NASA's Sonnen-Mission heißt jetzt Parker

Am Mittwoch, den 31. Mai 2017 gab die NASA bekannt, dass die Mission, welche eine Sonde in die Atmosphäre der Sonne schicken wird, zu Ehren des Astrophysiker Eugene Parker, der am 10. Juni 2017 seinen 90. Geburtstag feiert, umbenannt wurde. Parker hat die berühmteste mathematische Beschreibung des Sonnenwindes ausgearbeitet. Sie ist als Parker-Windmodell bekannt und wird in einer Vielzahl von astrophysikalischen Phänomenen verwendet. Parker verbindet in besonders eleganter Weise die Beschleunigung des Windes vom Unterschallbereich in den Überschallbereich. Der Übergang findet ohne "Überschallknall" statt. Es ist ein ruhiger Wind mit dem man die Geschwindigkeit und die Menge des abströmenden Materials beschreiben kann, nicht aber explosive Phänomene auf der Sonne.

Die Parker Solar Probe Mission (vormals Solar Probe Plus) muss mehr als jede andere Mission mit extremen Temperaturen und Strahlungen fertig werden. Aber die Daten, die sie in diesem Prozess sammeln wird, helfen Astronomen, Sonnenstürme vorherzusagen und Aufschluss über einige der tiefsten Geheimnisse unseres nächsten Sterns zu bekommen.

Im Jahr 1976 kam ein 370 Kilogramm schwerer Block von Instrumenten namens Helios 2 bis auf 43 Millionen Kilometer der Sonnen-Oberfläche nahe, um den Sonnenwind und die kosmischen Strahlen zu studieren.

Unsere Welt wird immer abhängiger von einem Netzwerk an Technologie – sowohl in der Umlaufbahn, als auch auf der Oberfläche unseres Planeten – das macht sie anfällig für eine Bedrohung, die wir kaum verstehen.

Nicht nur, dass unsere moderne Technik durch extreme Sonnenaktivität enormen Schaden erleiden kann, auch Menschen die eines Tages außerhalb unserer Atmosphäre leben sollen, brauchen Schutz vor starken Winden aus geladenen Teilchen und der Strahlung.

Parker Solar Probe wird der Sonne wesentlich näher kommen als seinerzeit Helios 2.

Die Sonde soll im Sommer 2018 gestartet werden. Im Laufe von sieben Jahren, wird sie mittels sieben engen Vorbeiflügen an der Venus, der Sonne immer näher kommen. Der endgültige Orbit wird die Sonde bis auf 6 Millionen Kilometer an die von der Erde aus sichtbaren leuchtenden Schichten (Photosphäre) der Sonne heranbringen.

Das klingt vielleicht nicht ganz nah, aber es ist der rund neunfache Sonnen-Radius und die Sonde ist in voller Fahrt, die es den Sensoren ermöglicht nahe genug zu kommen, um die Magnetfelder zu verfolgen und ein paar Sonnenpartikel einzufangen ohne gebraten zu werden.

Die Sonde wird gezwungen sein, Temperaturen bis zu 1.400° Celsius zu ertragen, während sie gleichzeitig ihre Nutzlast bei einer bequemen Raumtemperatur halten muss.

„Die größte technische Herausforderung für diese Mission ist der Hitzeschild“, erklärte Brad Tucker von der Australian National University Research School of Astronomy und Astrophysik.

„Der Hitzeschild ist ein 11,5 Zentimeter dicker Kohlenstoff-Verbund-Schild, der Temperaturen von fast 1.400 Grad Celsius standhalten kann. Die Verwendung von Kohlenstoff-Verbund ermöglicht es uns, viele komplizierte Dinge tun zu können.“

Kohlenstoff in Form von Materialien wie Nanoröhrchen oder Graphen (Modifikation des Kohlenstoffs) haben bereits unsere Fähigkeit revolutioniert, Raumsonden leicht genug zu machen, um sie zu starten und dennoch robust genug zu sein, um extreme Temperaturen unter einigen der feindlichen Bedingungen des Sonnensystems zu ertragen.

Zusätzlich zu dem Hitzeschild wird die 1,5 Milliarden US $ teure Parker Solar Probe einen Wasserkühler verwenden, um die Instrumente zu schützen, welche die elektrischen und magnetischen Felder der Korona, die Elektronentemperaturen und die Plasmadichte messen.

Und natürlich gibt es auch ein bildgebendes System um einige Schnappschüsse zu machen, während die Raumsonde so viel Zeit unter der Sonne verbringt.

„Die Aktivität der Sonne zu verstehen und die Vorhersage des Wetters durch sie ist entscheidend, wenn wir wirklich wollen, dass Menschen den Raum erforschen, einschließlich der Arbeit und des Lebens auf dem Mond und dem Mars“, sagte Tucker.

Eine Vorstellung davon zu bekommen, wie Partikel zu hohen Geschwindigkeiten beschleunigt werden, gibt den Forschern auch eine bessere Vorstellung davon, wie sich Objekte durch den Raum bewegen. Tucker wies auch darauf hin, dass das Kepler-Weltraumteleskop vom Sonnenwind gelenkt wird.

„Das Verständnis des Sonnenwinds im Detail, nämlich wie er beschleunigt wird, könnte uns die Möglichkeit erschließen dies zu benutzen, um Raumsonden zu beschleunigen, wie das in einem Projekt namens „Light-Sail“ vorgeschlagen wurde“, sagte Tucker.

Ein weiteres astronomisches Geheimnis, ist die Frage nach der merkwürdigen Temperatur der Korona.

Die Photosphäre der Sonne hat eine Temperatur von rund 5.500 Grad Celsius. Doch diese keineswegs niedrige Temperatur steigt in der Korona bis auf über 1 Million Grad an.

Es ist ein Jahrzehnte altes ungelöstes Rätsel weshalb die Temperaturen so hoch sind. Es gibt verschiedene Hypothesen zum Verständnis dieses Phänomens. Die Messungen sollen Hinweise geben welche davon falsch und welche richtig sind.


31. Mai 2017/SP
Verein Kuffner-Sternwarte