Autonomous Spacecraft Navigation With Pulsars

An external reference system suitable for deep space navigation can be defined by fast spinning and strongly magnetized neutron stars, called pulsars. Their beamed periodic signals have timing stabilities comparable to atomic clocks and provide characteristic temporal signatures that can be used as natural navigation beacons, quite similar to the use of GPS satellites for navigation on Earth. By comparing pulse arrival times measured on-board a spacecraft with predicted pulse arrivals at a reference location, the spacecraft position can be determined autonomously and with high accuracy everywhere in the solar system and beyond. The unique properties of pulsars make clear already today that such a navigation system will have its application in future astronautics. In this paper we describe the basic principle of spacecraft navigation using pulsars and report on the current development status of this novel technology.Comment: 22 pages, 12 figures, 2 tables, to be published in the proceedings of the workshop "Relativistic Positioning Systems and their Scientific Applications", held on 19-21 Sept. 2012, Brdo near Kranj, Sloveni

[Review] Abdon Rwegasira (2012) Land as a human right: a history of land law and practice in Tanzania

"As in any other country in the world, the History of Land Law in Tanzania, especially, has been evolving along the axis of rights". So Advocate Rwegasira contends in this important contribution to Tanzanian land law scholarship. As a book intended primarily for university law students, the author presents an historical analysis of land law in Tanzania from the pre-colonial period to the present, with detailed discussion of land law principles and precedent. However, this book stands apart from the conventional historical or "black letter" land law textbook. Drawing upon the works of established Tanzanian land law and human rights scholars, the author conceptualises the history of land law in Tanzania as a history of struggles between the landed and landless over competing land rights. This leads him to adopt his own "human rights approach" to the study of Tanzanian land law. His approach reflects upon this history of landed struggles and considers the ways in which human rights principles have been interpreted in seminal cases involving the landless or marginalised. He further analyses key developments in Tanzanian law where human rights and accompanying duties have been enshrined to protect the land rights of vulnerable social groups

Cosmic-ray propagation around the Sun: investigating the influence of the solar magnetic field on the cosmic-ray Sun shadow

The cosmic-ray Sun shadow, which is caused by high-energy charged cosmic rays being blocked and deflected by the Sun and its magnetic field, has been observed by various experiments, such as Argo-YBJ, HAWC, Tibet, and IceCube. Most notably, the shadow's size and depth was recently shown to correlate with the 11-year solar cycle. The interpretation of such measurements, which help to bridge the gap between solar physics and high-energy particle astrophysics, requires a solid theoretical understanding of cosmic-ray propagation in the coronal magnetic field. It is the aim of this paper to establish theoretical predictions for the cosmic-ray Sun shadow in order to identify observables that can be used to study this link in more detail. To determine the cosmic-ray Sun shadow, we numerically compute trajectories of charged cosmic rays in the energy range of 5-316 TeV for five different mass numbers. We present and analyze the resulting shadow images for protons and iron, as well as for typically measured cosmic-ray compositions. We confirm the observationally established correlation between the magnitude of the shadowing effect and both the mean sunspot number and the polarity of the magnetic field during the solar cycle. We also show that during low solar activity, the Sun's shadow behaves similarly to that of a dipole, for which we find a non-monotonous dependence on energy. In particular, the shadow can become significantly more pronounced than the geometrical disk expected for a totally unmagnetized Sun. For times of high solar activity, we instead predict the shadow to depend monotonously on energy, and to be generally weaker than the geometrical shadow for all tested energies. These effects should become visible in energy-resolved measurements of the Sun shadow, and may in the future become an independent measure for the level of disorder in the solar magnetic field.Comment: 18 pages, 88 figure

Die Induktion von CCL3, IRF-1, IRF-7 und IL-24 durch Influenza A Virus-Infektion von Monozyten und die Bedeutung eines essentiellen Abschnittes im CCL3-Promotor

