung der Internationalen Raumstation ISS mit dem Automated Transfer Vehicle (ATV) zum Einsatz. Doch brachte dieser europäische Raumtransporter rund 20 Tonnen auf die Waage - ein echtes Schwergewicht. Die vier Galileo-Satelliten wiegen jeweils nur etwa 700 Kilogramm. Diese Gewichtsunterschiede zogen wichtige Umbaumaßnahmen nach sich. Daher wurde im Jahr 2012 beschlossen, diese Ariane-Version so zu verändern, dass sie vier Galileo-Satelliten tragen kann und neben der Sojus-Rakete eine weitere Startmöglichkeit zur Verfügung steht.

Umbauten an der Ariane 5ES

Neue Halte- und Aussetzvorrichtung

Eine neue Halte- und Aussetzvorrichtung - der sogenannte Dispenser, entwickelt und gebaut von Airbus Defence & Space in Bremen - trägt unter der Nutzlastverkleidung die vier Galileo-Satelliten und sorgt dafür, dass sie zur rechten Zeit abgetrennt werden.

Gewichtsreduzierte Vehicle Equipment Bay

Eine gewichtsreduzierte Vehicle Equipment Bay (VEB) - das "Gehirn der Rakete" an der Spitze der kryogenischen Oberstufe - steuert autonom den Flug: Wiederzündungen der Triebwerke, die Trennung der Feststoffbooster und der Oberstufe sowie das Freilassen der Galileo-Nutzlasten werden von ihren Bordcomputern geregelt.

Angepasstes Bodensystem

Ein angepasstes Bodensystem wärmt den Treibstoff in der EPS-Oberstufe, damit er zum Zeitpunkt der Wiederzündung die richtige Temperatur hat. Da bei ATV-Flügen ein Orbit von nur 260 Kilometern - im Vergleich zu 22.900 Kilometern bei Galileo - Höhe erreicht werden musste, erfolgte die letzte Triebwerkszündung bei den ISS-Raumtransportern über zwei Stunden früher als bei Galileo.

Doch diese Veränderungen stellten die Ingenieure nicht vor große technische Herausforderungen. "Wirklich schwierig war der Beweis, dass die Galileo-Satelliten den Startbelastungen im Viererpack beim Flug standhalten würden. Hierzu mussten sie sich zusätzlichen Qualifikationstest unterziehen", erklärt Regenbrecht.

Vier statt zwei - eine Herausforderung für die Bodenstation?

Zwar ist der Einschuss von vier Satelliten in ihre Zielorbits bei Ariane nicht schwieriger als zwei bei Sojus, allerdings muss die Galileo-Bodenmannschaft am DLR-Standort Oberpfaffenhofen gleichzeitig die doppelte Arbeitsleistung vollbringen. "Die DLR GfR übernimmt, wie auch bereits bei allen vergangenen Galileo-Starts, die Inbetriebnahme der Hauptkomponenten und die hochgenaue finale Positionierung der Satelliten. In diesem Fall haben wir es mit vier auf einmal zu tun. Das ist neu und bedeutet Parallelbetriebsaktivitäten, auf die unsere Expertenteams in den Kontrollräumen aufgrund ihrer Routine bestens vorbereitet sind", betont Walter Päffgen, Geschäftsführer des DLR Tochterunternehmens DLR GfR mbH.

Galileos Zukunft mit Ariane 6

Auch in Zukunft müssen neue Galileo-Satelliten starten, um ausgediente Vorgänger zu ersetzen. Diese wichtige Aufgabe kann ab dem Jahr 2020 die neue europäische Trägerrakete Ariane 6 in ihrer leichten Ausführung A62 übernehmen. Sie wird auf diese Starts ausgelegt und kann zwei Galileo-Satelliten ohne weiteren Umbau auf ihre Zielorbits bringen. "Wir brauchen die Vierer-Starts zum schnellen Ausbau des Systems. Beim späteren Ersatz von Satelliten ist das allerdings nicht mehr sinnvoll, da dadurch die neuen Satelliten immer auf der exakt gleichen Bahnebene ausgesetzt würden. Es ist eher unwahrscheinlich, dass in einer Bahnebene vier Satelliten gleichzeitig ausfallen", betont Kleeßen.

