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Solar Orbiter: So nah wie nie an der Sonne

Solar Orbiter wird mit nie dagewesener Genauigkeit untersuchen, wie unser Zentralgestirn jenen Raum voller Teilchen und Kraftfelder erzeugt und beeinflusst, in dem auch die Erde ihre Kreise zieht: die Heliosphäre.

Solar Orbiter ist die erste Mission im Cosmic-Vision-Programm der ESA, die jetzt mit der Implementierungsphase beginnt und soll 2017 starten. Die Missionsdauer beträgt sieben Jahre.

Airbus Defence and Space wurde im April 2012 von der ESA beauftragt, den Solar Orbiter zu bauen.

Solar Orbiter tritt das Erbe höchst erfolgreicher Missionen wie SoHo und Ulysses an. Wie diese ist es ein Gemeinschaftsprojekt von ESA und NASA, das auch wichtige Nutzlasten aus den Vereinigten Staaten beinhaltet und für dessen Start die NASA zuständig sein wird.

Solar Orbiter wird die Rolle des `Mittelmotors´ in unserem Sonnensystems erforschen: den Ursprung des Sonnenwindes, den genauen Vorgang der Teilchenbeschleunigung und die Entwicklung von Turbulenzen genauso wie die Entstehung vorübergehender Phänomene wie z.B. von koronalen Masseauswürfen (eruptiven Protuberanzen). Auch das Werden und Vergehen geladener Teilchen – ihre Quellen, ihre Beschleunigungsvorgänge wie auch ihre zeitliche und räumliche Verteilung – sollen Gegenstand der Untersuchung sein. So wird die Mission unser Wissen über das `Sonnendynamo´ erweitern, das insbesondere in höheren heliographischen Breiten den Zusammenhalt von Sonne und Heliosphäre sichert.

All dies ist aus erdnahen Regionen nicht möglich, da die Eigenschaften von Sonnenwind und Solarmagnetfeld hier bereits durch Streuungs- und Überlagerungseffekte verzerrt sind. Also muss Solar Orbiter die Sonne in geringerer Entfernung umkreisen als alle Raumsonden vor ihm, um die noch unerkundeten innersten Regionen des Sonnensystems ganz aus der Nähe studieren zu können – an Positionen, aus denen es höhere Sonnenbreiten im Blick hat und die Verknüpfungen zwischen der Oberfläche der Sonne, ihrer Korona und der Heliosphäre über ausreichend lange Zeiträume beobachten kann.

Solar Orbit wird eine abgestimmte Auswahl von Instrumenten mitführen, um auf seiner Reise die ihn umgebenden Teilchen, Felder und Plasmawellen zu messen und gleichzeitig Fernmessungen der Photosphäre, Korona und Heliosphäre der Sonne in mehreren Wellenlängen vorzunehmen:

  • In-Situ-Beobachtungen der Ionen und Elektronen des Sonnenwindes und verschiedener Arten durch die Schockfront der Sonneneruptionen beschleunigter Teilchen sowie Messungen des Magnetfeldes gemeinsam mit Untersuchungen der Eigenschaften der Sonnenwind-Plasmawellen;
  • Fernmessungen zur hochauflösenden Kartierung der Verteilung des Magnetfeldes in der sonneneigenen Photosphäre sowie seiner direkt beobachtbaren Bewegungen, der koronalen Strukturen im sichtbaren, UV- und XUV-Spektrum sowie der koronalen UV-Spektren, ferner Untersuchungen der Plasma-Magnetfeldbögen (sog. Flares) mittels abbildender röntgenspektroskopischer Verfahren und Weitwinkel-Aufnahmen zur Beobachtung von Eigenschaften der Heliosphäre bis in einen Winkelbereich von 40°.

So wird Solar Orbiter die Erzeugung seiner Forschungsobjekte und deren Beschleunigung aus der Photosphäre hinaus in den ihn umgebenden Sonnenwind untersuchen.

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