Beteiligt an der Mission ist auch die amerikanische Weltraumbehörde NASA. Sie bringt den Solar Orbiter von Cape Canaveral aus mit einer Atlas V Rakete in den Weltraum und steuerte Messinstrumente bei. Ziel: Die Sonne. Dabei ist die Hitze die größte Herausforderung. Die Sonde wird sich unserem Heimatstern auf bis zu 42 Millionen Kilometer nähern und sich dabei auf über 500 Grad erhitzen.
USA haben schon eine Sonde vorausgeschickt
Die USA haben bereits vor anderthalb Jahren eine Weltraumsonde zur Sonne voraus geschickt. Derzeit befindet sich diese Sonde mit dem Namen Parker Solar Probe bereits auf ihrem vierten Sonnenumlauf.
Sonnen-Sonden sollen helfen das Weltallwetter vorherzusagen
Beide Sonnen-Sonden haben den Auftrag die Geheimnisse der Sonne zu entschlüsseln. So ist beispielsweise unklar, wie es zu den gewaltigen Eruptionen auf der Sonnenoberfläche kommt. Bei sogenannten koronalen Massenauswürfen schleudert die Sonne ungeheure Mengen Gas und Plasma weit hinaus ins All, bis hin zur Erde. Dieses Weltallwetter kann Satelliten, Navigationsysteme und auch Flugzeugelektronik stören oder Stromausfälle verursachen. Bislang bleibt uns eine Vorwarnzeit von nur wenigen Stunden nach solch einer Sonneneruption. Schön wäre es, wenn sie sich vorhersagen ließen.
Europas Sonde unterstützt Parker Solar Probe
Um die Rätsel der Sonnenwinde zu lösen, reicht eine Sonde allein nicht. Deswegen ergänzen sich die Missionen des unter europäischer Führung gebauten Solar Orbiter und der amerikanischen Parker Solar Probe. Dabei ist die europäische Sonde doppelt so schwer, da sie mehr Instrumente mit sich führt.
Sie wird der Sonne so nahe kommen wie keine andere europäische Sonde zuvor. Und sie wird über die Pole der Sonne fliegen, was ebenfalls noch nie gemacht wurde.
Solar Orbiter fliegt schwierige Route mit Blick auf den Sonnennord- und Südpol
Europas Weltraumagentur ESA hat sich große Ziele für die Sonnenmission gesetzt. Denn die Flugbahn der Sonde mit Bick auf den Sonnennord- und –südpol gilt als besonders kompliziert.
Um über die Sonnenpole zu fliegen, müssen wir die horizontale Ebene des Sonnensystems verlassen. Wir müssen uns der Sonne stattdessen von oben und von unten nähern. Dazu werden wir den Planeten Venus als Schleuder nutzen. Ihre Anziehungskraft wird unsere Sonde aus der waagerechten Ebene des Sonnensystems herauskatapultieren.
Der Planet Venus wird als Schleuder genutzt
Die Sonde nimmt zunächst Kurs auf die Venus. Die Anziehungskraft der Venus wird den Solar Orbiter aus der Planetenebene hinausschießen.
Die Schwerkraft der Venus wird die Bahn der Sonne bei jedem Vorbeiflug etwas anheben – um wie viel Grad, das hängt davon ab, wie nah wir an dem Planeten vorbeifliegen. Dabei können wir nicht näher an die Venus heran als bis zu den obersten Schichten ihrer Atmosphäre. Denn andernfalls würden wir die Sonde zerstören.
Solar Orbiter muss achtmal bei der Venus Schwung holen
Insgesamt achtmal wird der Solar Orbiter bei der Venus Schwung holen. Seine Beobachtungen der Sonnenoberfläche führt er immer dann durch, wenn er auf seiner Ellipsenbahn in Richtung Sonne fliegt. Und zu beobachten gibt es genug, denn die offenen Fragen rund um die Sonne sind nach wie vor zahlreich.
Die Oberfläche der Sonne ist 6000 Grad Celsius heiß. Entfernen Sie sich, stoßen Sie auf Temperaturen von rund einer Million Grad. Dabei sollte es kälter werden. Wie ist das möglich? Wieso wird es heißer, je weiter Sie sich von der Sonnenoberfläche entfernen? Das haben wir bis heute nicht verstanden.
Sonde soll der Hitze mit Schutzschild trotzen
Der Solar Orbiter soll extrem nahe an die Sonne heranfliegen. Extrem nahe bedeutet einen Abstand von rund 42 Millionen Kilometer. Dabei wird sich die Vorderseite der Sonde auf mehr als fünfhundert Grad erhitzen.
Die Sonde verfügt an ihrer Vorderseite über einen Hitzeschild. In ihm lassen sich zeitweise kleine Luken öffnen, durch die Kameras hindurchschauen können. Dahinter schirmen 29 weitere Schichten die Instrumente im Innern vor der Hitze ab. Der Schutzschild ist ingesamt vierzig Zentimeter dick. Somit liegt die komplette Sonde hinter ihm im Schatten.
Acht Jahre lang wird der Solar Orbiter die Sonne aus nächster Nähe untersuchen und dabei hoffentlich genügend Daten erfassen, um einige Rätsel des Weltallwetters zu lösen. Beteiligt sind daran unter anderen das Leibniz- Institut für Sonnenphysik in Freiburg und das Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung in Göttingen.