Am 28. Oktober 2018 startete die BepiColombo-Mission vom Weltraumflughafen in Kourou zum Merkur. Nach mehreren Swing-by-Manövern an Erde, Venus und Merkur wird die Sonde voraussichtlich am 5. Dezember 2025 in eine Umlaufbahn um den innersten Planeten des Sonnensystems eintreten.
Neben der Kartierung sowie der Untersuchung der chemischen und mineralogischen Zusammensetzung der Oberfläche des Planeten soll die Mission Aufschluss über den inneren Aufbau von Merkur und die Struktur des intrinsischen Magnetfeldes liefern. Das Magnetometer an Board des Mercury Planetary Orbiters (MPO) vom IGEP der TU Braunschweig wird dazu das Magnetfeld in der Umgebung von Merkur hochpräzise vermessen.
Das in der Magnetosphäre von Merkur gemessene Gesamtfeld setzt sich aus internen Anteilen, resultierend aus dem Dynamoprozess im Innern von Merkur, Krustenmagnetisierung und induzierten Feldern, sowie externen Felder, welche aus in der Magnetosphäre fließenden Strömen resultieren, zusammen. Im Falle von Merkur liefern die externen Feldanteile dabei einen signifikanten Beitrag zum Gesamtfeld.
Für die Rekonstruktion des internen Magnetfeldes, welches durch die internen Gauß-Koeffizienten beschrieben wird, bedarf es zum einen einer geeigneten Parametrisierung der Feldanteile, sowie einer robusten Inversionsmethode, mit Hilfe derer die Gauß-Koeffizienten aus den Messdaten rekonstruiert werden können.
Für die Rekonstruktion existiert ein Vielzahl von Inversionsmethoden, wie beispielsweise die Methode der Minimierung der kleinsten Quadrate (Least Square Fit).
Für die Auswertung der Magnetfelddaten favorisieren wir in unserer Analyse die Capon-Methode. Diese Methode ist in der Literatur auch als Minimum Variance Distortionless Response Estimator (MVDR) bekannt und wurde bereits vielfach erfolgreich für die Analyse von Wellen angewandt (Link). In unserer Arbeitsgruppe wird die Methode für die Rekonstruktion von planetaren Feldern (in Anwendung der Rekonstruktion des Merkur-Magnetfeldes) erweitert.
Neben der reinen Anwendung konzentrieren wir uns somit auf die mathematischen Grundlagen der Methode und entwickeln Modelle für die Magnetfeldanteile in der Merkur-Magnetosphäre, welche wir anhand von simulierten Magnetfelddaten testen.