Am 10. Dezember 1974 startete die NASA Helios 1, die erste von zwei Raumsonden, die die Sonne aus nächster Nähe beobachten sollten. In einem der größten internationalen Projekte dieser Zeit stellte die Bundesrepublik Deutschland das Raumfahrzeug zur Verfügung, das Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland, war für die Beteiligung der USA verantwortlich, und das Lewis Research Center der NASA, das heutige Glenn Research Center in Cleveland, lieferte die Trägerrakete. Ausgestattet mit 10 Instrumenten näherte sich Helios 1 am 15. März 1975 zum ersten Mal der Sonne, wobei er näher an ihr vorbeiflog und sich schneller bewegte als alle vorherigen Raumsonden. Helios 2, das 1976 gestartet wurde, flog noch näher an der Sonne vorbei. Beide Raumsonden übertrafen die für sie vorgesehene Lebensdauer von 18 Monaten bei weitem und lieferten von ihren einzigartigen Aussichtspunkten noch nie dagewesene Daten. Eine Pressemitteilung der NASA.
Quelle: NASA, John J. Uri, 10. Dezember 2024.
(Bild: NASA)
10. Dezember 2024 – Das westdeutsche Unternehmen Messerchmitt-Bölkow-Blohm baute die beiden Helios-Sonden, die ersten nicht-sowjetischen und nicht-amerikanischen Raumfahrzeuge in einer heliozentrischen Umlaufbahn, für die westdeutsche Raumfahrtbehörde DFVLR, das heutige DLR. Jede der 370 kg schweren Helios-Sonden trug 10 US-amerikanische und westdeutsche Instrumente mit einem Gesamtgewicht von 72 kg, um die Sonne und ihre Umgebung zu untersuchen. Zu den Instrumenten gehörten Hochenergie-Teilchendetektoren zur Messung des Sonnenwindes, Magnetometer zur Untersuchung des Magnetfeldes der Sonne und der Schwankungen der elektrischen und magnetischen Wellen sowie Mikrometeoroidendetektoren. Nach der Aktivierung und Überprüfung steuerten die Bediener im deutschen Kontrollzentrum bei München die Sonde und sammelten die Rohdaten. Um die Sonnenstrahlung gleichmäßig zu verteilen, drehte sich die Sonde einmal pro Sekunde um ihre Achse, und optische Spiegel auf ihrer Oberfläche reflektierten den Großteil der Wärme.
(Bild: NASA)
Der Start von Helios 1 erfolgte am 10. Dezember 1974 um 2:11 Uhr EST vom Startkomplex 41 auf dem Cape Canaveral Air Force, jetzt Space Force Station, mit einer Titan IIIE-Centaur-Rakete. Dies war der erste erfolgreiche Flug dieser damals leistungsstärksten Rakete der Welt, nachdem die Centaur-Oberstufe beim ersten Start der Rakete am 11. Februar 1974 versagt hatte. Der erfolgreiche Start von Helios 1 schuf Vertrauen in die Titan IIIE-Centaur, die 1976 für den Start der Viking-Orbiter und -Lander zum Mars und 1977 für den Start der Mariner-Jupiter-Saturn-Raumsonde, die später in Voyager umbenannt wurde, benötigt wurde, um ihre Reise durch das äußere Sonnensystem zu beginnen. Die Centaur-Oberstufe brachte Helios 1 auf eine Sonnenumlaufbahn mit einer Periode von 190 Tagen, wobei das Perihel, also der sonnennächste Punkt, genau in der Umlaufbahn des Merkurs lag. Die Ingenieure aktivierten die 10 Instrumente der Raumsonde innerhalb weniger Tage nach dem Start und erklärten die Sonde am 16. Januar 1975 für voll einsatzbereit. Am 15. März erreichte Helios 1 mit 44,9 Millionen Kilometer seine geringste Entfernung zur Sonne, näher als jede andere Raumsonde zuvor – Mariner 10 hielt den bisherigen Rekord während seiner drei Merkurbegegnungen. Helios 1 stellte mit einer Geschwindigkeit von 238.000 Kilometern pro Stunde im Perihel auch einen Geschwindigkeitsrekord für Raumsonden auf. Teile der Sonde erreichten eine Temperatur von 127 Grad Celsius, aber die Instrumente funktionierten weiterhin ohne Probleme. Während des zweiten Periheliums am 21. September erreichten die Temperaturen 132 Grad, was den Betrieb einiger Instrumente beeinträchtigte. Helios 1 arbeitete weiter und lieferte brauchbare Daten, bis sowohl der Hauptempfänger als auch der Reserveempfänger ausfielen und die hochempfindliche Antenne nicht mehr auf die Erde gerichtet war. Die Bodenkontrolleure deaktivierten die Sonde am 18. Februar 1985, und der letzte Kontakt wurde am 10. Februar 1986 hergestellt.
