Ionosphäre als Radiosender

Koreanische Tüftler wollen einen Teil der Atmosphäre als aktive Sendeantenne nutzen. Die Ionosphäre, die Schicht zwischen 60 bis etwa 1000 Kilometern Höhe, ist bis jetzt nur indirekt für Radiowellen nützlich.

Seoul (Südkorea) - Ihre Unterseite reflektiert Kurzwellen, so dass Amateurfunker ihre Nachrichten problemlos auch auf die andere Seite der Erde bekommen. Andere Radiowellen werden mehr oder weniger absorbiert, die Signalwellen für den Satellitenfunk gehen ungehindert hindurch. Die Idee von Samsung-Mitarbeitern nutzt die Tatsache, dass wegen großer Mengen ionisierter Teilchen in der Ionosphäre Gleichströme fließen. Nun soll ein Radiosignal auf einer starken Trägerwelle in der Ionosphäre einen Wechselstrom auslösen, der dann das Radiosignal aktiv wieder abstrahlt. Aussagen zu Störungen der Atmosphäre finden sich nicht im Patentantrag, der jetzt beim US-Patentamt eingereicht wurde.

"Der Einsatz von Telekommunikationssatelliten erfordert enormen Aufwand und ständigen Unterhalt", heißt es im Patentantrag von Sang-Hun Lee von Samsung Electronics Ltd. Offenbar soll der Einsatz der Ionosphäre als kostengünstige Alternative für Mobilfunkdienstleistungen dienen. So nennt der Antrag einige exemplarische Aufbauten für diesen Zweck, hält aber ausdrücklich viele andere für möglich. Das Prinzip dahinter ist immer das gleiche: Ein ultrahochfrequentes (UHF) Funksignal mit einer Frequenz von wenigen hundert Megahertz wird auf eine Trägerfrequenz von rund einem Gigahertz aufmoduliert. Hinreichend verstärkt und gebündelt soll es gezielt auf die Unterseite der Ionosphäre gesendet werden. Beim Auftreffen, so die Idee, absorbiert die Atmosphärenschicht das Trägersignal und das UHF-Funksignal verändert die Temperatur der Elektronen, die in der Ionosphäre strömen. Der Theorie nach verursacht dies einen Wechselstrom, der sich passend modulieren lässt. Dann würde der Punkt, auf den der Signalstrahl aufgetroffen ist, seinerseits zu einem Radiosender, der das UHF-Signal aktiv zur Erde zurücksendet.

Die Ionosphäre besteht aus einem Gasplasma, weil ihre Gasteilchen von der kosmischen Strahlung weitgehend in Ionen und freie Elektronen zerlegt sind. Entsprechend finden sich starke elektromagnetische Felder, die in Reaktion auf die elektrisch geladenen Sonnenwind-Teilchen zu den sichtbaren Polarlichtern führen und so genannte elektromagnetische Stürme hervorrufen können. Die Reflexion von Radiowellen verändert sich je nach Tageszeit und Sonnenaktivität.