Sonnen-Mission

„Solar Orbiter“ ist auf dem Weg zur Sonne

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Die Raumsonde Solar Orbiter ist eine Kooperation von Esa und Nasa. Sie soll die Sonne erforschen - und mehr über unseren Stern herausfinden.

  • Die Raumsonde „Solar Orbiter“ ist am 10. Februar 2020 zur Sonne aufgebrochen
  • Es handelt sich um eine Kooperation zwischen Esa und Nasa, um die Sonne zu erforschen
  • „Solar Orbiter“ soll vor allem den Sonnenwind untersuchen, der das Weltraumwetter beeinflusst

Update vom 10. Februar 2020: Die Raumsonde „Solar Orbiter“ ist an Bord einer „Atlas V“-Rakete von Cape Canaveral gestartet. Es wird nun knapp zwei Jahre dauern, bis die Raumsonde ihren elliptischen Orbit um die Sonne erreicht hat. „Solar Orbiter“ soll erstmals die Pole der Sonne erforschen. Außerdem wird die Sonde mit der bereits 2018 gestarteten Nasa-Mission „Parker Solar Probe“ zusammenarbeiten und soll der Menschheit so viel neues Wissen über unsere Sonne liefern.

Erstmeldung vom 6. Februar 2020: Die Sonne ist der Garant des Lebens auf der Erde. Ohne ihre Wärme und ihr Licht würde es auf der Erde anders aussehen und es ist fraglich, ob es Leben überhaupt geben würde. Trotzdem sind noch viele Fragen rund um den Stern im Mittelpunkt unseres Sonnensystems offen. Aus diesem Grund ist im Sommer 2018 die Nasa-Mission „Parker Solar Probe“* zur Sonne aufgebrochen und liefert regelmäßig neue Daten von unserem Stern. Am 10. Februar 2020 soll nun die nächste Raumsonde zu ihrer Mission zur Sonne aufbrechen: „Solar Orbiter“.

„Solar Orbiter soll einige der grössten wissenschaftlichen Fragen über unseren Stern beantworten, und ihre Daten werden uns helfen, unseren Planeten besser vor den globalen Herausforderungen des Weltraumwetters zu schützen“, erklärt Günther Hasinger, Direktor des Esa-Wissenschaftsprogramms in einer Mitteilung der Esa. Die „Solar Orbiter“-Mission ist eine internationale Zusammenarbeit zwischen der europäischen Raumfahrtorganisation Esa und ihrem Pendant in den USA, der Nasa.

Starten soll die Raumsonde am 10. Februar 2020 um 5:03 Uhr deutscher Zeit vom Weltraumbahnhof in Cape Canaveral. Sie wird von einer „Atlas V 411“-Rakete ins All transportiert, wo sie knapp zwei Jahre brauchen wird, bis sie ihren elliptischen Orbit um die Sonne erreicht hat.

„Solar Orbiter“ von Nasa und Esa nähert sich der Sonne bis auf 42 Millionen Kilometer

Die Gegend, die der „Solar Orbiter“* zum Ziel hat, ist äußerst unwirtlich: Die Raumsonde nähert sich der Sonne bis auf 42 Millionen Kilometer – nur etwa ein Viertel der Distanz zwischen Erde und Sonne. Dort ist es heiß und das Sonnenlicht ist dort nach Angaben der Esa 13 Mal intensiver als auf der Erde. Außerdem wird der „Solar Orbiter“ starke Teilchenstrahlung von Explosionen in der Sonnenatmosphäre aushalten müssen.

Doch vor allem die Temperaturen sind ein Problem: Die Raumsonde „Solar Orbiter“ muss Temperaturen von minus 180 Grad Celsius bis 500 Grad Celsius aushalten. Der Hitzeschild ist deshalb ein wichtiger Teil der Raumsonde, denn er schützt „Solar Orbiter“ vor den extremen Temperaturen und ermöglicht so erst die Forschung. Die wertvollen wissenschaftlichen Instrumente sind die meiste Zeit hinter dem Hitzeschild verborgen - es gibt jedoch Fenster im Hitzeschild, die geöffnet werden können.

Zehn wissenschaftliche Instrumente an Bord des „Solar Orbiter“ von Nasa und Esa

An Bord der Raumsonde finden zehn wissenschaftliche Instrumente Platz:

  • Solar Wind Plasma Analyser (SWA): wird die Ionen und Elektronen des Sonnenwindes vermessen
  • Energetic Particle Detector (EPD): wird suprathermale und energiereiche Teilchen erforschen: Wie sind sie zusammengesetzt, wie verhalten und verteilen sie sich?
  • Magnetometer (MAG): wird das Magnetfeld der Heliosphäre vermessen
  • Radio and Plasma Waves (RPW): wird magnetische und elektrische Felder in hoher Zeitauflösung erkunden
  • Polarimetric and Helioseismic Imager (PHI): wird das Magnetfeld in der Photosphere vermessen
  • Extreme Ultraviolet Imager (EUI): nimmt die Schichten der Sonnenatmosphäre oberhalb der Photosphäre im extrem-ultravioletten Bereich auf
  • Spectral Imaging of the Coronal Environment (SPICE): abbildende Spektroskopie der Sonnen-Korona im extrem-ultravioletten Bereich
  • X-ray Spectrometer/Telescope (STIX): Spektroskopie der thermischen und nicht-thermischen Röntgenstrahlenemission
  • Koronagraph (Metis): bildet die Sonnenkorona im sichtbaren Wellenlängenbereich und im UV-Bereich ab
  • Heliospheric Imager (SoloHI): bildet sichtbares Sonnenlicht gestreut durch Elektronen des Sonnenwinds ab

„Solar Orbiter“ fliegt über die Pole der Sonne

Vier der zehn wissenschaftlichen Instrumente beschäftigen sich mit dem Sonnenwind, die sechs weiteren Instrumente beobachten die Sonne selbst. Die wissenschaftlichen Instrumente werden vor allem jede Menge hochauflösende Aufnahmen der Sonne zur Erde schicken. Außerdem hat die Raumsonde unter anderem zwei drehbare Solarpanele dabei, die den „Solar Orbiter“ mit Energie versorgen sollen. 

Die meiste Zeit wird die Raumsonde die Sonne ungefähr auf Äquatorhöhe umkreisen, doch sie wird auch einige Zeit über den Polen der Sonne verbringen. Der „Solar Orbiter“ ist damit die erste Raumsonde, die die Pole der Sonne überfliegt und Aufnahmen von diesen macht. Forscher gehen davon aus, dass die Sonnenpole ein Schlüssel zum Verständnis der Sonnenaktivitäten und des 11-jährigen Sonnenzyklus sind.

„Solar Orbiter“ von Esa und Nasa soll den Sonnenzyklus erforschen

Dieser Sonnenzyklus interessiert die Forscher sehr: Derzeit ist es auf der Sonne ruhig, es gibt nur wenige Eruptionen und kaum Sonnenflecken - die Sonne ist in einem solaren Minimum, das etwa alle elf Jahre auftritt. Zwischendurch wird die Sonne jedoch zu einem richtigen Hexenkessel mit heftigen Gasausbrüchen und riesigen Sonnenflecken auf der Oberfläche. Wie kommt dieser Zyklus zustande und warum gibt es Abweichungen? Die Antwort auf diese Frage hoffen die Forscher an den Sonnenpolen zu finden.

„Die Pole sind mehr als ein Detail. Ohne das Puzzlestück, das uns an den Polen fehlt, lässt sich die Sonne in ihrer Gesamtheit nicht verstehen“, wird Sami K. Solanki, Direktor am Göttinger Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung und wissenschaftlicher Leiter des Solar-Orbiter-Instrumentes PHI in einer Mitteilung zitiert.

Nasa und Esa: kombinierte Daten von „Parker Solar Probe“ und „Solar Orbiter“

Die Nasa-Raumsonde „Parker Solar Probe“ umkreist die Erde bereits seit mehr als eineinhalb Jahren, „Solar Orbiter“ soll nun folgen. Während die Nasa-Raumsonde der Sonne bis auf 6,2 Millionen Kilometer nahe kommt, nähert sich die Esa/Nasa-Sonde nur bis auf 42 Millionen Kilometer. Die Messungen der beiden Raumsonden sollen zueinander in Kontext gesetzt werden und dabei helfen, grundlegende Fragen zur Sonne zu beantworten.

Einige Themen, die der „Solar Orbiter“ erforschen soll:

  • Sonnenwind: Was treibt den Sonnenwind an? Wie beschleunigt er manche Partikel auf bis zu 750 km/s?
  • Sonnenpole: Was passiert in den Polarregionen der Sonne und wie beeinflusst das den Sonnenzyklus?
  • Magnetfeld: Wie entsteht das Magnetfeld innerhalb der Sonne und wie arbeitet es sich durch die Atmosphäre der Sonne und nach draußen ins Weltall?
  • Weltraumwetter: Wie beeinflussen plötzliche Ereignisse wie Flares und koronale Massenauswürfe das Sonnensystem und wie entstehen bei diesen Ausbrüchen die energetischen Partikel, die zu extremem Weltraumwetter auf der Erde führen?

Die Mission des „Solar Orbiters“ ist auf sieben Jahre ausgelegt, sie kann um weitere drei Jahre verlängert werden. An der Mission ist unter anderem das Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung in Göttingen beteiligt. Gesteuert wird die Sonde „Solar Orbiter“ vom European Space Operations Center (ESOC) in Darmstadt.

Von Tanja Banner

*fr.de ist Teil der bundesweiten Ippen-Digital-Zentralredaktion.

Rubriklistenbild: © picture alliance/ATG medialab/ESA/dpa

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