Wolfgang BaumjohannWolfgang Baumjohann Institut für WeltraumforschungInstitut für Weltraumforschung Österreichische Akademie der WissenschaftenÖsterreichische.

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1 Wolfgang BaumjohannWolfgang Baumjohann Institut für WeltraumforschungInstitut für Weltraumforschung Österreichische Akademie der WissenschaftenÖsterreichische Akademie der Wissenschaften Wolfgang BaumjohannWolfgang Baumjohann Institut für WeltraumforschungInstitut für Weltraumforschung Österreichische Akademie der WissenschaftenÖsterreichische Akademie der Wissenschaften Willkommen am IWF 1

2 Institut für Weltraumforschung Seit mehr als 40 Jahren aktiv in der Erforschung des erdnahen Weltraums und Sonnensystems 80+ Wissenschaftler & Techniker aus 13 Nationen sind in drei Forschungsgebieten tätig: Erdschwerefeld Weltraumplasmaphysik Erforschung des Sonnensystems mittels Instrumentenbau, Datenanalyse und Theorie 2

3 28 Missionen - 89 Fluginstrumente Satellitenmission AgenturZielStartInstrumente Venera 13/14RusslandVenus1981 Spacelab 1ESA/NASAErdmagnetosphäre1983 VEGA 1/2RusslandVenus, Comet Halley1984 PhobosRusslandMars, Phobos1988 AustroMIRRussland/ÖsterreichErdmagnetosphäre1991 InterballRusslandErdmagnetosphäre1995 MIRRusslandErdmagnetosphäre1997 Deep Space 1NASAAsteroid Braille, Comet Borrelly1997 Cassini/HuygensNASA/ESASaturn1997 Equator-SDeutschlandErdmagnetosphäre1998 ClusterESAErdmagnetosphäre2000 Mars ExpressESAMars2003 DoubleStarChinaErdmagnetosphäre2003 RosettaESAKomet Churyumov-Gerasimenko2004 Venus ExpressESAVenus2005 COROTFrankreichAstronomie2006 STEREONASASonne2006 THEMISNASAErdmagnetosphäre2007 GOCEESAErdschwerefeld2009 JunoNASAJupiter2011 YinghuoChinaMars2011 Radiation Belt Storm ProbesNASAErdmagnetosphäre2012 Magnetospheric MultiScaleNASAErdmagnetosphäre2014 BepiColomboESA/JapanMerkur2015 ResonanceRusslandErdmagnetosphäre2015 ElectroMagnetic SatelliteChinaErdionosphäre2015 InSightNASAMars2016 Solar OrbiterESASonne2017 im Orbit/operationell / in Bau; Principal Investigator Co-I 3

4 Top-Nationen bei Planetenforschung 2001-10 laut ISI/ScienceWatch limitiert auf Nationen mit >100 Zeitschriften & normiert auf die Bevölkerung Österreich, hier größtenteils gleichbedeutend mit IWF, unter den Top-3 in allen drei Disziplinen Top in Planetenforschung 4

5 Externe Evaluierung 2011 Beurteilung des Instituts alsoutstanding, certainly at the top of its field for an institute of this size Beurteilung der Wissenschaft alsexcellent, on par with the best international institutes in space science Scientific Advisory Board 2010 IWF is one of the leading space research institutes in Europe ÖAW Wissensbilanz 2008-2010 (kumulativ über 3 Jahre) IWF-Beitrag zu ISI-Artikeln in MN-Klasse: >19% bei Verwendung von <9% des MN-Budgets IWF konstant unter den meistzitierten ÖAW-Instituten Medienpräsenz: IWF konstant auf Platz 2-4; 2-3 Instituts-Mitarbeiter jährlich besonders oft erwähnt Drittmittel 2008-2011 während der letzten vier Jahre fast die Hälfte des IWF-Budgets durch Drittmittel abgedeckt (Drittmittel-Quote 70-90%) Weitere Leistungs-Indikatoren 5

6 Herausforderung: extreme Temperaturen energiereiche Strahlung Schockbelastung beim Start keine Reparaturmöglichkeit Spezielle Testeinrichtungen: Temperaturtestanlagen Vakuumkammern Magnetometerlabor Penetrometrie-Teststand Entwicklungsstufen: Labormodell Ingenieurmodell Qualifikationsmodell Flugmodell Entwickeln, bauen, testen & messen 6

7 Instrumentenbau Datenanalyse Radiowellen Fischer Instrumententwicklung Magnes, Steller, Torkar Weltraumplasmaphysik Nakamura, Narita, Zhang Schwerefeld & SLR Baur, Kirchner Exo- & Ionosphären Hausleitner, Lammer ET-Oberflächen Kömle 7

8 Weltraummissionen 2000-2020 8

9 Entferntester Außenposten Zusammen mit dem Huygens-Lander der ESA landeten nach acht Jahren Flugzeit im Januar 2005 mehrere Instrumente made in Graz auf dem Saturnmond Titan. Im Abstieg erforschten diese Geräte die Atmosphäre des Mondes (Aerosole, Blitze, Windturbulenz; mehrere Veröffentlichungen in Nature). 9 Mikrofon zur Messung von Windgeräuschen und -turbulenz

