Antarktis

Kurzwellenfunk

Drei Generationen im Eis

Kurzwellentechnik von Rohde & Schwarz sichert seit Jahrzehnten die Kommunikation der italienischen Antarktis-Forschungsstationen mit der Heimat.

Wer von unerschlossenem Gebiet aus mit einem entfernten Ziel kommunizieren will, hat nur zwei Optionen: Satelliten- oder Kurzwellenfunk. Satellitentelefone sind heute kaum noch größer als Mobilfunk-Handys und für den mobilen Einsatz in abgelegener Gegend alternativlos.

Beim stationären Betrieb und wenn eine Stromversorgung vorhanden ist, sieht es anders aus. Hier kann eine Kurzwellenlösung ins Auge gefasst werden. Ihre Vorteile: keine Verbindungskosten, Infrastrukturunabhängigkeit und Rund-um-die-Uhr-Verfügbarkeit.

In einer lebensfeindlichen Umwelt fernab jeder Zivilisation ist es nicht die schlechteste Strategie, sich in beiden Richtungen abzusichern und zweigleisig zu fahren. So halten es jedenfalls die beiden Antarktisstationen, die Italien betreibt. Wenn Satelliten in Reichweite sind, was in Polarnähe nicht zu jeder Tageszeit der Fall ist, nutzen sie die Satellitenoption, ansonsten greifen sie auf den HF-Funk zurück und setzen Technik von Rohde & Schwarz dafür ein.

Seit 30 Jahren so zuverlässig wie am ersten Tag: der 1-kW-Transceiver R&S®XK859C1 der Forschungsstation Mario Zucchelli.
Seit 30 Jahren so zuverlässig wie am ersten Tag: der 1-kW-Transceiver R&S®XK859C1 der Forschungsstation Mario Zucchelli.

ENEA setzt auf Profi-Equipment

Bereits 1988 rüstete die italienische Nationale Agentur für neue Technologien, Energie und nachhaltige Wirtschaftsentwicklung (ENEA) ihre antarktische Forschungsstation Mario Zucchelli in der Terra Nova Bay (Rossmeer) mit Kurzwellen-Equipment von Rohde & Schwarz aus. Beschafft wurden ein 1-kW-Transceiver R&S®XK859C1, ein 150-W-Transceiver R&S®XK852C1 und ein Empfänger R&S®EK890 – mithin das Beste, was damals zu haben war.

Aufgrund der guten Erfahrungen mit den Geräten kam vierzehn Jahre später die gemeinsam mit Frankreich betriebene Station Concordia ebenfalls in den Genuss von Rohde & Schwarz-Kurzwellentechnik; die zunächst nur in den Sommermonaten betriebene Station erhielt je einen 150-W-Transceiver R&S®XK852C1 und R&S®XK2100L. Seit Anfang 2019 ergänzt nun ein 1-kW-Transceiver der Familie M3SR®Series4100 die Ausstattung.

Kurzwellenfunkgeräte vom Typ M3SR®Series4100 werden auch in großen Schiffsfunkanlagen der Marine eingesetzt.
Kurzwellenfunkgeräte vom Typ M3SR®Series4100 werden auch in großen Schiffsfunkanlagen der Marine eingesetzt.

Kurzwelle macht unabhängig

Amateurfunkprodukte, mit denen man es zwischenzeitlich versucht hatte, waren den klimatischen Bedingungen vor Ort, wo die Durchschnittstemperatur bei -54,5 °C liegt, zum Opfer gefallen. Die Rohde & Schwarz-Funktechnik – für Heer und Marine entwickelt – erfüllt dagegen härteste MIL-Standards und ist durch Umwelteinflüsse nicht so leicht zu beeindrucken.

Mit der ursprünglichen Funkromantik, die der Kurzwelle immer noch anhaftet, hat die moderne Funkwirklichkeit im Übrigen nichts mehr zu tun. Das früher erforderliche Know-how des Funkers für diesen schwierig zu beherrschenden Wellenbereich, dessen Performance stark von atmosphärischen Einflüssen abhängt, wurde längst in den Funkprozessor verlagert, der automatisch für eine optimale Verbindung sorgt.

