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„Solar Orbiter“ der Esa : Ein erster Gruß vom Weg zur Sonne

Diese Aufnahme des Solar Orbiter aus 77 Millionen Kilometern Entfernung zeigt die Sonne im kurzwelligen ultravioletten Spektralbereich. Bild: EPA

Die aktuelle europäische Sonnenmission hatte keinen einfachen Start: Die wichtige Phase der Inbetriebnahme fiel mit dem Beginn der Covid-19-Pandemie zusammen. Nun beeindruckt die Sonde aber mit ersten Aufnahmen.

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          Als der „Solar Orbiter“ der europäischen Weltraumorganisation Esa am 10. Februar vom amerikanischen Weltraumbahnhof Cape Canaveral aus in Richtung Sonne startete, konnte noch niemand vorhersehen, unter welch ungewöhnlichen Umständen diese Mission ihren Anfang nehmen würde. Die Inbetriebnahme und ersten Tests der zehn wissenschaftlichen Instrumente an Bord der Sonde, mit deren Hilfe die Aktivität der Sonne und deren Wirkung auf das interplanetare Medium unseres Sonnensystems besser verstanden werden soll, mussten unter den massiven Einschränkungen der Covid-19-Pandemie erfolgen: Homeoffice, Reisebeschränkungen, Abstandsgebote.

          Sibylle Anderl

          Redakteurin im Feuilleton.

          „Am Anfang lief alles normal. Dann kam der Lockdown und die Instrumente waren mehr oder weniger auf Standby. Wir waren an diesem Punkt sehr besorgt“, berichtete Sami Solanki, wissenschaftlicher Leiter des „Polarimetric and Helioseismic Imager“-Instruments (Phi) vom Göttinger Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung, im Rahmen einer Esa-Pressekonferenz. Doch dem internationalen Team gelang es, diese Herausforderungen zu meistern. Alle Instrumente - sechs Teleskope und vier Instrumente, die die Bedingungen am Ort der Sonde messen - konnten wie geplant ihren Betrieb aufnehmen.

          Die europäische Sonde war am 10. Februar vom amerikanischen Cape Canaveral gestartet.
          Die europäische Sonde war am 10. Februar vom amerikanischen Cape Canaveral gestartet. : Bild: AFP

          Als Bildergruß vom Ende der initialen Testphase präsentierte die Esa nun die ersten Aufnahmen der Sonne aus einer Entfernung von 77 Millionen Kilometern. Das entspricht etwa der halben Distanz zwischen Sonne und Erde. Nie zuvor wurde unser Heimatstern aus größerer Nähe beobachtet. Die Aufnahmen der im besonders kurzwelligen ultravioletten Spektralbereich arbeitenden Kamera „Extreme-Ultraviolet Imager“ (EUI) zeigen bisher nie gesehene Strukturen, bei denen es sich um Verwandte der von der Erde aus sichtbaren, sehr viel größeren Sonneneruptionen handeln könnte. Diese „Nano-Flares“ könnten einen entscheidenden Beitrag zur Aufheizung der mehr als eine Million Grad heißen Korona leisten – ein Phänomen, das nach wie vor nicht vollständig verstanden ist.  Die Bilder zeigten einen Teil der „ruhigen“ Korona, wo eigentlich nicht viel passieren sollte, berichtete David Berghmans, leitender Wissenschaftler der EUI. Die Vielfalt der zu beobachtenden Strukturen sei unerwartet gewesen.

          Diese Aufnahmen zeigen kurzwellige UV-Strahlung der Sonne, die von Wasserstoff ausgesendet wird. Sie zeigen die Sonnenatmosphäre unterhalb der heißen Korona.
          Diese Aufnahmen zeigen kurzwellige UV-Strahlung der Sonne, die von Wasserstoff ausgesendet wird. Sie zeigen die Sonnenatmosphäre unterhalb der heißen Korona. : Bild: AFP

          Um diesen ersten Ergebnissen weiter nachgehen zu können und die Funktionsweisen und Wirkung der Sonne besser zu verstehen,  werden in den kommenden Jahren verschiedenste Daten – aufgenommen sowohl von Kameras als auch von „in-situ“-Messungen am Ort der Sonde – zur Verfügung stehen, die sich in ihrem Informationsgehalt gegenseitig ergänzen: Während die Kameras die Prozesse in den äußersten Bereichen der Sonne überwachen, liefern die „in-situ“-Messungen Informationen über das Magnetfeld und den Sonnenwind in einiger Entfernung. Die Wirkung der solaren Prozesse auf das umgebende Medium können so direkt zueinander in Beziehung gesetzt werden.

          Nie zuvor gesehene Strukturen: Die große Nähe zur Sonne macht völlig neue Details der Sonnenkorona sichtbar.
          Nie zuvor gesehene Strukturen: Die große Nähe zur Sonne macht völlig neue Details der Sonnenkorona sichtbar. : Bild: EPA

          Zudem liefert eine weitere Sonnensonde aktuell komplementäre Daten: Die 2018 gestartete „Parker Solar Probe“ (PSP) der amerikanischen Raumfahrtagentur Nasa bewegt sich in noch geringerer Entfernung als die europäische Sonde um die Sonne. Bis auf knapp zehn Sonnenradien nähert sie sich unserem Heimatstern.  Anders als der Solar Orbiter hat die PSP aber keine abbildenden Instrumente an Bord sondern macht nur „in situ“-Messungen, da Kameras den extremen Bedingungen in den äußersten Randbereichen der Sonne nicht standhalten könnten. Die Esa-Sonde wird daher als „das Auge“ der PSP arbeiten können.

          Der „Solar Orbiter“ wird sich nun anhand von Vorbeiflugmanövern an Erde und Venus der Sonne weiter annähern. Im März 2022 wird er seinen aktuellen Abstand zur Sonne noch einmal halbiert haben. Seine Bahn wird sich dann immer weiter aus der Ekliptik herausbewegen, um schließlich zum ersten Mal einen Blick auf die Pole der Sonne zu ermöglichen. Insofern seien diese ersten Bilder nur als ein Auftakt zu sehen, bemerkte Daniel Müller als Esa-Projektwissenschaftler der Mission: „Wir sind wirklich begeistert über diese neuen Aufnahmen – aber das ist erst der Anfang. Der Solar Orbiter hat eine große Reise durch das innere Sonnensystem begonnen und wird der Sonne innerhalb der kommenden zwei Jahre noch sehr viel näher kommen. Schließlich wird die Entfernung 42 Millionen Kilometer betragen, was fast ein Viertel der Distanz zwischen Sonne und Erde ist.“

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