Fernerkundung von Flugzeugen und Ballons

In der Arbeitsgruppe FFB werden horizontsondierende Fourier-Transform Infrarot-(FTIR) Spektrometer entwickelt und betrieben. Diese sind auf Stratosphärenballons und hochreichenden Flugzeugen im Einsatz, um höhenaufgelöste Verteilungen von Temperatur, Wasserdampf und Spurengasen (z.B. Ozon, CH₄, N₂O, CFCs, HCFCs, HNO₃, ClONO₂, NO₂, HNO₄, NH₃, CCl₄, CF₄, C₂H₆, SF₆, OCS, SO₂) und deren Isotopologen (z.B. HDO) sowie von Aerosolen (NH₄NO₃(s), H₂SO₄(l)) in der Erdatmosphäre zu bestimmen.

Horizont-abtastende Geräte, wie die Ballon- und Flugzeug-Versionen von MIPAS (Michelson Interferometer für Passive Atmosphärische Sondierung) wurden in vielen Messkampagnen über 20 Jahre weltweit eingesetzt.

Das aktuelle "Arbeitspferd" der Gruppe FFB ist das abbildende FTIR Spektrometer GLORIA - ein Gemeinschaftsprojekt zwischen KIT und dem Forschungszentrum Jülich. GLORIA wurde erfolgreich auf zwei unterschiedlichen Trägern eingesetzt: dem russischen Höhenforschungsflugzeug Geophysica und der deutschen HALO. Darüber hinaus wurden mit der Ballonversion GLORIA-B Flüge mit großen Stratosphärenballons erfolgreich durchgeführt. GLORIA ist weltweit das erste abbildende Horizonsondierungsinstrument, das mit hoher spektraler und räumlicher Auflösung den Zustand der Atmosphäre erfasst. Es dient damit auch als Prototyp für ein zukünftiges Satellitengerät.

Parallel zu den Messkampagnen arbeiten wir an einer Miniaturisierung der Messtechnik. Neuartige Technologien und Fertigungsmethoden erlauben es deutlich kleinere und robustere Instrumente zu bauen, die schneller und kostengünstiger auf hochfliegenden Trägern eingesetzt werden können.

Ein weiteres Ziel der Arbeitsgruppe FFB ist die Charakterisierung des spektrometrischen und radiometrischen Verhaltens von abbildenden Spektrometern als Grundlage für Algorithmen zur Rekonstruktion von atmosphärischen Größen aus den Fernerkundungsmessungen. Dabei arbeitet die Gruppe eng mit Raumfahrtbehörden und Raumfahrtindustrie zusammen.