Kontakte:

Martin Fleischmann  

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) Raumfahrtmanagement, Kommunikation

Tel.: +49 228 447-120

Fax: +49 228 447-386

Mailto:Martin.Fleischmann@DLR.de

René Kleeßen  

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) Raumfahrtmanagement, Navigation

Tel.: +49 228 447-555

Fax: +49 228 447-703

Mailto:Rene.Kleessen@DLR.de

Denis Regenbrecht  

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) Raumfahrtmanagement, Trägersysteme

Tel.: +49 228 447-565

Fax: +49 228 447-706

Mailto:Denis.Regenbrecht@DLR.de

Prof. Dr. Stefan Schlechtriem  

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) Direktor Institut für Raumfahrtantriebe

Tel.: +49 6298 28-203

Mailto:Stefan.Schlechtriem@DLR.de

Walter Päffgen  

DLR Gesellschaft für Raumfahrtanwendungen (GfR) mbH Technischer Geschäftsführer

Tel.: +49 8153 28-3655

Fax: +49 8153 28-1232

Mailto:Walter.Paeffgen@DLR.de

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Eisige Überraschung auf Rosettas Komet

Quelle: ESA/Rosetta/NAVCAM – CC BY-SAIGO 3.0

Ende September diesen Jahres kam die Rosetta-Mission mit dem spektakulären Aufsetzen ihres Orbiters auf der Oberfläche des Kometen 67P/Churyumov-Gersimenko zum Ende ihrer Beobachtungsphase. Bis zu diesem Zeitpunkt hatte sie nach 4595 Tagen im All 7,9 Milliarden Kilometer zurückgelegt, sechs Vorbeiflüge an der Erde, am Mars und zwei Asteroiden absolviert und in einer mehr als zweijährigen Kampagne den Kometen 67P/Churyumov-Gerasimenkoauf seiner Reise durchs Sonnensystem begleitet und mit elf wissenschaftlichen Experimenten sowie mit einem 2014 bereits gelandeten Roboter Philae untersucht. Eine der Entdeckungen veröffentlichte nun das wissenschaftliche Magazin "Science", an der auch zehn Wissenschaftler des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) beteiligt waren. Der Artikel, der auf Daten des Spektrometers VIRTIS (Visible and Infrared Imaging  Spectrometer) basiert, berichtet über die Entdeckung von kurzzeitig erscheinendem Trockeneis (Kohlendioxid-Eis) in bestimmten Oberflächenbereichen des Kometen, denen die Entstehung zweier ungewöhnlicher großer Wassereisaufschlüsse folgte. "Erstmals konnte CO2-Eis anhand von eindeutigen spektralen Eigenschaften innerhalb eines größeren Fleckens von etwa 80 mal 60 Meter im Gebiet Anhur auf der Oberfläche eines Kometen nachgewiesen werden", berichtet DLR-Planetenforscherin Gabriele Arnold, die die Arbeiten von VIRTIS in Deutschland koordiniert.

Diese Beobachtung erfolgte an zwei aufeinander folgenden Tagen Ende März 2015, als der Komet nahe an der Sonne und sehr aktiv war. Zu dieser Zeit wurde die südliche Hemisphäre des Kometen beleuchtet, die in der Anfangsphase der Beobachtungskampagne wegen der kometaren Jahreszeit im Dunklen lag. Die Messungen zeigen, dass der beobachtete Fleck aus einer Mischung weniger Prozente an Trockeneis mit dem allgegenwärtigen dunklen organischen Krustenmaterial nicht flüchtiger Materialkomponenten besteht.

