Amateurastronomie und Amateurfunk? Sind das nicht nur zwei zusammengesetzt Worte die mit Amateur beginnen? Was hat denn das eine mit dem anderen zu tun? Mehr als es zunächst den Anschein hat! Sowohl in der Astronomie als auch bei der Funkerei spielen unter anderem unsere Sonne, Erscheinungen in der Erdatmosphäre, das Erdmagnetfeld und sogar unser guter, alter Erdmond eine wichtige Rolle.
Man trifft übrigens häufig auf Amateurastronomen die lizensierte Funkamateure sind oder umgekehrt auf Funkamateure die sich für Astronomie interessieren.
Was ein Amateurastronom macht sollte dem Leser dieser Webseite ja bekannt sein: Er beschäftigt sich in seiner Freizeit mit Astronomie und ist in der Regel auch aktiver Beobachter. Einige Amateurastronomen sind sogar so gut ausgerüstet, daß der einzige Unterschied zu den Profiastronomen nur der ist, daß sich die einen in der Freizeit und die anderen während der Arbeitszeit mit der Astronomie beschäftigen.
Bei den Funkern sieht es ähnlich aus wie bei den Astronomen. Auch hier findet man immer wieder faszinierende Stationsausrüstungen bei den Funkamateuren, die denen der professionellen Funker in nichts nachstehen. Der Gesetzgeber definiert Amateurfunk übrigens wie folgt:
§2 Absatz 2 Amateurfunkgesetz (AfuG 1997) (16.5.97)
Amateurfunkdienst ist ein Funkdienst, der von Funkamateuren untereinander, zu experimentellen und technisch-wissenschaftlichen Studien, zur eigenen Weiterbildung, zur Völkerverständigung und zur Unterstützung von Hilfsaktionen in Not- und Katastrophenfällen wahrgenommen wird; der Amateurfunkdienst schließt die Benutzung von Weltraumfunkstellen ein. Der Amateurfunkdienst und der Amateurfunkdienst über Satelliten sind keine Sicherheitsfunkdienste.
Im folgenden möchte nun näher auf einige der sowohl für Amateurastronomen und Funkamateuren interessanten Phänomene und die Unterschiede in der Betrachtungsweise eingehen:
Die Sonnenaktivität ist dem bekannten 11-Jahres-Zyklus unterworfen. Der Amateurastronom kann im Sonnenfleckenminimum durchaus mal eine ganz fleckenlose Sonne zu sehen zu bekommen und im Sonnenfleckenmaximum sehr viele und große Sonnenflecken bewundern.
Für den Funkamateur läßt es sich zur Zeit des Sonnenfleckenmaximums besonders gut funken. Aber es kann auch schon mal zu viel des Guten sein, dann liegt der Funkverkehr völlig lahm oder ist zumindest stark gestört.
Neben der Sonnenaktivität hat auch die Stellung der Erde zur Sonne einen direkten Einfluß auf die Stärke der Ionisation der Ionosphäre und beeinflußt dadurch natürlich auch die Ausbreitungsbedingungen für Funksignale.
Die wohl bekannteste Auswirkung der Tatsache das sich die Stellung der Erde zur Sonne während eines Umlaufs, dessen Länge wir als ein Jahr definiert haben, ständig ändert sind die Jahreszeiten. Ursache hierfür ist, daß sich die Erde nicht auf einer Kreisbahn in deren Mittelpunkt die Sonne steht sondern auf einer elliptischen Bahn um Sonne bewegt. Die Sonne steht auch nicht im Mittelpunkt dieser Ellipse sondern in einem ihrer beiden Brennpunkte. Einen viel stärkeren Einfluß als der Abstand von Erde und Sonne hat aber der Einfallswinkel der solaren Strahlung die die Erde erreicht. Die Erdachse ist nämlich gegenüber der Erdbahn um ca. 23° geneigt. Die Ionosphäre ist nämlich um so stärker ionisiert, je steiler die solare Strahlung einfällt.
Während der Astronom sich mit immer genaueren Bahnberechnungen und -korrekturen beschäftigt interessiert sich der Funkamateur für die Ausbreitungsbedingungen der Funksignale die durch die unterschiedliche Stärke der Ionisation der Ionosphäre, hervorgerufen durch die oben beschriebenen Phänomene, auch jahreszeitlichen Veränderungen unterworfen sind.
