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Zum ersten Mal schicken Forscher Messgeräte in die Sonnenatmosphäre

Die Nasa-Sonde «Parker Solar Probe» ist gestartet, um in dieser Heliosphäre Antworten zu finden. Sie kommt der Sonne so nahe wie keine zuvor.
Bruno Knellwolf
Die Raumsonde «Parker Solar Probe» hebt auf einer Trägerrakete in Cape Canaveral ab. (Bild: Bilder: EPA/Nasa)

Die Raumsonde «Parker Solar Probe» hebt auf einer Trägerrakete in Cape Canaveral ab. (Bild: Bilder: EPA/Nasa)

Eugene Parker ist mittlerweile 91 Jahre alt und die erste noch lebende Persönlichkeit, nach der eine Raumfahrtsonde benannt worden ist. Eine besondere Ehre, wie der Gossauer Raumfahrt­experte Men J. Schmidt erklärt. Der Astrophysiker Parker hat sich als Forscher an der University of Chicago hervorgetan, als er in den 1950er-Jahren von der Existenz von Sonnenwinden gesprochen hat.

Und genau um Sonnenwinde dreht sich auch die Mission der amerikanischen Raumfahrtbehörde Nasa mit der Sonde «Parker Solar Probe». Sie ist am Sonntag auf dem Weltraumflughafen Cape Canaveral gestartet. Es ist nicht die erste Sonnenmission – Schmidt erwähnt insbesondere die Helios Raumsonden 1 und 2, die bereits vor vierzig Jahren solare Erkenntnisse übermittelt haben. Diese hielten mit rund 45 Millionen Kilometern aber gebührenden Abstand zum Stern. Die Raumsonde «Parker Solar Probe» kommt dagegen so nahe an die Sonne heran wie noch keine zuvor. Bis auf 5,9 Millionen ­Kilometer. Die Erde selbst ist 150 Millionen Kilometer entfernt.

Sonst nur während einer Sonnenfinsternis

Erstmals dringt eine Sonde in die Sonnenatmosphäre, die Korona, ein. «Diese können wir ansonsten nur während einer Sonnenfinsternis untersuchen», sagt Schmidt. Am Sonnenrand verflüchtigt sich die Sonnenatmosphäre, lösen sich Teilchen ab und strömen als Sonnenwind in den Weltraum.

«Nun will man zum Beispiel herausfinden, warum es in der Atmosphäre mehrere Hunderttausend Grad Celsius heiss ist, auf der Sonnenoberfläche aber nur 6000 Grad.»

«Parker Solar Probe» soll Rätsel um die Wechselwirkung zwischen der Atmosphäre und der Sonne und den damit verbundenen Sonnenwinden lösen, welche Satelliten stören können, erklärt der Leiter der Firma Spacescience in Gossau. Erfasst werden soll die Dynamik der Sonne, um generell die Abläufe auf Sternen besser zu verstehen. Die Nasa-Forscher erhoffen sich auch, dank der Sonde Wettervorhersagen zu verbessern, und weil die Sonne Quelle allen Lebens ist, auch Antworten auf Fragen zur Evolution auf der Erde zu erhalten.

Nun ist die «Parker Solar Probe» von Florida aus an Bord einer «Delta IV Heavy»-Rakete abgehoben. Um sie bis in die Sonnenatmosphäre zu bringen, braucht es einigen Aufwand. Denn das Gravitationsfeld der Sonne muss überwunden werden. Auf elliptischen Bahnen fliegt die Raumsonde deshalb knapp an der Venus vorbei, erstmals am 28. September. Dabei nutzt sie einen Effekt der Umlenkung, um im siebten Anlauf schliesslich so nahe wie gewünscht an der Sonne vorbeizufliegen, ohne abzustürzen.

Die Sonde nutzt das Schwerefeld der Venus, um ihre Geschwindigkeit relativ zur Sonne zu reduzieren. «Es muss ein Gleichgewichtszustand erreicht werden, so dass die Sonde wie ein Planet, der um die Sonne kreist, in der Bahn bleibt», sagt Schmidt. «Wie der nächstgelegene Planet Merkur wird die Sonde in 88 Tagen einmal um die Sonne kreisen, aber in einer Ellipse.»

Bedingungen wie in einem Backofen

24 Umläufe sind geplant, in denen die Sonde Messungen machen wird. Am nächsten wird die Sonde der Sonne am 19. Dezember 2024 kommen. 2025 endet die Nasa-Mission.

Die 700 Kilogramm schwere Sonde muss einer Hitze von 1430 Grad Celsius widerstehen. Möglich ist das dank eines 17 Zentimeter dicken Karbonschilds und anderer technischer Raffinessen.

Gemäss der Nasa hilft auch, dass die Sonnenatmosphäre sehr dünn ist. Deshalb erhitzt sich ein Objekt trotz der horrenden Temperaturen nicht übermässig. Als Vergleich: Wer seine Hand in kochendes Wasser hält, wird sich diese gleich verbrennen. Im gleich heissen Backofen dauert das länger und man hat die Chance, die Hand noch herauszuziehen, bevor sie verbrannt ist. So wird «Parker Solar Probe» die enorme Hitze für eine Zeit überstehen, trotzdem werden ihr die Solar­panels und Instrumente aber bald ihren Tribut zollen. Die Sonde werde dann vielleicht noch ein paar Hundert Jahre ohne Mission um die Sonne kreisen, sagt Schmidt.

Mit Erkenntnissen dieser Mission im Gepäck, wird in zwei Jahren die nächste Sonnensonde starten. «Solar Orbiter» der europäischen Raumfahrtagentur ESA wird dann nicht nur Messdaten, sondern auch Bilder aus der Sonnenatmosphäre liefern.

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