Kohlendioxid im Wechsel der Jahreszeiten

"Obwohl dieses Trockeneis eine häufige Komponente des Kometeninneren ist, wurde es bisher nicht auf einer Kometenoberfläche gefunden", erläutert Gabriele Arnold vom DLR-Institut für Planetenforschung. "Verantwortlich hierfür ist seine geringe Verdampfungstemperatur, die deutlich unter der des Wassereises liegt und dazu führt, dass es nach seinem Aufschluss unmittelbar sublimiert, also verdampft".  Eine Untersuchung des gleichen Gebietes nach drei Wochen ergab deshalb auch das vollständige Verschwinden des Trockeneises. Modellrechnungen zeigen, dass der entdeckte Bereich mit der Trockeneis-Schicht bei einer Dicke von etwa neun Zentimetern 57 Kilogramm Kohlendioxid enthalten haben musste. Nach dem Verschwinden des Trockeneises beobachtete die OSIRIS-Kamera an Bord von Rosetta anhand stärkerer Blau-Anteile des rückgestreuten Lichts im April 2015 dort zwei große Flecken mit Wassereis, wo zuvor das Kohlendioxid verdampft war. Dieses Wassereis stammte wahrscheinlich aus Schichten, die unterhalb des Trockeneises gelagert waren.

"Es ist möglich, dass dieses Vorkommen aus dem letzten Periheldurchgang des Kometen im Jahre 2009 stammt", sagt DLR-Planetenforscherin Gabriele Arnold. "Es wäre dann eine Ablagerung des verdampften Trockeneises, das damals auf der Oberfläche kondensierte und dort in der anbrechenden dunklen Jahreszeit der südlichen Hemisphäre und mit wachsender Entfernung des Kometen zur Sonne eingefroren wurde." Damit erschließt sich ein saisonaler Zyklus für das Kohlendioxid, der der Umlaufperiode des Kometen von 6,5 Jahren entspricht, während der oberflächige Wassereis-Zyklus eher tageszeitlichen Schwankungen unterliegt.

Erkenntnisse über die ältesten Objekte im Sonnensystem

Insgesamt wurden während der Rosetta-Mission etwa 220 GB wissenschaftliche Daten zur Erde gefunkt, deren komplexe Analyse weiterhin in vollem Gange ist und die künftig das Verständnis zur Herkunft, Natur, Beschaffenheit und der Rolle von Kometen im frühen Sonnensystem entscheidend verbessen werden. Prozesse der kometaren Aktivität und der Dynamik geben dabei wichtige Informationen über das Kometeninnere und damit über die Entwicklung und Herkunft dieser kleinen Körper, die zu den ältesten Objekten aus den frühen Sonnensystem zählen, preis.

"Die variablen und dynamischen Eismerkmale auf der Oberfläche des Kometen zum Beispiel sind Ausdruck der komplexen kometaren Aktivität. Sie werden weitere Untersuchungen zur Herkunft und Geschichte des Kometen 67P erschließen", betont DLR-Planetenforscherin Gabriele Arnold.

Kontakte:

Manuela Braun  

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) Kommunikation, Redaktion Raumfahrt

Tel.: +49 2203 601-3882

Fax: +49 2203 601-3249

Mailto:Manuela.Braun@DLR.de

Dr. Gabriele Arnold  

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) Institut für Planetenforschung

Tel.: +49 30 67055-370

Mailto:Gabriele.Arnold@DLR.de

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Der Rückgang von Emissionen hat auch negative Begleiterscheinungen

Wissenschaftler klären die Ursachen der zunehmenden Braunfärbung des Wassers in Talsperren

