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2026-01-15T15:26:03Z

Der Link zum Artikel "Echo" war irreführend. Dort wird "Echo" als Reflexion einer Schallwelle" bezeichnet

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Mit '''Erde-Mond-Erde''' (EME) – auch {{enS|''Moonbounce''}} genannt – bezeichnet man eine [[Funkverbindung]] für die Kommunikation zwischen zwei weit entfernten Punkten auf der [[Erde]], bei der der [[Mond]] als passiver [[Retroreflexion|Reflektor]] verwendet wird. Diese Methode findet heute noch im [[Amateurfunkdienst]] Anwendung, in allen anderen Bereichen wurde sie durch die [[Satellitenkommunikation]] abgelöst.
[[Datei:Eme-kep.png | mini | rechts | Streuung der Signale bei der Erd-Mond-Erde-Kommunikation]]
[[Datei:DK5LA.jpg|mini|Antennenanlage eines Funkamateurs für die Erde-Mond-Erde-Kommunikation]]

== Verfahren ==
Die Technik ist durch die hohe [[Freiraumdämpfung]] des Signals von 243 [[Dezibel]] (dB) bei einer Frequenz von 50 [[Megahertz]] (MHz) bis hin zu 289 dB bei 10.368 MHz, mit nur leichten Schwankungen durch die Variation des Mondabstandes, gekennzeichnet.<ref>{{Internetquelle |url=http://www.g1ogy.com/www.n1bug.net/prop/eme.html |titel=EME (Moonbounce) |zugriff=2021-01-10 |autor=Paul Kelley, N1BUG |werk=N1BUG Web |sprache=en |offline=ja |archiv-url=https://web.archive.org/web/20130726161924/http://www.g1ogy.com/www.n1bug.net/prop/eme.html |archiv-datum=2013-07-26 }}</ref> Die vergleichsweise hohe Freiraumdämpfung ist bedingt durch das geringe Rückstrahlvermögen ([[Albedo]]) des Mondes für Hochfrequenz und die weite Strecke, die das Signal durchläuft. Daher werden zumeist Frequenzen im [[Ultrakurzwelle|UKW-Bereich]] genutzt, da hier [[Antennentechnik|Antennensysteme]] mit dem erforderlichen hohen [[Antennengewinn]] möglich sind. Das Funksignal benötigt für die rund 770.000 km zum Mond und wieder zurück rund 2,5 Sekunden.

Damit die ausgesendeten Signale die Atmosphäre durchdringen können, müssen die Signale für EME im Wellenlängenspektrum zwischen etwa 20 Meter (15 MHz) und etwa 7 Millimeter (40 GHz), dem sogenannten [[Radiofenster]], liegen.

Ein ähnliches Verfahren, allerdings mit noch höheren Freiraumdämpfungen, stellt die [[Erde-Venus-Erde]]-Kommunikation dar, bei welcher der Planet [[Venus (Planet)|Venus]] als Reflektor verwendet wird.

== Geschichte ==
Der Gedanke, den Mond als passiven Reflektor für eine Funkverbindung zwischen zwei weit entfernten Punkten auf der Erde zu nutzen, wurde erstmals von dem gebürtigen [[Luxemburg|Luxemburger]] [[Hugo Gernsback]] 1927 in seiner Veröffentlichung „Ist ein drahtloser Verkehr mit den Planeten möglich?“ beschrieben.<ref>{{ANNO|ram|53|00|1927|270|ALTSEITE=228|Ist ein drahtloser Verkehr mit den Planeten möglich?|NAME=Österreichischer Radio-Amateur. Das gesamte Radiowesen in Wort und Bild|anno-plus=ja}} (Mit Abbildung.)</ref>

Die praktische Umsetzung der Technik wurde vom US-amerikanischen Militär kurz nach dem [[Zweiter Weltkrieg|Zweiten Weltkrieg]] im [[Project Diana]] entwickelt. Der erste erfolgreiche Empfang von Echos vom Mond gelang [[John Hibbett DeWitt]] am 10. Januar 1946 in [[Fort Monmouth]], [[New Jersey]]. Der Versuch wurde in den folgenden Tagen mit jeweils dem gleichen Ergebnis wiederholt, womit der Nachweis erbracht war, dass [[elektromagnetische Welle]]n die [[Ionosphäre]] durchdringen.<ref>{{ANNO|wrz|27|01|1946|2|Das Echo vom Mond|HERVORHEBUNG=Das Echo vom Mond}}</ref>
[[Datei:Trexler notebook entry.jpg | mini | rechts | Berechnungen zur Erde-Mond-Erde-Verbindung zwischen Los Angeles und Washington aus dem Jahr 1945]]
Praktische Anwendung fand das Verfahren anschließend zum Beispiel bei der [[US Navy]], die es für [[Fernschreiber]]-Verbindungen zwischen [[Pearl Harbor]] (Hawaii) und dem Hauptquartier in [[Washington, D.C.|Washington]] nutzte. In der Zeit vor der [[Satellitenkommunikation]] war eine Funkverbindung ohne die Unsicherheiten der [[Ionosphäre#Funkwellen|ionosphärischen Ausbreitung]] etwas Revolutionäres.