Im Verlauf einer Infektion mit dem Influenza-Virus A/PR/8 werden nicht nur respiratorische Epithelien, sondern auch Monozyten und Makrophagen infiziert. Obwohl diese für die Replikation des Virus nur eine untergeordnete Rolle spielen, sind sie für die Koordination und Verstärkung der Immunantwort des Körpers auf die Infektion wichtig. Diese Funktionen an der Schnittstelle zwischen angeborener und erworbener Immunität üben Monozyten/Makrophagen u.a. über die Sekretion regulatorischer Moleküle wie z.B. Zytokine und Chemokine aus. Auch bei der Infektion primärer Monozyten mit Influenza A-Viren kommt es zur Freisetzung einer Vielzahl von Zytokinen und Chemokinen, wie z.B. CCL3 (MIP-1α). CCL3 und seine Rezeptoren CCR2 und CCR5 regulieren die Immunantwort bei einer Influenza A-Virusinfektion durch die Rekrutierung mononukleärer Zellen und die Verstärkung bzw. Aktivierung anderer Immunzellen, u.a. auch der T-Zellen. In dieser Arbeit wurde die transkriptionelle Regulation der Induktion von CCL3 durch Influenza A/PR/8 in Monozyten untersucht. Im CCL3-Promotor wurde ein Abschnitt identifiziert, der essentiell ist für eine Induktion von CCL3 durch die Infektion mit Influenza A/PR/8 oder durch eine Stimulation mit LPS. Es konnte gezeigt werden, dass die beiden potentiellen Bindungsstellen für Transkriptionsfaktoren innerhalb dieses regulatorischen DNA-Abschnittes (MNP und ICK) synergistisch wirken, d.h. nur zusammen eine maximale Induktion von CCL3 als Antwort auf den entsprechenden Stimulus möglich ist. Dies gilt sowohl für die Influenza A-Infektion als auch für die LPS-Stimulation. Es gibt starke Hinweise dafür, dass an einer dieser beiden Bindungsstellen, MNP, der Transkriptionsfaktor C/EBPβ bindet; der oder die bindenden Faktoren an der ICK-Stelle konnten bisher nicht identifiziert werden. Die Tatsache, dass sowohl eine Influenza A-Infektion als auch eine Stimulation mit LPS das Chemokin CCL3 über die beiden Bindungsstellen MNP und ICK induzieren kann, spricht für eine Aktivierung der dort bindenden Faktoren im Rahmen einer Kernantwort (core response), die als Reaktion auf verschiedene Stimuli vorkommt und stellt damit auch ein interessantes Ziel zu einer möglichen Intervention dar. Zu den Transkriptionsfaktoren, die eine Aktivierung des Immunsystems sowohl bei viralen als auch bei bakteriellen Infektionen vermitteln, gehören auch die Mitglieder der Interferon regulatory factor (IRF)-Familie. Diese können durch intrazelluläre Signalwege aktiviert oder neu induziert werden und regulieren u.a. ihrerseits die Induktion von Zytokinen und Chemokinen wie IL-12 und CCL5. In dieser Arbeit wurde deshalb auch die Induktion der Transkriptionsfaktoren IRF-1 und IRF-7 im Rahmen einer Influenza A-Virusinfektion untersucht. Für beide Faktoren konnte eine Induktion auf mRNA-Ebene und eine de novo-Proteinsynthese gezeigt werden. Dies unterstreicht die zentrale Rolle, die diese Faktoren bei der Aktivierung des Immunsystems als Antwort auf extra- und intrazelluläre Pathogene haben. Interleukin-24 (IL-24) ist ein erst 1996 neu entdecktes Zytokin, das Homologien zu IL-10 aufweist und bisher vor allem wegen seiner anti-proliferativen Wirkung auf Tumorzellen untersucht worden ist. Obwohl es funktionell andere Eigenschaften als IL-10 aufweist, konnte in dieser Arbeit zum ersten Mal gezeigt werden, dass IL-24 auch durch eine Influenza A-Virusinfektion in primären Monozyten auf mRNA-Ebene induzierbar ist. Die genaue Wirkung von IL-24 im Rahmen einer viralen Infektion ist noch nicht aufgeklärt. Es gibt jedoch Hinweise, dass IL-24 eine Aktivierung der intrazellulären Proteinkinase PKR vermitteln kann, die bei viralen Infektionen eine wichtige Rolle spielt. Weitere Mechanismen der Aktivierung des Immunsystems durch IL-24 im Rahmen von viralen Infektionen sind noch zu erforschen

Toward Seaport Resilience for Climate Change Adaptation: Stakeholder Perceptions of Hurricane Impacts in Gulfport (MS) and Providence (RI)

A growing body of research indicates that climate change is having and will continue to have a range of negative impacts on social–environmental systems. Reducing the vulnerability and increasing the resilience of these systems has thus becomes a focus of research, disaster planning, and policy-making. Seaports, located in environmentally sensitive, high-risk locations, are particularly vulnerable to severe storms and the increased sea levels resulting from such climate changes. Planning and policy making must therefore consider the human factor, that is the population potentially vulnerable to climate change induced events and also the complex network of stakeholders that depend on their functionality. An increasing body of literature suggests that, for planners to be effective in increasing resiliency of social-environmental systems to climate change-related events and other hazards, they must understand and incorporate the perceptions and concerns of the stakeholders in their assessment and planning processes. This study uses empirical evidence collected through case studies of two particularly exposed ports: Gulfport (MS) and Providence (RI), in order to examine how port stakeholders such as port operators, municipal planners, port tenants, coastal managers, perceive storm impacts and the seaport\u27s vulnerability, and how their planning and policy making address these perceived concerns. Results suggest the following: (1) Port stakeholders of Gulfport (MS) and Providence (RI) identified a wide range of direct damages, indirect costs, and intangible consequences of a hurricane hitting the port; (2) these impacts would result in costs that would be borne by all port stakeholders as well as society as a whole; and (3) in Providence and Gulfport, plans and policies that address storm resilience for the ports did not include the concerns of many stakeholders

An ultrahigh-vacuum cryostat for simultaneous scanning tunneling microscopy and magneto-transport measurements down to 400mK

We present the design and calibration measurements of a scanning tunneling microscope setup in a 3He ultrahigh-vacuum cryostat operating at 400 mK with a hold time of 10 days. With 2.70 m in height and 4.70 m free space needed for assembly, the cryostat fits in a one-story lab building. The microscope features optical access, an xy table, in situ tip and sample exchange, and enough contacts to facilitate atomic force microscopy in tuning fork operation and simultaneous magneto-transport measurements on the sample. Hence, it enables scanning tunneling spectroscopy on microstructured samples which are tuned into preselected transport regimes. A superconducting magnet provides a perpendicular field of up to 14 T. The vertical noise of the scanning tunneling microscope amounts to 1 pmrms within a 700 Hz bandwidth. Tunneling spectroscopy using one superconducting electrode revealed an energy resolution of 120 mueV. Data on tip-sample Josephson contacts yield an even smaller feature size of 60 mueV, implying that the system operates close to the physical noise limit.Comment: 12 pages, 11 figure