Ein Stoff, wie geschaffen für die globale Gemeinde der Grenzwissenschaftler und Verschwörungstheoretiker: Am Ende der Welt, in Lappland, Nordnorwegen und im nördlichsten Zipfel von Schweden, hocken Wissenschaftler im Schnee und richten gewaltige 32-Meter-Parabolspiegel auf den Himmel über ihren Köpfen. Sie beschießen die Hochatmosphäre mit einem Monsterradar, das mit einer Leistung im Megawattbereich sendet.

Geht es da um Wettermanipulation? Erdbebenbeeinflussung? Gedankenkontrolle? Die Spekulanten in den einschlägigen Internetforen rechnen mit dem Übelsten. Doch ganz so schlimm ist es nicht. Das Äußerste, was den Geophysikern der internationalen Forschungsorganisation Eiscat (European Incoherent Scatter Association) einmal gelang, war die Erzeugung eines künstlichen Nordlichts. Unter Amateurfunkern wurde Eiscat bekannt, als man einmal den Mond beschoss – und selbst der kleine Funker die Antwort des Mondes mit seinem Gerät wahrnehmen konnte.

Doch eigentlich haben die Forscher mit ihren in Polarnähe – zum Beispiel im norwegischen Tromsø – montierten Radaranlagen eine Art erdgesteuertes Weltraumlabor aufgebaut. Für eine, verglichen mit Raketen oder Satelliten, preiswerte Erkundung der Ionosphäre. Auf diese äußere Atmosphärenschicht treffen zum Beispiel die hochenergetischen kosmischen Partikel, die von Eruptionen an der Sonnenoberfläche ausgehen ("Sonnenwind") oder aus der Galaxis angeschossen kommen. Die Riesenschüsseln erlauben nicht nur Messungen in hundert und mehr Kilometern Entfernung, sondern auch aktive Eingriffe ins Gefüge der dortigen, teilweise ionisierten Gase (Plasma).

Ionosphärenforschung hat Konjunktur. Immer mehr Wissenschaftler glauben, dass der Schlüssel zum Verständnis des Klimawandels auch in der Erkundung der Ionosphäre liegt. Das Erdenklima, so die Vermutung, hat viel mehr mit dem erdnahen Weltraumklima zu tun, als man bisher annahm. Und die Ionosphäre ist die Region, wo sich die Effekte von beiden vermischen. Deshalb das Forscherinteresse.

Zu den Gründungsmitgliedern von Eiscat zählte im Jahre 1975 auch Deutschland, das seit 2011 nicht mehr dabei ist. Heute finanzieren Norwegen, Schweden, Finnland, Japan, Großbritannien und sogar China die Organisation. Jahrzehntelang hat Eiscat still und brav Ionosphärendaten gesammelt.

Hochenergetische Radarstrahlen werden dafür in kurzen Pulsen in die Ionosphäre geschickt, treffen auf Elektronen und regen diese an, zu schwingen. Dadurch werden sie selbst zu kleinen Antennen und schicken eine Radiowelle zurück. Die Energie dieses ultrafeinen Signals ist nur so groß wie der 100-trilliardste Teil (10-23) des Ursprungsradarstrahls. Das ferne Fiepen überhaupt aus dem Rauschen des Äthers herauszufiltern – selbst die kosmische Hintergrundstrahlung, die als Beleg für den Urknall gedeutet wird, ist "lauter" – gehört zu den ersten Leistungen von Eiscat.

Die Wissenschaftler können mit den Daten zum Beispiel berechnen, in welcher Richtung und mit welcher Geschwindigkeit sich das Plasma bewegt. Sie erfahren etwas über die Elektronendichte, Ionensorten und -temperatur, die Stärke und Richtung des elektrostatischen Feldes. Weltweit einzigartig ist, dass die Eiscat-Anlage dreidimensional messen kann – von drei entfernten und miteinander vernetzten Standpunkten aus. Und keine andere Radaranlage kann das polare Nordlicht über einen so großen Raum beobachten.

Zu den spektakulärsten Ergebnissen führt jedoch das "Heating", das punktuelle Aufheizen der Ionosphäre. Aus den Mustern, die in hundert Kilometern Entfernung für einen winzigen Moment entstehen, kann man auf die chemische Zusammensetzung des Plasmas schließen. Nebenbei kann das Heizen kleine Nordlichter hervorrufen.