Wie aus den Absätzen über die Sonnenaktivität und die Stellung der Erde zur Sonne zu entnehmen ist spielt die Ionosphäre sowohl in der Astronomie als auch beim Funken eine wichtige Rolle. Deshalb soll in diesem Absatz etwas ausführlicher auf diese Atmosphärenschicht eingegangen werden.
Normalerweise hält die Erdatmosphäre den Hauptteil der schädlichen Strahlung ab. Der Hauptanteil an dieser Strahlung kommt in Form des Sonnenwindes von unserer Sonne. Dabei entsteht die Ionosphäre,eine elektrisch geladene Atmosphärenschicht. Die Ionosphäre ist also eine durch Sonneneinstrahlung ionisierte und damit elektrisch leitfähige Atmosphärenschicht. Sie befindet sich in etwa 90 bis 300km über der Erdoberfläche.
Der Astronom oder Astrophysiker interessiert sich für die Kernreaktionen, die hier ablaufen. Der Funkamateur macht sich die Tatsache zu Nutze, daß seine Singale einmal oder auch mehrmals zwischen der Ionosphäre und der Erdoberflächen hin und her reflektiert werden können und so die Möglichkeit besteht große Reichsweiten zu erzielen. Das Reflexionsvermögen der Ionosphäre ist von der Stärke der Ionisation (Sommer - Winter, Tag - Nacht, Sonnenaktivität) und von der Wellenlänge der elektromagnetischen Wellen abhängig. Die Reflexion an der Ionosphäre wird fast ausschließlich im Kurzwellenbereich genutzt. Im UKW-Bereich (>30MHz) haben Raumwellen fast keine Bedeutung.
Der bereits erwähnte Sonnenwind und koronale Massenauswürfe durch Sonneneruptionen beeinflussen natürlich nicht nur die Ionosphäre sondern auch das Erdmagnetfeld. Hier besteht ein sehr komplexer Zusammenhang.
Wenn die Erde bei größeren Sonneneruptionen direkt von der geladenen Teilchenwolke getroffen wird werden diese geladenen Teilchen, die auch Ionen genannt werden, vom Erdmagnetfeld so abgelenkt, daß sie vor allem in den polnahen Gebieten, eine höhere Ionisation der Ionosphäre bewirken, d.h. es entstehen in diesen Regionen der Ionosphäre mehr geladene Teilchen als sonst. Wenn sich diese Ionen wieder zu neutralen Molekülen zusammenfinden wird dabei Licht im sichtbaren Bereich ausgestrahlt und man bekommt dies in Form von Polarlichtern zu sehen.
Die Astronomen und die Astrophysiker versuchen anhand solcher Phänomene Rückschlüsse auf Vorgänge in der Sonne, in der Erdatmosphäre und im Erdmagnetfeld zu ziehen.
An diesen stärker als normal ionisierten Bereichen der Atmosphäre können, wie sollte es auch anders sein, Funkwellen gebrochen werden. Die zusätzliche Ionisation macht eine Reflexion der Raumwellen im VHF-Bereich (50-MHz-Band und 144-MHz-Band) möglich. Die Signale sind meist so verbrummt, daß nur noch Morsetelegraphie möglich ist. Telephonie ist fast unverständlich. Es klingt, als ob jemand ohne Kehlkopf heiser flüstert. Der Funker spricht dann von Polarlichtscatter oder Aurorascatter.
Es soll an dieser Stelle nicht unerwähnt bleiben daß es auch möglich ist das Erdmagnetfeld mit Hilfe sogenannter Magnetometer ständig zu beobachten, um aus Veränderungen des Erdmagnetfeldes Schlüsse darauf zu ziehen wie groß die Wahrscheinlichkeit ist Polarlichter beobachten zu können.
Neben all diesen Phänomenen, die von unserer Sonne verursacht werden gibt es noch eine Erscheinung, die uns aus dem interplanetaren Raum erreicht: Meteore oder Sternschnuppen.
Für den Astronomen stellen hier viele Fragen wie zum Beispiel: Welcher Komet hat den Staub hinterlassen den wir als Meteorschauer sehen? Wann ist der Sternschnuppenregen wo auf der Erde zu sehen und wie stark wird er sein? Wie viele Sternschnuppen bekommt man in einer bestimmten Zeit zu sehen? Bei der Beantwortung der letzten Frage helfen übrigens auch viele Amateurastronomen, die sich in der Nacht auf freies Feld begeben und die Meteore zählen.