In großen Teilen Europas und Nordamerikas hat der Rückgang von industriellen Emissionen zu einer geringeren Schadstoffbelastung der Atmosphäre, und damit von Böden und Gewässern in naturnahen Gebieten geführt. Dass diese positive Entwicklung auch negative Begleiterscheinungen haben kann, haben Wissenschaftler des UFZ nun im Fachmagazin Global Change Biology veröffentlicht. Demnach sind sinkende Nitratwerte in den Auenböden rund um die Zuflüsse von Talsperren dafür verantwortlich, dass gelöster organischer Kohlenstoff (DOC) und Phosphat vermehrt freigesetzt werden und sich die Wasserqualität verschlechtert. Im Falle von Trinkwassertalsperren bringt das erhebliche Probleme für die Wasseraufbereitung mit sich.

Die Rappbodetalsperre im Harz – auch sie ist von einer zunehmenden Braunfärbung des Wassers betroffen. Deshalb ist sie eine von 36 Talsperren in Deutschland, die UFZ-Wissenschaftler unter die Lupe genommen haben, um den Ursachen auf die Spur zu kommen.
Foto: UFZ / André Künzelmann

Durch die Verbrennung von Biomasse und fossilen Energieträgern sowie vor allem durch die Landwirtschaft gelangt nach wie vor zu viel reaktiver Stickstoff in die Umwelt - mit negativen Auswirkungen auf die biologische Vielfalt, das Klima und die menschliche Gesundheit. Eine differenzierte Betrachtung von Eintragspfaden der verschiedenen Verursacher zeigt jedoch große Unterschiede.
Während Stickstoffeinträge über den Boden - vor allem durch die Landwirtschaft verursacht - zum Beispiel die Nitratwerte im Grundwasser vieler Regionen weiter über den Grenzwert von 50 mg pro Liter steigen lassen, nimmt in großen Teilen Europas und Nordamerikas die atmosphärische Belastung durch emissionsverringernde Maßnahmen ab. Das führt dazu, dass über diesen Pfad auch weniger Stickstoff in Böden und Gewässer gelangt. Langzeitmessungen über die letzten 20 Jahre zeigen das etwa deutlich für Deutschland: Pro Quadratmeter und Jahr wurden durchschnittlich 35 mg weniger atmosphärischer Stickstoff in den Boden eingetragen. Daraus resultieren laut Untersuchungen der UFZ-Wissenschaftler 0,08 mg pro Liter und Jahr weniger Nitrat, das in Flüsse und Trinkwassertalsperren gelangt. "Das klingt erst einmal wenig, aber in einigen naturnahen Landschaften, die nicht oder kaum durch Industrie und Landwirtschaft geprägt sind, stellen sich im Laufe der Zeit vorindustrielle Bedingungen ein", sagt UFZ-Hydrogeologe Dr. Andreas Musolff. "Hier sind wir mit teilweise weniger als 6 mg Nitrat pro Liter Wasser weit entfernt von den problematischen Nitratkonzentrationen, die in landwirtschaftlich oder industriell stark geprägten Regionen gemessen werden".

Dass diese positive Entwicklung auch negative Begleiterscheinungen haben kann, wurde deutlich, als Wissenschaftler damit begannen, die Ursachen einer in Deutschland, Nordeuropa und Nordamerika zunehmend zu beobachtenden Braunfärbung des Wassers in Talsperren zu erforschen. Sie ist vor allem für die Trinkwasseraufbereitung problematisch. Bei der Überprüfung verschiedener Hypothesen stellten sie fest, dass die Braunfärbung des Wassers vor allem mit den sinkenden Nitratkonzentrationen in den Auenböden rund um die Zuflüsse der Talsperren in Verbindung zu bringen ist. Denn die Präsenz von Nitrat in den Auen, in denen ein Großteil des Abflusses der Gewässer gebildet wird, sorgt dafür, dass Kohlenstoff, Phosphat und verschiedene Metalle an oxidiertes Eisen gebunden bleiben. Geringere Nitratgehalte ermöglichen die chemische Reduktion der Eisenverbindungen und damit die Mobilisierung bislang adsorbierter Stoffe. Das heißt - bislang stabile Bindungen an Bodenpartikel lösen sich und gelangen mit dem Regenwasser in die Flüsse. Im Falle von Kohlenstoff bedeutet das, dass sich die Konzentration an gelöstem organischen Kohlenstoff (Dissolved Organic Carbon - DOC) erhöht, sichtbar durch die bräunliche Farbe des Wassers. Bei knapp 40 Prozent der 110 untersuchten Zuflüsse von Trinkwassertalsperren stellten die Wissenschaftler mit durchschnittlich 0,12 mg mehr DOC pro Liter und Jahr signifikant steigende DOC-Konzentrationen fest. Der stärkste Anstieg war in naturnahen Einzugsgebieten mit viel Wald zu verzeichnen, wo die Nitratkonzentration im Wasser bei weniger als 6 mg pro Liter liegt.