Später wurde die Technik auch von nicht-militärischen Nutzern verwendet. Im November 1947 gelang es [[Australien|australischen]] Wissenschaftlern, ein von der Mondoberfläche reflektiertes [[Radar]]signal zu empfangen.<ref>{{ANNO|vbn|08|11|1947|1|Radarwellen zum Mond|HERVORHEBUNG=vadarwellen}}</ref> Im Jahr 1953 gelang der erste Empfang von Signalen vom Mond durch [[Funkamateur]]e. Am 17. Februar 2013 empfing ein russischer Funkamateur (Rufzeichen RW3BP) seine Echos vom Mond auf der sehr hohen Frequenz von 47 GHz.<ref>In: ''Der Funkamateur.'' April 2013, S. 458.</ref>

== Antennen ==
[[Datei:EA6VQ EME.jpg|mini|hochkant|Gruppe aus acht Yagi-Antennen für EME auf 144 MHz]]
[[Datei:I2FZX UHF EME Antenna.png|mini|Parabolantenne für den UHF-Bereich]]
[[Datei:Moon Relay.jpg|mini|Fax-EME-Übertragung von 1960 der US Navy, die Besatzung des Flugzeugträgers Hancock bildet die Worte MOON RELAY]]

Im Amateurfunk wird auf Frequenzen im UKW-Bereich und höher (vorwiegend auf den [[Amateurfunkband|Amateurfunkbändern]] 144 MHz, 432 MHz, 1296 MHz bis hin zu 10 GHz) EME-Funkbetrieb durchgeführt. Auf 144 MHz werden vorwiegend Gruppen von [[Yagi-Antenne|Lang-Yagi-Antennen]] benutzt. Bei einer Sendeleistung von etwa 750 Watt (was in Deutschland die maximal erlaubte ist) kann man die Reflexionen eigener Signale vom Mond mit vier Antennen von je ca. 5 m Länge in der [[Telegrafie]] gerade eben empfangen.

Auf den höheren Frequenzen werden [[Parabolspiegel]] verwendet. Auf 1296 MHz hat ein 4-m-Parabolspiegel rund 35 dB [[Antennengewinn]] gegenüber einer [[Dipolantenne]], so dass etwa 100 Watt [[Sendeleistung]] genügen, um seine eigenen Echos zu hören. Hat die Gegenstation zum Beispiel einen 6-m-Parabolspiegel, so kann man selbst mit einem 2- bis 3-m-Spiegel arbeiten, um sich gegenseitig zu hören.

== Polarisation ==
Bis zu einer Frequenz von 432 MHz werden üblicherweise linear polarisierte Yagi-Antennen verwendet. Üblich ist eine horizontale [[Polarisation]]. Da sich die Polarisation sowohl durch die optische Achse bezogen auf den Standort beispielsweise ca. 90° zwischen Europa und USA, als auch durch elektrische Effekte wie zum Beispiel die [[Faraday-Rotation]] drehen kann, bietet eine Yagi-Antenne, die zwischen horizontaler und vertikaler Polarisation umgeschaltet werden kann, erhebliche Vorteile. Die maximale Dämpfung der Signale liegt dann bei 45° Polarisation bei −3 dB.

Da ab 1296 MHz üblicherweise Parabolantennen eingesetzt werden, kann ein zirkular polarisierter Erreger benutzt werden. Dies kann zum Beispiel ein Patch Feed oder ein Septum Feed sein. Dabei gilt weltweit die Vereinbarung, dass zirkular rechtsdrehend gesendet und zirkular linksdrehend vom Mond empfangen wird. Da die Parabolantenne das Erregersignal spiegelt, wird die Polarisation am [[Hornstrahler|Feed]] in der Antenne genau invers zur Abstrahlung angeschlossen.

Auf 10 GHz gilt aktuell noch, dass US-Stationen horizontal und europäische Stationen vertikal senden. Wegen der erforderlichen hohen mechanischen Präzision sind zirkulare Erreger auf 10 GHz noch in der Minderheit.

== Betriebsarten ==
Seit 2003 zeichnete sich ein [[Paradigmenwechsel]] ab. Digitale Betriebsarten wie [[WSJT]] verdrängten allmählich die klassische [[Morsetelegrafie]]. Dies führte dazu, dass so mit noch weniger Signalstärke EME durchgeführt werden kann.

== Software ==
Um die Position des Mondes bezogen auf die eigene Position auf der Erde zu berechnen, gibt es eine frei verfügbare Software aus Australien von Doug McArthur, VK3UM.<ref>[https://www.vk5dj.com/doug.html ''VK3UM downloads.''] Auf: ''vk5dj.com''; zuletzt abgerufen am 20. August 2024.</ref> Mit dem VK3UM Planner kann sowohl die Mondposition angezeigt als auch ein Mondfenster zwischen beispielsweise einer Station in Deutschland und einer Station in Australien berechnet werden. Mit dem VK3UM Calculator lässt sich berechnen, wie stark zum Beispiel das eigene Echo über den Mond zu empfangen ist.

== Literatur ==
* Edward P. Tilton: ''Lunar DX on 144 Mc.!.'' In: ''[[QST (Zeitschrift)|QST]].'' März 1953, S. 11f., 116.

== Weblinks ==
{{Commonscat|EME (communications)}}
* {{Amateurfunk Wiki|Erde-Mond-Erde}}
* [http://www.hb9bbd.ch/ EME auf 23 cm bzw. 1296 MHz:] Die dazugehörende Technik – Antenne, Sender, Empfangssystem
* [http://www.do9bc.com/pages/dj3jj/dj3jj-audio-files.php Audio-Beispiele für EME-Signale]
* [http://home.planet.nl/~alphe078/whatis.htm Weitere Informationen zu 10-GHz-EME]
* [http://lea.hamradio.si/~s57uuu/emeconf/eme06.htm Beispiel, wie ein zirkulares 10-GHz-Feed funktioniert]

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Funkausbreitung]]
[[Kategorie:Erdmond]]
[[Kategorie:Radioastronomie]]

Erde-Mond-Erde - Versionsgeschichte

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