Einige Funkamateure haben bei aller Schönheit dieses Naturschauspiels natürlich wieder nur die Funkerei im Sinn. Schließlich sind doch die schönen Leuchtspuren nichts andres als das Nachleuchten von ionisierten Teilchen wenn ein Meteor in die Atmosphäre eindringt. An dieser Ionisationsspur lassen sich, wie soll es auch anders sein, Funksignale reflektieren. Die Lebensdauer einer solchen in ca. 100km Höhe befindlichen Ionisationsspur beträgt Sekundenbruchteile (Ping) bis wenige Sekunden (Burst), in seltenen Fällen bei großen Meteorströmen bis zu zwei Minuten. Es ist möglich Fundverbindungen in Morsetelegraphie abzuwickeln. Es wird mit sehr hohem Tempo von mehr als 1.000 Zeichen pro Minute gearbeitet. Die empfangenen Signale werden per Tonband oder Computer aufgezeichnet, gespeichert und mit „normaler“ Geschwindigkeit ausgelesen. Diese Betriebsart wird als Meteorscatter bezeichnet.
Bei all diesen Betrachtungen soll natürlich unser Erdtrabant, der Mond, nicht vergessen werden.
Für die Amateurastronom ist er eigentlich ein Dauerbrenner. Ich will hier nur ein Beispiel herausgreifen: Er bedeckt immer wieder Sterne und dann gilt es durch gezielte Beobachtungen den genauen Zeitpunkt zu ermitteln. Aus den Ergebnissen vieler solcher Beobachtungen, die im übrigen ausschließlich von Amateurastronomen gemacht werden, lassen sich unter anderem Oberflächenstrukturen auf dem Mond wie zum Beispiel Form und Höhe von Bergen berechnen oder auch Korrekturen der Mondbahn berechnen, die durch gravitative Einflüsse immer wieder gestört wird.
Die Funkamateure nutzen den Mond natürlich für ihre Zwecke, denn an seiner Oberfläche werden Funksignale reflektiert. Da ein großer Teil der Sendeleistung am Mond vorbeigeht und die Reflexion an der unebenen Mondoberfläche sehr diffus ist braucht man sehr hohe Leistungen und gute Richtantennen mit sehr genauer Ausrichtung und Nachführung. Da sich die beiden Amateurfunkstationen auf der Erde befinden heißt diese Betriebsart Erde-Mond-Erde oder abgekürzt EME.
Neben unserem Mond gibt es natürlich zahlreiche künstliche Erdtrabanten, die Satelliten.
Bei den Astronomen verfügen natürlich nur die Profiastronomen über das nötige Budget um ihre Beobachtungsstationen in Form von Satelliten in den Weltraum zu verlegen.
Wenn die Profiastronomen ihre eigenen Satelliten haben haben die Funkamateure, wie sollte es auch anders sein, ihre eigenen, speziellen Amateurfunksatelliten. Bei Satellitenfunkverbindungen wird der Funkverkehr mit Hilfe von Relaisstationen oder Linearumsetzern, die sich auf einem Satelliten befinden abgewickelt. Die Satelliten tragen meist den Namen Oscar (= Orbiting Satellite Carrying Amateur Radio). Ein Teil dieser Satelliten wurde sogar fast ausschließlich von Funkamateuren gebaut.
Dann gibt es natürlich noch ein Thema was nicht unerwähnt bleiben soll: Radioastronomie.
Die Radiowellen, die dort untersucht werden sind auch nichts anderes als elektromagnetische Wellen, die unter anderem von unserer Sonne abgestrahlt werden. Anlagen in den Dimensionen wie sie von den Profiastronomen betrieben werden sind natürlich sowohl für Amateurastronomen als auch für Funkamateure nicht zu realisieren. Mit einigem Aufwand ist es aber auch für den Funkamateur möglich Radioastronomische Beobachtungen zu machen.
An dieser Stelle will ich enden und ich hoffe daß ich es denjenigen Lesern, die bis zum Ende des Artikels durchgehalten haben, ein wenig verständlich machen konnte, daß Amateurastronomie und Amateurfunk mehr Gemeinsamkeiten haben als nur zwei zusammengesetzt Worte zu sein die mit Amateur- beginnen.
Aktualisiert 2002 12 22 von Martina Haupt