Neben dem DOC steigt in über 30 Prozent der Zuflüsse auch der Phosphatgehalt signifikant an. Die im Durchschnitt ermittelten 7 µg pro Liter und Jahr mehr begünstigen das Algenwachstum und sind auf lange Sicht ebenso problematisch für die Wasserqualität. Es gibt Hinweise, dass zudem neben DOC und Phosphat adsorbierte Metalle wie Arsen, Vanadium, Zink oder Blei zunehmend mobilisiert werden.
"Man löst ein Problem, indem man die Luft sauberer macht, und kreiert damit an bestimmten Stellen ein anderes Problem", beschreibt Biologe Dr. Jörg Tittel, der das Projekt am UFZ geleitet hat, den unerwarteten Effekt. "Keiner der gelösten Stoffe ist in dieser geringen Konzentration giftig, zudem werden die Stoffe durch die Wasseraufbereitung weitgehend entfernt. Aber die Aufbereitung des Wassers wird teurer."

Einen ersten Beleg ihrer Hypothese lieferte die Auswertung der Daten eines 1,7 km2kleinen Einzugsgebietes im Erzgebirge, rund um die Wilzsch, einem Nebenfluss der Zwickauer Mulde, der in die Talsperre Carlsfeld mündet. Danach wählten die Wissenschaftler einen wesentlich größeren Maßstab, in deren Fokus 110 Flüsse und ihre Einzugsgebiete standen, die in insgesamt 36 Trinkwassertalsperren münden. Trotz der wesentlich größeren Vielfalt hinsichtlich der Größe der Flüsse und ihrer Einzugsgebiete, ihrer Topografie, der Niederschlagsmenge, der Landnutzung und der chemischen Charakteristik bestätigte sich auch hier ihre Vermutung: Der beobachtete Anstieg des DOC hängt eng mit dem abnehmenden Nitratgehalt im Wasser zusammen.  

Mittlerweile hat eine Diskussion begonnen, wie die Ergebnisse dieser Meta-Analyse gemeinsam mit den zuständigen Behörden in praktische Maßnahmen umgesetzt werden können, die den DOC-Anstieg stoppen. "Die Studie hilft, zukünftige Forschung auf die relevanten Prozesse zu fokussieren und entsprechende Feldexperimente zu planen, die die Entscheidungsgrundlage im Hinblick auf konkrete Maßnahmen weiter verbessern", so Andreas Musolff.

Die Forschungsergebnisse wurden im Rahmen des Projekts "Belastung von Trinkwassertalsperren durch gelösten organischen Kohlenstoff: Prognose, Vorsorge, Handlungsoptionen (TALKO)" erbracht, welches bis 2015 vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit mehr als einer Million Euro gefördert wurde. Ziel der Zusammenarbeit von UFZ, Talsperrenverwaltungen, Wasserversorgern, Behörden und einem Ingenieurbüro war es, Möglichkeiten zu finden, wie die Einträge in die Talsperren reduziert, Vorhersagen verbessert und Technologien der Wasseraufbereitung optimiert werden können.