10 Cassini/Huygens: Saturn & Titan Cassini-Orbiter und Huygens- Lander erforschen gemeinsam das Saturnsystem Mitarbeit bei HASI und ACP auf europäischer Landesonde Messungen in der Atmosphäre des größten Saturnmondes Titan Suche nach Blitzen Mitarbeit bei RWPS auf Orbiter Analyse der Kilometer-Strahlung des Saturn Start: 1997 (ESA/NASA) Ankunft Saturn: Juli 2004 Landung Titan: Januar 2005 10

11 Cluster: Ionenplasmaphysik Die Cluster-Satelliten liefern Daten aus vier Punkten im Raum, wodurch erstmals Weltraumplasmaphysik betrieben werden kann Federführung bei Satelliten- Potenzialregelung Mitarbeit bei Entwicklung und Bau der Magnetometer Beteiligung an Elektronen- strahlexperiment, Ionen- und Elektronenspektrometer Start: Sommer 2000 (ESA) Konzentration der Datenanalyse auf Magnetosphärenschweif; über 170 Artikel 11

12 Rosetta: Kometenphysik 12 Rosetta-Orbiter und -Lander fliegen gemeinsam zum Kometen Churyumov-Gerasimenko Federführung bei MIDAS zur Mikroanalyse des Staubs in der Nähe des Kometen Mitarbeit an weiterem Staubinstrument und an Penetrometer Mitarbeit bei Magnetometern auf Orbiter und Lander Start: März 2004 (ESA) Messungen: ab 2014

13 Venus Express: Venus-Atmosphäre Die Raumsonde Venus Express und ihre Instrumente wurden in nur drei Jahren fertig gestellt Federführung bei Magnetometer Herausforderung: magnetisch unreine Raumsonde, kurzer Ausleger Beteiligung an Plasmadetektor Hauptziel: Untersuchung des Verlusts von (ionisierter) Venus- Atmosphäre an den Sonnenwind Start: November 2005 (ESA) 13

14 CoRoT: Suche nach Exoplaneten 14 Das französische Weltraumteleskop CoRoT (Convection Rotation and planetary Transit) beobachtet Sternbeben und sucht nach extrasolaren Planeten Bau eines Rechnersystems zur Selektion vordefinierter Bildbereiche Herausforderung: hohe Datenrate und simultane Bearbeitung von bis zu 6000 Bildbereichen hohe Zuverlässigkeit, da Bildinhalte die Ausrichtung des Satelliten definieren Start: 2006 (CNES)

15 THEMIS: Teilsturmphysik Die fünf THEMIS-Satelliten und Bodenstationen untersuchen Teilstürme in der Erdmagnetosphäre und liefern die endgültige Antwort auf eine 40 Jahre alte Frage Mitarbeit bei Design, Bau und Kalibrierung der Magnetometer Start: 2007 (NASA) Beobachtung teilweise gemeinsam mit Cluster und Double Star 15

16 GOCE: Gravitation/Ozeanzirkulation 16 Der GOCE-Satellit misst das Gravitationsfeld der Erde mit besonderer Genauigkeit und ermöglicht auch die Erforschung der Ozeanzirkulation Untersuchung der zeitlichen Variationen des Schwerefelds der Erde Entwicklung eines wesentlichen Teils der Auswertesoftware in Zusammenarbeit mit der TU Graz Start: 2009 (ESA)

17 MMS: Elektronenplasmaphysik Die vier MMS-Satelliten (Magnetospheric MultiScale) untersuchen Elektronenphysik der Beschleunigungsprozesse in der Erdmagnetosphäre ähnlich Cluster-Mission, aber kleinere Abstände schnellere Messungen IWF/Österreich größter nicht-amerikanischer Partner Federführung bei Potenzial- regelung der Satelliten Mitarbeit an Elektronen- strahlinstrument und Magnetometer Start: 2014 (NASA) 17

18 BepiColombo: Merkur Die beiden BepiColombo- Raumsonden (MMO & MPO) untersuchen die Merkur- oberfläche, sein Inneres und seine Magnetosphäre Federführung bei Magnetometer auf japanischem MMO Federführung bei Ionenspektrometer auf europäischem MPO Mitarbeit an Design und Bau des MPO-Magnetometers Start: 2015 (ESA/JAXA) 18

19 Referierte Artikel in WoS/SCI 19

20 Zitierungen (WoS/SCI) 20

21 Medienpräsenz (Print, Radio, TV) 21

22 Budget: Drittmittelquote (%) 22

23 Budget 23

24 Alter - Wissenschaftler/Ingenieure 24

25 Wissenschaftliche Fragestellungen im Vordergrund: Plasmaphysik des erdnahen Weltraums - Cluster-Mission Entstehung des Sonnensystems - Rosetta-Mission Erdschwerefeld und Ozeanströmungen - GOCE-Mission Wirtschaftlich-gesellschaftliche Bedeutung: Beim Bau wissenschaftlicher Weltrauminstrumente erwirbt Industrie notwendiges Know-how für kommerzielles Weltraumgeschäft Weiterentwicklung wissenschaftlicher Instrumente zu kommerziellen Produkten (ASPOCFEEP) Wissenschaftliches Verständnis unserer Umgebung als Grundlage für notwendige Vorhersagen (Weltraumwetter) Begeisterung junger Menschen für (Natur-)Wissenschaft und Technik Wozu das Alles? 25

26 Der wahre Grund… 26 Wanderer über dem Nebelmeer Caspar David Friedrich, 1818 Ohne Titel David Southwood, 2005 Ausblick vom Wohnrad Frank R. Paul, ca. 1935

27 Danke 27