Gebete, Opfer, Sonnenbaden - man könnte sagen, dass die Menschen seit jeher die Sonne verehren. Und das ist nicht überraschend. Es ist nur 150 Millionen Kilometer entfernt - nah genug für Licht, Wärme und Energie, um die gesamte Menschheit zu unterstützen. Aber trotz der Tatsache, dass unser Heimatstern schon lange mit Teleskopen untersucht wurde, wissen wir nicht viel darüber. Aus diesem Grund hat die NASA kürzlich Pläne angekündigt, 2018 eine revolutionäre Sonde auf den Markt zu bringen, um die Leuchte buchstäblich zu berühren. Die Mission mit dem ursprünglichen Namen Solar Probe Plus wurde jetzt in Parker Solar Probe geändert. Die Sonde wurde zu Ehren des Physikers Eugene Parker umbenannt, der wichtige Arbeiten am Sonnenwind durchführte - dem Fluss geladener Teilchen, die die Sonne verlassen.
Sonnenerkundungsmissionen gab es zuhauf. 1976 näherte sich das Raumschiff Helios-2 einer Zone, die 43 Millionen Kilometer von der Sonnenatmosphäre entfernt war. Die 1,5-Milliarden-Dollar-Parker-Sonde wird bis zu 6 Millionen Kilometer an die Sonnenoberfläche gelangen - neunmal näher als jedes Raumschiff zuvor. Dies eröffnet uns eine neue Ära, um die Sonne zu verstehen, da Sensoren die auf der Sonne auftretenden Phänomene registrieren und analysieren können.
Während die Flughöhe der Mission sicher zu sein scheint - immerhin sind es Millionen von Kilometern -, wird die enorme Energie der Sonne die wertvolle Ladung der Sonde gnadenlos bombardieren. Das 11,5 cm dicke Carbon-Verbundgehäuse, ähnlich dem moderner Formel-1-Fahrzeuge, schützt empfindliche Geräte. Dies ist notwendig, da die Temperaturen auf 1400 Grad und mehr steigen werden.
Bei solch hohen Temperaturen werden die Sonnenkollektoren, die das Raumschiff antreiben, entfernt. Durch dieses Manöver werden Werkzeuge und Netzteile im Schatten der Carbon-Verbundschilde nahe an Raumtemperatur gehalten. Darüber hinaus wird das Raumschiff 475-mal intensiver strahlen als in der Erdumlaufbahn.
Fehler in den geplanten Flugbahnen des Raumfahrzeugs führen dazu, dass die Sonde tiefer in die Sonnenatmosphäre eintaucht, wo mehrere Millionen Grad darauf warten. Dadurch wird die Sonde natürlich sofort zerstört.
Solarwissenschaft
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Was können wir aus dieser riskanten Mission lernen? Die dynamische Aktivität, die durch geladene Teilchen und Strahlung der Sonne bei ihrer Kollision mit der Erde verursacht wird, wird als Sonnenwetter bezeichnet. Die Folgen von sonnigem Wetter können katastrophal sein, einschließlich des Verlusts der Satellitenkommunikation, Änderungen der Umlaufbahn von Raumfahrzeugen in der Nähe der Erde und Schäden an globalen Stromnetzen. Noch wichtiger ist, dass die Gefahr besteht, dass Astronauten starker ionisierender Strahlung ausgesetzt werden.
Die verheerenden Kosten solcher gewalttätigen elektromagnetischen Stürme werden auf 2 Billionen US-Dollar geschätzt, und das Weltraumwetter wurde offiziell im britischen National Risk Register aufgeführt.
Die neue Sonnensonde könnte unser Verständnis der Bedingungen revolutionieren, die die Sonnenatmosphäre benötigt, um durch direkte Messung von Magnetfeldern, Plasmadichte und atmosphärischen Temperaturen starke Explosionen von Weltraumwetter zu erzeugen. So wie ein Gummiband nach längerer Dehnung brechen kann, kann das ständige Verdrehen und Ziehen der Magnetfeldlinien, die die Sonnenatmosphäre durchdringen, Partikel beschleunigen und Strahlenbeschuss verursachen. Sobald die Magnetfelder zusammenbrechen, spüren wir die Auswirkungen des Weltraumwetters.
Leider haben wir derzeit keine direkte Möglichkeit, die Magnetfelder der Sonne zu untersuchen. Wissenschaftler versuchen, neue Methoden zu finden, die die Verdrehung, Stärke und Richtung der mächtigen Sonnenfelder bestimmen, aber bisher liefern sie keine genauen Ergebnisse. Die Parker-Sonde soll uns dabei helfen: Sie kann die starken Sonnenfelder direkt neben dem Stern untersuchen.
Regelmäßige Beobachtungen und direkte Messungen der atmosphärischen Bedingungen, die für eine erhöhte Weltraumwetteraktivität verantwortlich sind, sind von größter Bedeutung, um kritisch vor drohenden Sonnenbedrohungen zu warnen. Die integrierte FIELDS-Instrumentensuite sollte diese beispiellosen Informationen bereitstellen. Wissenschaftler können es dann auf Computermodelle legen und Raumfahrt-, Luftfahrt-, Energie- und Telekommunikationsagenturen ständig vor möglichen Weltraumwetterstörungen warnen.
Natürlich wird es in anderen wichtigen Bereichen der astrophysikalischen Forschung nützlich sein, die Ursprünge des Weltraumwetters zu verstehen. Weltraumagenturen werden in der Lage sein, Astronauten bei zukünftigen bemannten Missionen zum Mars besser zu schützen, wenn nur die dünne Atmosphäre des Roten Planeten sie vor einfallender Sonnenstrahlung schützt.
Mit der Fähigkeit, die Auswirkungen von Sonnenwindströmen genau zu simulieren, wird das zukünftige Raumschiff außerdem in der Lage sein, Sonnensegel besser zu nutzen, mit denen Wissenschaftler hoffen, weiter in die Tiefen des Sonnensystems vorzudringen. Vielleicht sind es sie, die uns echte interstellare Reisen eröffnen.
ILYA KHEL