Publikation:
Musolff, A., Selle, B., Büttner, O., Opitz, M. and Tittel, J. (2016), Unexpected release of phosphate and organic carbon to streams linked to declining nitrogen depositions. Glob Change Biol. doi:10.1111/gcb.13498 http://dx.doi.org/10.1111/gcb.13498

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Weitere Informationen

Dr. Andreas Musolff
UFZ-Department Hydrogeologie
Telefon: +49 341 235 1983
andreas.musolff@ufz.de

Dr. Jörg Tittel
UFZ-Department Seenforschung
joerg.tittel@ufz.de

UFZ-Pressestelle

Susanne Hufe
Telefon: +49 341 235-1630
presse@ufz.de

NASA Updates 2017 International Space Station Crew Assignments

NASA astronaut Jack Fischer Credits: NASA Biography

NASA astronaut Randy Bresnik Credits: NASA Biography

NASA astronaut Mark Vande Hei Credits: NASA Biography

NASA astronaut Scott Tingle Credits: NASA Biography

NASA and its international partners have updated the assignments for several crew rotations to the International Space Station in 2017. The changes reflect a switch in assignments for some NASA astronauts, as well as a reduction in the number of Russian cosmonauts on some missions.

Expedition 51/52 crew members NASA astronaut Jack Fischer and cosmonaut Fyodor Yurchikhin of the Russian space agency Roscosmos will launch in March 2017. Yurchikhin will be the Expedition 52 commander.

In May 2017, Expedition 52/53 will launch with NASA astronaut Randy Bresnik, ESA (European Space Agency) astronaut Paolo Nespoli and Russian Cosmonaut Sergey Ryazanskiy. Bresnik will be the Expedition 53 commander.

Expedition 53/54 will launch in September 2017. NASA astronaut Mark Vande Hei and Roscosmos cosmonaut Alexander Misurkin will make up that crew, with Misurkin commanding Expedition 54.

Expedition 54/55 will launch with NASA astronaut Scott Tingle, Japan Aerospace Exploration Agency astronaut Norishige Kanai and Russian cosmonaut Alexander Skvortsov in October 2017. Expedition 55 will be commanded by Skvortsov.

The Expedition 50/51 launch of NASA astronaut Peggy Whitson, astronaut Thomas Pesquet of ESA and cosmonaut Oleg Novitskiy is unchanged and on track to launch Nov. 17 from Baikonur, Kazakhstan. They will join Expedition 50 crew members currently on the station, including astronaut Shane Kimbrough of NASA and cosmonauts Sergey Ryzhikov and Andrey Borisenko of Roscosmos. Kimbrough is the commander of Expedition 50 and Whitson will assume command for Expedition 51.

The International Space Station is a convergence of science, technology and human innovation that enables us to demonstrate new technologies and make research breakthroughs not possible on Earth. It has been continuously occupied since November 2000 and, since then, has been visited by more than 200 people and a variety of international and commercial spacecraft. The space station remains the springboard to NASA's next giant leap in exploration, including future missions to an asteroid and Mars.

Find biographies for NASA astronauts at:

www.nasa.gov/astronauts/biographies/astronauts/active

Learn more about the International Space Station at:

http://www.nasa.gov/station

Die Herstellung von CIGS-Solarzellen beschleunigen

Am Kompetenz-Zentrum Photovoltaik soll mit den Fördergeldern ein Verdampfungsprozess optimiert werden, damit sich CIGS-Module schneller industriell fertigen lassen.

Foto: HZB

Ein Projektkonsortium aus Forschung und Industrie hat unter Beteiligung des Photovoltaik-Kompetenzzentrums (PVcomB) des Helmholtz-Zentrums Berlin ein großes Drittmittelprojekt eingeworben. Das Projekt „speedCIGS“ wird vom Bundeswirtschaftsministerium mit 4,7 Millionen Euro über vier Jahre gefördert, davon gehen 1,7 Millionen Euro an das HZB. Mit dem Geld wollen die Projektpartner den Herstellungsprozess für CIGS-Dünnschichtsolarzellen beschleunigen und die Technologie attraktiver für die Industrie machen.

