ESA: Broschüre Solar Orbiter - Blick zur Sonne

Jetzt online! Unsere neue Broschüre: Solar Orbiter – Blick zur Sonne. Eine Information der Europäischen Raumfahrtagentur (European Space Agency, ESA).

Quelle: ESA.

Solar Orbiter wird sich jahrelang in einer der unwirtlichsten Regionen des Sonnensystems befinden. Sein kleinster Sonnenabstand, ca. 42 Millionen Kilometer, beträgt nur gut ein Viertel der Entfernung zwischen Sonne und Erde. Nicht einmal der innere Planet Merkur kommt der Sonne so nah. Sein geringster Sonnenabstand beträgt rund 46 Millionen Kilometer, doch das reicht, um seine Oberfläche auf rund 430°C aufzuheizen – heiß genug, um Blei zu schmelzen.

In unserer deutschsprachigen Online-Broschüre finden Sie die wichtigsten Informationen rund um die Mission auf einen Blick.

Inhalt

Leben mit einem Stern
Erkundung der Sonne
Aufbau der Sonne
Vorbereitung auf extreme Umstände
Sonnenforschung mit Solar Orbiter
Start und Betrieb von Solar Orbiter
Im Team mit Parker Solar Probe
Ein internationales Unterfangen

Erkundung der Sonne

Wie der Stern unseres Sonnensystems die gigantische Plasmablase erzeugt und kontrolliert, die das gesamte Sonnensystem umhüllt und die Planeten darin beeinflusst, das soll Solar Orbiter helfen, herauszufinden. Dabei nimmt die Mission vier Themen ins Visier:

Der Sonnenwind und das koronale Magnetfeld
Plötzliche Sonnenaktivitäten und ihr Effekt
Sonneneruptionen und ihre energiegeladenen Teilchen
Der Ursprung des Sonnenmagnetfelds

Mehr dazu auch Seite 4 und 5 in der Broschüre.

Sonnenforschung mit Solar Orbiter

Beobachter auf der Erde sehen die Korona der Sonne nur bei einer totalen Sonnenfinsternis, wenn der Mond die Sonne verdeckt und so erkennbar wird, wie sich die äußere Atmosphäre weit bis ins All erstreckt. Dieses Kompositbild zeigt die Eklipse vom Juli 2019. (Bild: ESA/CESAR; SOHO (ESA & NASA); Proba-2: ESA/Royal Observatory of Belgium)

Die Raumsonde ist mit zehn wissenschaftlichen Instrumenten voll ausgestattet. Hinter dem Hitzeschild sind sie sicher, doch effektiv sind sie nur, wenn sie die Sonne oder interessante Bereiche daneben direkt ins Visier nehmen können.

Solar Orbiter wird nicht erst am Ziel Messungen durchführen, sondern schon während der Reise dorthin. Das machen die sogenannten In-Situ-Instrumente:

EPD: Energetic Particle Detector
EPD wird die energiereiche Teilchen messen, die an der Sonde vorbeiströmen. Die Daten zur Zusammensetzung und zeitliche Variation werden helfen, Ursprünge, Beschleunigungsmechanismen und Transportprozesse der energiereiche Teilchen zu klären.
Leitender Wissenschaftler (LW): Javier Rodríguez-Pacheco, Universität Alcalá (ES)

RPW: Radio and Plasma Waves
Mittels Sensoren und Antennen wird RPW Schwankungen in Magnet- und elektrischen Feldern erfassen, um die Merkmalsbestimmung von elektromagnetischen Wellen und Feldern im Sonnenwind zu erleichtern. RPW ist das einzige Instrument von Solar Orbiter, das sowohl In-situ- als auch Fernerkundungsaufgaben hat.
LW: Milan Maksimovic, LESIA, Observatoire de Paris (FR)

SWA: Solar Wind Plasma Analyser
SWA besteht aus einer Reihe Sensoren zur Messung der Hauptmerkmale des Sonnenwindes, d. h. Dichte, Geschwindigkeit, Temperatur und Zusammensetzung des Windes.
LW: Christopher Owen, Mullard Space Science Laboratory (UK)

Am Ziel angekommen, werden die Fernerkundungsinstrumente ihre Arbeit aufnehmen:

EUI: Extreme Ultraviolet Imager
EUI wird Aufnahmen der Chromosphäre, der Übergangszone und der Korona machen. Davon verspricht sich die Wissenschaft Einblicke in die Heizeffekte dieser Region. Diese Daten liefern auch Informationen aus der Entstehungszone des in situ gemessenen Sonnenwindes.
LW: Pierre Rochus, Centre Spatial de Liège (BE)

Die Instrumente des Solar Orbiters. (Bild: ESA/ATG media lab)

Metis: Koronograph
Metis wird die Korona im sichtbaren und UV-Bereich abbilden, um die Struktur und Dynamik der Sonnenatmosphäre (von 1,7 bis 4,1 Sonnenradien) in ganz neuem Detailreichtum zu zeigen. Ziel ist es, die Eigenschaften dieser Regionen mit dem Weltraumwetter des inneren Sonnensystems in Beziehung zu setzen.
LW: Marco Romoli, INAF – Universität Florenz (IT)

SoloHI: Heliospheric Imager
SoloHI beobachtet das von den Elektronen im Sonnenwind gestreute Licht. Hierdurch sollen kurzlebige Änderungen des Sonnenwindes bestimmt werden, z. B. solche, die durch koronale Massenauswürfe ausgelöst werden können, bei denen Milliarden Tonnen Koronagas ins All geschleudert werden.
LW: Russell A. Howard, US Naval Research Laboratory, Washington, DC (US)

SPICE: Spectral Imaging of the Coronal Environment
EUV-Spektroskopie zur Charakterisierung der Plasmaeigenschaften der Übergangszone und der Korona. Diese Daten werden mit denen des Sonnenwindes der In-situ-Instrumente der Raumsonde abgeglichen.
Europäisches Gemeinschaftsinstrument; LW der Betriebsphase: Frédéric Auchère, IAS, Orsay (FR)

STIX: X-Ray Spectrometer/Telescope
STIX erfasst die solare Röntgenstrahlung, deren Ursprung
heißes Plasma sein könnte, das mit magnetischen Aktivitäten wie Flares in Verbindung gebracht wird. Zum besseren Verständnis des Sonnenwindes werden Zeitpunkte, Orte, Intensitäten und Energiedaten erfasst.
LW: Säm Krucker, FHNW, Windisch (CH)

Bodenkontrolle

Bodenstation Malargüe. (Bild: ESA / Filippo Concaro)

Solar Orbiter wird über das Deep Space Tracking Network der ESA, kurz ESTRACK, mit der Erde kommunizieren. Während der Vorbeiflüge ist eine Datenübertragung in Echtzeit allerdings ausgeschlossen. Befehle für die wissenschaftlichen Instrumente werden stattdessen über das Satellitenkontrollzentrum der ESA in Darmstadt an die Raumsonde geleitet. Daraufhin werden die gewünschten wissenschaftlichen Daten erfasst, in der Sonde gespeichert und dann in festgelegten Zeitfenstern zur argentinischen ESA-Station Malargüe (Antenne: 35 m) gefunkt.

In Zusammenarbeit mit der Parker Solar Probe

Künstlerische Darstellung der Parker Solar Probe, deren Messungen von Solar Orbiter ergänzt werden. (Bild:
NASA/Johns Hopkins APL/Steve Gribben)

Die ESA-Sonde Solar Orbiter wird die Sonne nicht allein aus der Nähe studieren: In der bereits operativen Parker Solar Probe der NASA hat sie einen Teampartner. Die Solarsonde der NASA – benannt nach Eugene Parker, dem Entwickler der Sonnenwindtheorie von 1958 – war am 12. August 2018 an Bord einer Delta-IV-Schwerlastrakete von Cape Canaveral aus ins All gestartet. Parker Solar Probe führt zwar eine geringere Nutzlast mit sich, wird sich aber der Sonne stärker annähern. Wie Solar Orbiter nutzt auch sie Swing-by-Manöver, um Schwung für die Reise zu holen.

Internationale Kooperation

An der Entwicklung von Solar Orbiter beteiligte Länder. (Bild: ESA)

Die Karte zeigt ESA-Mitgliedsstaaten und kooperierende Länder innerhalb Europas, die an Solar Orbiter beteiligt sind.
Teilnehmer außerhalb Europas sind links oben in der Abbildung aufgeführt.