Auch digitale Wellenformen für Sprach- und Datenübertragung lassen sich dem Medium aufprägen. Nur der Übertragungsrate sind aufgrund der kleinen verfügbaren Bandbreite physikalische Grenzen gesetzt. Mit hoch entwickelten Wellenformen lassen sich knapp 20 kbit/s realisieren. Dafür ist die Kurzwelle das einzige Medium, das weltweite relaisfreie Punkt-zu-Punkt-Verbindungen ermöglicht.

Die italienisch-französische Forschungsstation Concordia ist seit 2005 ganzjährig besetzt.
Die italienisch-französische Forschungsstation Concordia ist seit 2005 ganzjährig besetzt.

Verlässliche Klimaprognosen dringender denn je

Die Concordia Research Station, 3233 m über dem Meeresspiegel an einem Ort namens Dome Concordia (Dome C) auf dem antarktischen Plateau gelegen, wird gemeinsam von den französischen und italienischen Polarprogrammen unterhalten. Neben der russischen Wostok-Station und der amerikanischen Amundsen-Scott-Station am Südpol ist sie die dritte ständig besetzte Antarktis-Forschungsstation.

In den 90er Jahren wurde Dome C vom European Project for Ice Coring in Antarctica (EPICA) für Eiskerntiefbohrungen im Rahmen des Älteste-Eis-Programms ausgewählt. Das war mit der Zielsetzung aufgelegt worden, die Klimageschichte der Erde zu rekonstruieren, um Prognosen über die zukünftige Entwicklung zu verbessern.

Ein Bohrkern des EPICA-Projekts aus 2775 m Tiefe.
Ein Bohrkern des EPICA-Projekts aus 2775 m Tiefe.

Jäger des alten Eises

Die von 1996 bis Ende 2004 durchgeführten Bohrungen reichten mit einer Bohrtiefe von 3270 m bis auf wenige Meter an den Kontinentalsockel heran. Die älteste dabei geborgene Eisprobe ist rund 800 000 Jahre alt.

Aus der Analyse des geologischen Archivs weiß man aber, dass sich vor dem sogenannten mittelpleistozänen Übergang, nach geologischen Zeitmaßstäben also unmittelbar davor, frostige (glaziale) und wärmere (interglaziale) Zeitalter im Rhythmus von 40 000 Jahren abwechselten. Danach verlängerte sich die Periodendauer auf etwa 100 000 Jahre.

Der Grund dafür ist unbekannt und Gegenstand der aktuellen Forschung der Concordia-Wissenschaftler, zu denen auch Vertreter des Alfred-Wegener-Instituts für Polar- und Meeresforschung in Bremerhaven gehören. Die Gesteinsproben geben darüber keinen Aufschluss, da sie keine Gasrückstände enthalten. Also muss man zeitlich noch tiefer ins Eis hinab.

Traversenfahrzeuge auf ihrer Reise von der Concordia Station zur Bohrstelle Little Dome C BAS, Robert Mulvaney.
Traversenfahrzeuge auf ihrer Reise von der Concordia Station zur Bohrstelle Little Dome C BAS, Robert Mulvaney.

Suchgebiet eingegrenzt

Geeignete Bohrstellen zu finden, war das bisherige Etappenziel der EPICA-Nachfolgemission „Beyond EPICA – das älteste Eis (BE-OI)“. Jetzt hofft man, fündig geworden zu sein. Nur rund 40 km von der Station entfernt hat man einen Bereich von drei Kilometern Durchmesser eingegrenzt. Die Bohrungen sollen aber erst 2021 beginnen und zunächst nur 100 m tief vorstoßen, um die Technik zu testen.

2024/2025 will man den an der Bohrstelle 2750 m dicken Eisschild komplett durchdrungen haben. Dann erfolgt die Auswertung, für die ein weiteres Jahr veranschlagt wird. Neben den Europäern mit ihrem BE-OI-Projekt im Umfeld von Dome C verfolgen auch andere Teams das Ziel, die Eine-Million-Jahre-Marke zu knacken, so die Japaner am Dome Fuji und die Chinesen am Dome A. Für den freundschaftlichen Wettlauf hat man sich im Rahmen der International Partnerships in Ice Core Sciences (IPICS) zu einem Arbeitsverbund zusammengeschlossen.

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