Das Projekt speedCIGS wird in Zusammenarbeit mit dem Anlagenbauer Manz AG, dem Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden Württemberg ZSW, den Universitäten Jena und Paderborn, dem Max Planck Institut Dresden und der Wilhelm Büchner Hochschule (Projektkoordinator) realisiert.

CIGS-Solarzellen bestehen aus Kupfer, Indium, Gallium und Selen. Mit der Förderung soll am PVcomB ein Koverdampfungsprozess optimiert werden, um CIGS-Schichten für Dünnschichtsolarzellen herzustellen. Die Elemente werden bei diesem Prozess gemeinsam im Vakuum auf ein geheiztes Substrat abgeschieden und bilden dort eine dünne Schicht der gewünschten Verbindung. Der am PVcomB verwendete Herstellungsprozess wird bereits in der Industrie eingesetzt, aber er läuft derzeit noch relativ langsam ab. Im speedCIGS-Projekt soll dieser Prozess beschleunigt werden, damit bei gleichen Investitionskosten mehr Module pro Zeiteinheit produziert werden können. Dadurch könnte die Herstellung von CIGS-Solarmodulen deutlich günstiger werden, was der Technologie in der angespannten Marktlage einen Wettbewerbsvorteil verschaffen würde.

Am PVcomB soll zudem ein transparentes p-leitendes Material entwickelt werden, das einen entscheidenden Beitrag zur Entwicklung von hocheffizienten, auf CIGS-basierenden Tandemsolarzellen leisten soll.

Bereits heute zeichnen sich polykristalline CIGS-Solarzellen insbesondere durch einen hohen Wirkungsgrad und hohe Energieerträge aus. Ein weiterer Vorteil ist das ästhetisch ansprechende Erscheinungsbild der Module, die sich gut in die Gebäudearchitektur integrieren lassen. 

Kontakt

Dr. Iver Lauermann

Tel.: 030 / 8062-15694

E-Mail: iver.lauermann@helmholtz-berlin.de

Dr. Christian Kaufmann

Tel.: 030 / 8062-18143

E-Mail: kaufmann@helmholtz-berlin.de

Die Politische Theorie und das Phänomen Flucht

Eine Augsburger Tagung des Netzwerks Flüchtlingsforschung mit einem öffentlichen Vortrag von Matthew J. Gibney (Oxford) über "Refugees and the Limits of Responsibility" am 17. November 2016

Augsburg/MF/KPP - Aus England, Kanada und den USA sowie von zahlreichen deutschen Universitäten kommen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, die am 17. und 18. November 2016 in Augsburg bei einer Tagung des Netzwerks Flüchtlingsforschung unter dem Titel "Political Theory on Refugees" zu der Frage referieren werden, wie sich Konzepte aus der Politischen Theorie auf das Thema Flucht anwenden und ggf. entsprechend erweitern lassen. Am Abend des 17. November sind alle Interessierten bei freiem Eintritt zu einem öffentlichen Vortrag im Rahmen dieser Tagung eingeladen: Matthew J. Gibney, Professor of Politics and Forced Migration an der Universität Oxford, spricht über "Refugees and the Limits of Responsibilty". Der Vortrag beginnt um 17.30 Uhr im Evangelischen Forum Annahof (Im Annahof, 86150 Augsburg).

Die Flüchtlingssituation ist in medialen und gesellschaftlichen Diskussionen ein zentrales und aktuelles Thema. Noch nicht systematisch untersucht ist bislang jedoch, welche Fragen sich im Kontext von Integration, Ausschluss, Teilhabechancen und gesellschaftlichem Wandel vor dem Hintergrund der politischen Ideengeschichte und der Demokratietheorie stellen und wie an die Bearbeitung dieser Fragen herangegangen werden kann.

