Wolfgang BaumjohannWolfgang Baumjohann Institut für WeltraumforschungInstitut für...
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Wolfgang BaumjohannInstitut für WeltraumforschungÖsterreichische Akademie der Wissenschaften
Willkommen am IWF
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Institut für WeltraumforschungSeit mehr als 40 Jahren aktiv in der Erforschung des erdnahen Weltraums und Sonnensystems80+ Wissenschaftler & Techniker aus 13 Nationen sind in drei Forschungsgebieten tätig: Erdschwerefeld Weltraumplasmaphysik Erforschung des Sonnensystemsmittels Instrumentenbau, Datenanalyse und Theorie
2
3
28 Missionen - 89 Fluginstrumente Satellitenmission Agentur Ziel
Start
Instrumente
Venera 13/14 Russland Venus 1981 Spacelab 1 ESA/NASA Erdmagnetosphäre 1983 VEGA 1/2 Russland Venus, Comet Halley 1984 Phobos Russland Mars, Phobos 1988 AustroMIR Russland/Österreich Erdmagnetosphäre 1991 Interball Russland Erdmagnetosphäre 1995 MIR Russland Erdmagnetosphäre 1997 Deep Space 1 NASA Asteroid Braille, Comet Borrelly 1997 Cassini/Huygens NASA/ESA Saturn 1997 Equator-S Deutschland Erdmagnetosphäre 1998 Cluster ESA Erdmagnetosphäre 2000 Mars Express ESA Mars 2003 DoubleStar China Erdmagnetosphäre 2003 Rosetta ESA Komet Churyumov-Gerasimenko 2004 Venus Express ESA Venus 2005 COROT Frankreich Astronomie 2006 STEREO NASA Sonne 2006 THEMIS NASA Erdmagnetosphäre 2007 GOCE ESA Erdschwerefeld 2009 Juno NASA Jupiter 2011 Yinghuo China Mars 2011 Radiation Belt Storm Probes NASA Erdmagnetosphäre 2012 Magnetospheric MultiScale NASA Erdmagnetosphäre 2014 BepiColombo ESA/Japan Merkur 2015 Resonance Russland Erdmagnetosphäre 2015 ElectroMagnetic Satellite China Erdionosphäre 2015 InSight NASA Mars 2016 Solar Orbiter ESA Sonne 2017 im Orbit/operationell / in Bau; Principal Investigator Co-I
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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
Papers Citations Citations/ Paper Papers/ Million Citations/ Million USA 4956 USA 54427 France 14.2 Austria 27.7 Finland 362
France 1522 France 21676 Finland 13.4 Finland 27.1 France 346 Germany 1121 UK 13210 Austria 12.3 CH 26.9 Austria 339
UK 1121 Germany 13154 Sweden 12.0 Sweden 24.4 CH 318 Italy 682 Italy 7224 CH 11.8 France 24.3 Sweden 292
Russia 449 Japan 3578 UK 11.8 NL 18.3 UK 213 China 445 Russia 3318 Germany 11.7 UK 18.1 USA 171 Japan 418 Austria 2844 Canada 11.1 Belgium 16.6 Germany 160
NL 305 Sweden 2718 USA 11.0 USA 15.6 NL 149 Spain 280 Canada 2668 Italy 10.6 Germany 13.7 Belgium 146
Canada 240 Spain 2614 Spain 9.3 Italy 11.4 Italy 120 Austria 232 China 2605 Belgium 8.8 Canada 7.1 Canada 79
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Externe Evaluierung 2011 Beurteilung des Instituts als“outstanding” , “certainly at the top of its
field for an institute of this size” Beurteilung der Wissenschaft als“excellent”, “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 erwähntDrittmittel 2008-2011 während der letzten vier Jahre fast die Hälfte des IWF-Budgets durch
Drittmittel abgedeckt (Drittmittel-Quote 70-90%)
Weitere Leistungs-Indikatoren
Herausforderung: extreme Temperaturen energiereiche Strahlung Schockbelastung beim Start keine ReparaturmöglichkeitSpezielle Testeinrichtungen: Temperaturtestanlagen Vakuumkammern Magnetometerlabor Penetrometrie-TeststandEntwicklungsstufen: Labormodell Ingenieurmodell Qualifikationsmodell Flugmodell
Entwickeln, bauen, testen & messen
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Instrumentenbau ⇋ Datenanalyse
RadiowellenFischer Instrumententwicklung
Magnes, Steller, Torkar
WeltraumplasmaphysikNakamura, Narita, Zhang
Schwerefeld & SLRBaur, Kirchner
Exo- & IonosphärenHausleitner, Lammer
ET-OberflächenKömle
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Weltraummissionen 2000-2020
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Entferntester AußenpostenZusammen 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).
Mikrofon zur Messung von Windgeräuschen und -turbulenz
Cassini/Huygens: Saturn & TitanCassini-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
Cluster: IonenplasmaphysikDie 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
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
Venus Express: Venus-AtmosphäreDie 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)
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CoRoT: Suche nach Exoplaneten
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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)
THEMIS: TeilsturmphysikDie fünf THEMIS-Satellitenund 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
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GOCE: Gravitation/Ozeanzirkulation
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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)
MMS: ElektronenplasmaphysikDie 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
BepiColombo: MerkurDie 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
Referierte Artikel in WoS/SCI
19
01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 1119 12 19 21 25 32 24 34 39 29 38
3632 20
3345 39 61
99 96
8091
Erstautor IWF IWF Co-Autoren
Zitierungen (WoS/SCI)
01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11415 441 401
815 8351150 1264
17122134 2373
2719
20
Medienpräsenz (Print, Radio, TV)
01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 1119 46
106
217162
255292
157228 203
316
21
Budget: Drittmittelquote (%)
22
01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11
15
5233
4424 17
4027 32 30
44
0.742588387933831
0.9310983397190290.8074195308
23786
7.99558864074993
33.3835971969894
58.441498275012145.013068317
0673
39.5837390457644
über ÖAW Direktzahlungen (ESA an IWF-Industriepartner, FWF Reisen etc.)
20%
40%
60%
80%
Budget
01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 110
1000000
2000000
3000000
4000000
5000000
6000000
7000000
8000000
9000000
20380002302000250500025070002606000282900030270003256000341790835505003550500974000639000430000576000526000
837000600000597450640000650000557000454169
15364259911041382735779323
6604001741413
2316413
368972031686523433776
Ordinarium/Personal Ordinarium/Sachaufwand Drittmittel
k€
23
24
Alter - Wissenschaftler/Ingenieure
20-29 30-39 40-49 50-59 60+3
7
3
4
11
2
1
2
16
75
ÖAW permanent ÖAW temporär Drittmittel
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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 (ASPOC→FEEP)
Wissenschaftliches Verständnis unserer Umgebung als Grundlage für notwendige Vorhersagen (Weltraumwetter)
Begeisterung junger Menschen für (Natur-)Wissenschaft und Technik
Wozu das Alles?
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Der wahre Grund…
Wanderer über dem NebelmeerCaspar David Friedrich, 1818 Ohne TitelDavid Southwood, 2005Ausblick vom WohnradFrank R. Paul, ca. 1935
Danke
27