(Bild: NASA)
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Titan_3E_Centaur_with_Helios_1.jpg
Helios 2 startete am 15. Januar 1976 und folgte einer ähnlichen Bahn wie sein Vorgänger, die ihn jedoch noch näher an die Sonne heranführte. Am 17. April näherte sie sich der Sonne bis auf 43,5 Millionen Kilometer und erreichte dabei einen neuen Rekord von 241.000 Kilometern pro Stunde. In dieser Entfernung erfuhr die Sonde 10 % mehr Sonnenwärme als ihre Vorgängerin. Am 3. März 1980 fiel der Downlink-Sender von Helios 2 aus, was dazu führte, dass die Sonde keine brauchbaren Daten mehr lieferte. Die Kontrolleure schalteten die Sonde am 7. Januar 1981 ab. Die Wissenschaftler setzten die Daten der Helios-Instrumente in Beziehung zu ähnlichen Daten, die von anderen Raumsonden wie den Interplanetaren Überwachungsplattformen Explorers 47 und 50 in der Erdumlaufbahn, den Pioneer-Sonnenorbitern und Pioneer 10 und 11 im äußeren Sonnensystem gesammelt wurden. Zusätzlich zu ihren Sonnenbeobachtungen untersuchten Helios 1 und 2 die Staub- und Ionenschweife der Kometen C/1975V1 West, C/1978H1 Meier und C/1979Y1 Bradfield. Die Informationen der Helios-Sonden haben unser Wissen über die Sonne und ihre Umgebung erheblich erweitert und weitere Fragen aufgeworfen, die spätere Raumsonden aus einzigartigen Blickwinkeln zu beantworten versuchten.
Kredit: NASA
Die gemeinsame ESA/NASA-Mission Ulysses untersuchte die Sonne aus der Perspektive über ihren Polen. Nach dem Start von der Raumfähre Discovery im Rahmen von STS-41 am 6. Oktober 1990 nutzte Ulysses die Schwerkraft des Jupiters, um aus der Ekliptikebene auszuschwenken und zunächst von Juni bis November 1994 die Südpolregion der Sonne zu überfliegen und anschließend von Juni bis September 1995 die Nordpolregion. Ulysses setzte seine einzigartigen Studien während mehrerer weiterer Vorbeiflüge an den Polen bis zum 30. Juni 2009 fort, fast 19 Jahre nach dem Start und mehr als das Vierfache seiner erwarteten Lebensdauer. Die am 12. August 2018 gestartete Parker Solar Probe der NASA hat sich der Sonne immer weiter genähert und ist sogar durch die Korona geflogen, um den Entfernungsrekord von Helios 2 zu brechen. Die Parker Solar Probe erreichte ihr erstes Perihel von 15 Millionen Meilen am 5. November 2018, wobei ihre nächste Annäherung an die Sonnenoberfläche von nur 6,21 Millionen Kilometern, nur 4,5 Prozent der Entfernung zwischen Sonne und Erde, für den 24. Dezember 2024 geplant ist. Der ESA Solar Orbiter startete am 10. Februar 2020 und nahm im November 2021 den wissenschaftlichen Betrieb auf. Zu seinen 10 Instrumenten gehören Kameras, die die höchstauflösenden Bilder der Sonne einschließlich ihrer Polarregionen aus einer Entfernung von bis zu 41,8 Millionen Kilometern geliefert haben.
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