Drei Schwerpunkte

Dieser Aufgabe stellt sich die Augsburger Tagung mit Konzentration auf drei Schwerpunkte:

• Wie lassen sich die klassische Demokratietheorie und insbesondere deren liberale, republikanische und kommunitaristische Beiträge mit der Flüchtlingsthematik verknüpfen?

• Unter welchen theoretischen und konzeptionellen Perspektiven werden demokratietheoretische Fragen vor dem Hintergrund wachsender Fluchtbewegungen immer dringlicher?

• Welche Konsequenzen schließlich hat es für das Selbstverständnis der Politischen Theorie, dass im Themenkontext "Flucht" mit Blick auf die Integrations- und Ausschließungserfahrungen von Geflüchteten nicht nur die Reformfähigkeit politischer Institutionen, sondern auch diejenige des politischen Denkens herausgefordert ist?

"Die große Resonanz auf unseren call for papers zu Beginn des Jahres", berichtet die Augsburger Politikwissenschaftlerin Melanie Frank, "hat es uns erlaubt, ein unser Thema präzise und umfassend abdeckendes Tagungsprogramm mit einer Mischung aus profilierten Vortragenden und Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissenschaftlern aus Deutschland, Großbritannien, Kanada und den USA zusammenzustellen und zwei prominente Hauptredner zu gewinnen: zum einen Julia Schulze Wessel, die sich mit ihren Arbeiten zum Begriff der Grenze hervorgetan hat; und zum anderen Matthew J. Gibney vom Refugee Studies Centre an der University of Oxford, das auf dem Gebiet, mit dem wir uns in unserer Tagung befassen, international führend ist."

Netzwerk Flüchtlingsforschung

Die Tagung wird organisiert von Melanie Frank, Mitarbeiterin an der Augsburger Professur für Vergleichende Politikwissenschaft (Prof. Dr. Peter A. Kraus) und ihren Kolleginnen Dr. Sybille De La Rosa (Universität Heidelberg) und Viktoria Hügel (Universität Brighton) für das "Netzwerk Flüchtlingsforschung" (http://fluechtlingsforschung.net).

Theorie im Dialog mit zivilgesellschaftlichen Akteuren

"Wir hoffen, mit der Tagung einerseits den Grundstein für eine umfassende und nicht nur punktuelle Verknüpfung politiktheoretischer Konzeptionen mit dem Thema Flucht legen zu können. Gleichzeitig ist es uns aber auch sehr wichtig, dazu beizutragen, die Forschung mit zivilgesellschaftlichen Akteuren in den Dialog zu bringen. Deshalb freuen wir uns sehr, dass auch Mitarbeiterinnen und Miterbeiter des Augsburger 'Grandhotel Cosmopolis' einen Vortrag zu unserer Tagung beisteuern", so Frank.

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Für den öffentlichen Vortrag von Matthew J. Gibney am 17. November um 17.30 Uhr ist keine Anmeldung erforderlich. Wer auch an anderen Teilen der Tagung teilnehmen möchte, wendet sich im Vorfeld bitte an melanie.frank@phil.uni-augsburg.de.

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Die Tagung "Political Theory on Refugees" wird von der Gesellschaft der Freunde der Universität Augsburg e. V. und von der Fritz-Thyssen-Stiftung gefördert.

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Ausführliches Tagungsprogramm zum Download:

http://idw-online.de/de/attachmentdata51613..pdf

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Ansprechpartnerin:

Melanie Frank

Netzwerk Flüchtlingsforschung

Professur für Vergleichende Politikwissenschaft

Universität Augsburg

86135 Augsburg

Telefon 0821/598-5869

melanie.frank@phil.uni-augsburg.de