April 27, 2022

CASTOR

Was?
CASTOR (Combined Analysis Sensors for Trioxygen and Oxygen Richness) ist ein Experiment, welches neuartige Ozon- und Luftfeuchtigkeitssensoren im Rahmen des REXUS/BEXUS Programms für die Atmosphärenforschung unter realistischen Bedingungen testet und Messwerte erfässt.

Wie?
Die experimentellen Sensoren werden in einer Sensorbox mit einem Stratosphärenballon auf eine Höhe von 25-30 km befördert. Während des Fluges messen diese regelmäßig den Ozon- und Luftfeuchtigkeitsgehalt. Zur Evaluierung der Funktionsfähigkeit befinden sich zudem Referenzsensoren herkömmlicher Bauart sowie Druck- und Temperatursensoren an Bord.

Sensorbox ohne Isolation

Warum?
Die Messung der Ozonkonzentration und der relativen Luftfeuchtigkeit spielen eine wichtige Rolle in der Atmosphärenforschung. Die wichtigste Aufgabe der Ozonschicht ist der Schutz der Erdoberfläche vor schädlicher UV-Strahlung. Luftfeuchtigkeitsmessungen sind unter anderem für meteorologische Vorhersagen und Klimaforschung wichtig.
Die neu entwickelten und verbesserten Sensoren zeigen keine bekannten Querempfindlichkeiten auf und zeichnen sich durch kostengünstige Fertigung, Robustheit und kurze Ansprechzeiten aus. Sie werden die Messung von Ozonkonzentration und Luftfeuchtigkeit in der oberen Atmosphäre in Zukunft erleichtern.

Wo und Wann?
Der Ballon wird vom Ballon- und Raketenstartplatz ESRANGE (European Space and Sounding Rocket Range) starten. ESRANGE liegt nahe der Stadt Kiruna im Norden von Schweden. Die Kampagne ist für Oktober 2023 geplant – ein genauer Starttermin steht noch nicht fest.

Wer?
Die experimentellen Sensoren wurden am Institut für Luft- und Raumfahrtechnik der Technischen Universität Dresden (TUD) entwickelt und verbessert.
Das Experiment wird von Mitgliedern der Hochschulgruppe STAR Dresden von der TUD geplant, entwickelt und durchgeführt.


Die Sensoren
Der Ozonsensor misst den Ozon-Partialdruck in der Luft durch eine elektrochemische Reaktion von Ozon zu Sauerstoff im wässrigen Medium. Der dabei fließende Strom ist proportional zum Ozon-Partialdruck.
Der Luftfeuchtigkeitssensor besitzt ein aktives Medium aus Kohlenstoffnanoröhrchen. Durch die Absorption von Wasserdampf aus der Umgebungsluft ändert sich der Widerstand des Mediums in Abhängigkeit von der relativen Luftfeuchtigkeit

Vorgängerprojekt ϒ-VOLANTIS
In dem Experiment ϒ-VOLANTIS wurden Vorgängerversionen der experimentellen Ozon- und Luftfeuchtigkeitssensoren im Rahmen des BEXUS-Programms getestet. Die grundsätzliche Funktionsfähigkeit der experimentellen Sensoren konnte bestätigt werden, diese zeigten jedoch Abweichungen zu den Referenzsensoren. Die berechnete Gesamtkorrelation zwischen dem experimentellen Luftfeuchtigkeits- und dem Referenzsensor betrug 0,471 (Mittlere Korrelation). Mit den experimentellen Ozonsensoren konnten aufgrund technischer Defekte keine Daten ermittelt werden. Mehr Infos hier.

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