Die Erdatmosphäre ist täglich einem Fluss von ~50 Tonnen meteoritischen Materials ausgesetzt, welches in einem Höhenbereich von ~70-100 km verdampft. Dieses verdampfte Material bildet zum einen die bekannten Metallatomschichten und zum anderen kleine nanometergroße Meteorstaubteilchen (MSP). Von diesen wird vermutet, dass sie unter den Bedingungen der kalten polaren Sommermesopause die Nukleationskeime für Eispartikel bilden, welche als leuchtende Nachtwolken (NLC) bzw. als Polare Mesosphären Sommerechos (PMSE) beobachtet werden.
In diese Arbeit wurden zwei neuen Messmethoden entwickelt und erfolgreich angewandt. Die eine Methode basiert auf einem raketengetragenen Instrument zur direkten Messung in der Mesosphäre, während die andere Methode auf Messungen mit besonders leistungsstarken Radar-Geräten zur bodengebundenen Fernerkundung der Aerosole beruht.
Das raketengetragene Instrument kombiniert einen sogenannten Faraday-Cup mit einer Xenon-Blitzlampe, die zur Photoionisation der nachzuweisenden Partikel dient. Damit durchgeführte Messungen bestätigen erstmalig die Existenz der MSP in der gesamten Mesosphäre, was bisher nur von Modellen vorhergesagt wurde. Diese Methode wurde ferner zur Messung mesosphärischer Eispartikel eingesetzt, wobei die ersten direkten Messungen der Volumendichte solcher Partikel mit bisher unerreichter vertikaler Auflösung durchgeführt werden konnten. Ferner erlaubt diese Technik die gleichzeitige Messung von Eis- und Meteorstaubteilchen während eines Raketenfluges.
Ebenso gelang der erstmalige Nachweis von MSP in Radarmessungen, womit gezeigt wurde, dass MSP prinzipiell mit Fernerkundungsmethoden beobachtet werden können. Aus diesen Messungen wurden mittlere Radien sowie Anzahldichten der geladenen Teilchen bestimmt. Die Ergebnisse dieser Messungen mit dem Arecibo-Radar in Puerto Rico zeigen eine gute Übereinstimmung mit Modellen und anderen unabhängigen Messungen mit Raketen.
Schließlich wurde die Theorie der PMSE in dieser Arbeit mit zwei unabhängigen und neuen Radarmethoden bestätigt.