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Magnetlabor "Magnetsrode"

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Leitung: Akad. Oberrat Dr. rer. nat. Dipl. Phys. Ingo Richter

Dr. Julia Immoor
Haus 2 im Winter (Kalibrierspulensystem)

Das Institut betreibt seit 1966 ein eigenes Laboratorium für magnetische Messungen auf dem Gelände der Bundesforschungsanstalt für Landwirtschaft (FAL). Es befindet sich bei den geographischen Koordinaten 52.2886° Nord und 10.4230° Ost. Den Komplex von vier Meßhütten, die wir dort als Gäste errichten durften, haben wir „Magnetsrode“ genannt. Dieser Name leitet sich aus dem Wort „Magnet“ und der Endung „-rode“ ab, welche oft in Ortsnamen in der Gegend vorkommt. Eine häufig benutzte Abkürzung ist „MRode“.

In Magnetsrode werden alle diejenigen Kalibrierungen, Versuche, Proberegistrierungen und sonstigen Experimente des Institutes vorgenommen, die sich in den Institutsräumen innerhalb Braunschweigs wegen der künstlichen (technischen) magnetischen Störungen durch Verkehr (hauptsächlich Straßen-, Eisenbahn) und Industrie nicht ausführen lassen. Ein Teil der in Magnetsrode kontinuierlich registrierten Daten, z. B. die Komponenten des Erdmagnetfeldes, werden via Telemetrie zum Institut gesendet, wo sie gespeichert und weltweit verfügbar gemacht werden. Das Labor besitzt jedoch keinen Observatoriumsstatus. Internationale Partner sind das Institut für Weltraumforschung der Österreichischen Akademie der Wissenschaften in Graz und das Imperial College London.

 

Hier geht's zum Datenarchiv

 

Braunbek-Spulensystem

In den Jahren 1991 und 2003 wurde Magnetsrode technisch grundlegend erneuert. Nach wie vor ist das große Braunbek-Spulensystem, ein System von drei ineinander geschachtelten Braunbek-Spulen, das wichtigste Instrument des Laboratoriums. Diese Anordnung mitsamt der neuen zugehörigen Stromquellen und Verstärker gestattet es, im Spulensystem Gleichfelder und niederfrequente Wechselfelder bis zu 120.000 Nanotesla [nT] (gut dem doppelten des Erdmagnetfeldes) zu erzeugen. Dadurch ist es möglich, das Magnetfeld für jeden Ort der Erde und ihrer Umgebung im interplanetaren Raum zu simulieren.

Dieses System wird auch dazu verwendet, das natürliche Erdmagnetfeld zu kompensieren. Als Signalquelle dazu dient ein, 50 m querab zum Spulensystem angeordnetes, präzises Stations-Magnetometer. Dieses dreiachsige Magnetfeld-Meßsystem (Fluxgate) erfaßt das Erdfeld und seine Schwankungen mit einer Auflösung, die besser als 0,1 nT (etwa dem 500.000ten Teil des Erdmagnetfeldes) ist. Der nahezu feldfreie Raum im Innern des Braunbek-Systems (Restfeld ca. 1 nT) dient dann den Kalibrierarbeiten von hoch empfindlichen Magnetfeldmeßgeräten, wie sie beispielsweise bei Satelliten-Missionen  eingesetzt werden. Für den feldfreien Experimentierraum steht seit 2005 auch eine neu entwickelte Temperaturbox zur Verfügung, so daß eine Kalibrierung der Instrumente im Temperaturbereich -196°C bis +200°C erfolgen kann.

 

 

Magnetometer-Kalibrierung

Die neue Instrumentierung erlaubt auch die Erzeugung umlaufender Magnetfeldvektoren. Damit läßt sich das Magnetfeld spinstabilisierter Raumfahrzeuge simulieren. Mit Generatoren für willkürliche Wellenformen lassen sich auch schnelle Wechsel (Schocks) des interplanetaren Magnetfeldes nachbilden und auf diese Weise Schock-Detektoren testen.

Mit der inzwischen voll automatisierten, PC-gesteuerten Magnetfeld-Kalibrieranlage werden bzw. wurden in letzter Zeit die Magnetometer für die Raumfahrt-Missionen

  • AZUR
  • DIAL
  • HELIOS 1/2
  • GIOTTO
  • TETHER
  • MARS-96
  • EQUATOR-S
  • OERSTED
  • ASTRID
  • CASSINI
  • CHAMP
  • DEEP SPACE 1
  • CLUSTER
  • DOUBLESTAR
  • ROSETTA
  • VENUS EXPRESS
  • THEMIS
  • BEPICOLOMBO
  • MMS
  • MASCOT
  • SOLAR ORBITER
  • JUICE
  • EUROPACLIPPER

sowie das für die kontinentale Tiefbohrung KTB kalibriert.

Magnetsrode ist die einzige Anlage ihrer Art in Deutschland und weltweit.

Aufbau des Laboratoriums

Haus 0:

Hier befindet sich das Heizungssystem für Haus 2, der Telemetrie-Sender und das Gravimeter, welches kontinuierlich die Vertikalkomponente des Erdschwerefeldes registriert.

Haus 1:

Rechner Magnetsrode

Dies ist das Kontroll- und Steuerhaus des Laboratoriums. Hier befinden sich die Rechner zur Steuerung der Anlage und zur Erfassung der Daten sowie die komplette Hardware zur Feldkompensierung, Feldgenierung und Feldmessung.

Spannungs-Strom-Wandler zur Felderzeugung
Spannungs-Strom-Wandler zur Felderzeugung

Es stehen programmierbare AC-und DC-Quellen samt Filter für 3 Achsen zur Verfügung

Feldgenerierungsgeräte
Feldgenerierungsgeräte

Im oberen Teil ist das SOLARTRON Multimeter zur Feldüberwachung zu erkennen. Im unteren Teil befindet sich die Analogelektronik zur Feldkompensation und die Telemetrie-Elektronik.

Haus 2:

Kalibrierspulensystem
Kalibrierspulensystem

Hier steht das Kalibrierspulensystem. Es ist ein 3-Achs-Braunbek-System mit etwa 2,5 m Durchmesser.

Haus 3:

mobiles Spulensystem
mobiles Spulensystem

Dieses Haus beherbergt ein kleines (1.2 m Durchmesser) zweiachsiges mobiles Spulensystem samt Steuerhardware. Es wird für magnetische Reinheitsmessungen benutzt.

Ferner befindet sich hier ein großes (4 m Durchmesser) 3-achsiges Spulensystem, das seinen Platz direkt an den Wänden des Hauses findet, für magnetische Reinheitsuntersuchungen von größeren Satellitensubsystemen.

Kontakt: Dr. Ingo Richter

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