Erste Bilder der Raumsonde beeindrucken Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler.

Die Reise des Solar Orbiters im Jahr 2020

Von Prof. Louise Harra | Direktorin PMOD/WRC Davos Mo, 25.01.2021

Während eine Pandemie die Welt erfasste und den globalen Reiseverkehr erheblich einschränkte, flog die Raumsonde «Solar Orbiter» mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von rund 2000 km/h einmal um die Sonne. Ihre Flugbahn wurde dabei nicht beeinträchtigt.

Die Reise ins All startete im Februar, gerade als die Pandemie sich weltweit auszubreiten begann. Mit an Bord der Raumsonde befinden sich zehn Messgeräte, zwei davon mit Beteiligung des Davoser Forschungsinstituts PMOD/WRC. Sie sollen mithilfe von Teleskopen die Sonne aus nächster Nähe betrachten und zum ersten Mal hochauflösende Bilder von den Polen der Sonne liefern.

Den ersten sonnennahen Punkt (Perihel) erreichte die Raumsonde während ihrer ersten Umlaufbahn im Juni. Zu diesem Zeitpunkt befand sie sich fast auf halbem Weg zur Sonne – so nahe an der Sonne war bisher noch kein Solarteleskop.

Umlaufbahn von Solar Orbiter um die Sonne

Abbildung 1: Schematische Darstellung der Umlaufbahn der Raumsonde Solar Orbiter. Die Sonde nutzt die Schwerkraft, um sich der Sonne zu nähern und sich langsam aus der Ekliptik herauszubewegen und so einen möglichst nahen Blick auf die Sonnenpole zu erhalten. (Grafik ESA)

 

Einschalten der Messgeräte unter erschwerten Umständen

Doch die Pandemie ging auch an der Solar-Orbiter-Mission nicht spurlos vorbei: Wenige Wochen nach dem Start der Raumsonde, als die Messgeräte an Bord eingeschaltet werden sollten, wurde das Betriebszentrum der Europäischen Weltraumorganisation (ESOC) geschlossen – eine Situation, die vorher unvorstellbar gewesen wäre.

Das Betriebszentrum ist der Ort, der die Raumsonde und alle Messinstrumente steuert. Normalerweise führen Mitglieder jedes Instrumententeams dort die Tests und das Einschalten der Messgeräte in Echtzeit durch. Nach einer Weile ging das Zentrum wieder auf, doch war es fortan nur für eine kleine Anzahl von ESA-Mitarbeiterinnen und -Mitarbeiter zugänglich.

Da diese Leute schon seit vielen Jahren zusammenarbeiten, konnten sie sich jedoch schnell und effektiv auf die neue Situation einstellen und alle zehn Instrumente erfolgreich einschalten. Dies war die erste Raumsonde, die unter solch aussergewöhnlichen Umständen ihren Betrieb aufnahm. Umso schöner war es, als im Mai die Türen der Teleskope geöffnet wurden und die ersten Bilder der Sonne eintrafen!

Ein neuer Blick auf die Sonne rückt näher

Während des ersten Perihels konnten wir das erste Mal von Nahem auf die Sonne blicken. Abbildung 2 zeigt die detaillierte Aufnahme der Sonnenatmosphäre. Diese präsentiert sich als extrem dynamisch mit vielen Aufhellungen, die in sehr kurzen Zeitabständen auftreten.

Diese kleinen Ausbrüche der Sonne können die Sonnenatmosphäre aufheizen und heisses Gas in das Sonnensystem schleudern. Wenn sich die Raumsonde 2022 in der ersten Forschungs-Umlaufbahn befindet, das heisst, alle Messgeräte dann vollumfänglich Daten liefern, wird die Sonde der Sonne nochmals um die Hälfte näherkommen. Dies dürfte noch mehr Details über die Vorgänge in der Sonnenatmosphäre enthüllen.

Abbildung 2: Die erste Nahaufnahme der Sonnenatmosphäre, als die Raumsonde fast auf halbem Weg zur Sonne war. Der weisse Pfeil hebt eine kleine Aufhellung hervor, die zuvor noch nicht gesehen wurde. Die Erde ist zur Veranschaulichung als weisser Kreis dargestellt. (Bild ESA)

 

Reise zur Venus

Der Himmel in Graubünden ist in den Wintermonaten oft atemberaubend klar und erlaubt uns bisweilen einen schönen Blick auf die Venus. Solar Orbiter wird im Laufe seiner Mission viele Male an der Venus (und einmal an der Erde) vorbeifliegen.

Dabei nutzt die Raumsonde die Schwerkraft der Planeten, um ihre eigene Umlaufbahn so zu verändern, dass sie der Sonne näherkommt und diese auch aus einer immer stärkeren Neigung beobachten kann. Das erste Mal an der Venus vorbeigeflogen ist die Raumsonde am 27. Dezember 2020.

Abbildung 3: Grafische Darstellung von Solar Orbiter bei einem Vorbeiflug an der Venus. (Bild ESA)