1.400 Grad muss die Sonde ertragen. Das ist viel zu heiß für die bislang in der Raumfahrt verwendeten Materialien. Deshalb wurde eine solche Mission bislang nie angepackt. Mit modernster Technologie hat die Sonde es nun geschafft, die Sonne zu berühren.
Sonde fliegt durch Sonnenkorona
Die Sonne hat keine feste Oberfläche. Sie ist ein Ball aus elektrisch geladenem Gas - also einem Plasma. Die gelbe Kugel, die wir sehen können, ist dicht gepacktes Plasma, um welches sich nochmal ein dünner Plasma-Schleier befindet, die sogenannte Sonnenkorona.
Durch diese ist die Nasa-Sonde jetzt geflogen und hat damit als erste Raumsonde überhaupt die äußere Schicht der Sonne durchquert und sie damit "berührt".
Dickes Hitzeschild sorgt für niedrige Temperaturen im Inneren der Sonde
Das wichtigste Bauteil der Sonde ist der Hitzeschild mit 2,4 Meter Durchmesser. Er besteht aus Karbonschaum und Karbonplatten. Das Ganze ist überzogen mit weißer Spezialkeramik, welche die Sonnenstrahlung reflektiert. Hinter dem 2,4 Meter breiten Schirm geht der Rest der Sonde vor der Hitzestrahlung der Sonne in Deckung. Die erstaunlich niedrige Temperatur im Inneren der Solar Probe beträgt nur noch 30 Grad Celsius. Dort befinden sich die Messinstrumente.
Sie untersuchen, aus welchen Teilchen der Sonnenrand besteht, wie sich die Magnetfelder in Sonnennähe verhalten und wie die Sonnenkorona aus der Nähe betrachtet aussieht.
Sensoren helfen bei Korrekturen der Flugposition
Modernste Sensortechnik sorgt dafür, dass die Sonde ihre Flugposition sofort korrigiert, sobald ein Sonnenstrahl am Schild vorbei den Sondenkörper treffen sollte. Diese eigenständige Steuerungsfunktion ist enorm wichtig, weil ein Funkbefehl von der Sonde zur Erde und zurück mehr als eine Viertelstunde Zeit braucht. Das ist im Notfall zu lange, um von der Erde aus noch entscheidend eingreifen zu können. Für eine Sonnenumrundung benötigt die Sonde ungefähr ein Vierteljahr.
Der Weg zur Sonne durch Unterstützung der Venus
Die Bahn der Sonde verändert sich im Lauf der sieben Jahre dauernden Mission ständig ein wenig, denn sie fliegt nach jeder Annäherung an die Sonne wieder weg von unserem Zentralgestirn, bis hinaus auf Höhe der Umlaufbahn der Venus. Durch wiederholtes Vorbeifliegen an der Venus baut die Sonde die Geschwindigkeit in Richtung der Erdbahn ab und nimmt Geschwindigkeit in Richtung Sonne auf. Die Parker Solar Probe wird also jedes Mal von der Venus gebremst, sodass sie bei der nächsten Sonnenumrundung noch ein wenig näher an die Sonne herangezogen wird, ohne aber auf unseren Heimatstern abzustürzen. Durch diesen Vorgang gelingen der Sonde immer dichtere Vorbeiflüge.
Solarzellen liefern Strom für Parker Solar Probe
Elektrischen Strom produziert die Sonde in ihren Solarzellen, die auf langen flügelähnlichen Trägern angebracht sind. Sie werden in Flugphasen mit großer Sonnennähe bis auf eine kleine Restfläche weggeklappt und eingezogen - und sie werden permanent gekühlt, mit einer wunderbaren Flüssigkeit, die schon unter leichtem Druck in dem weiten Temperaturbereich von 10 bis 125 Grad flüssig bleibt und den Überschuss an Wärme hervorragend abführt – mit Wasser.
Deshalb verdampft die Sonde beim Flug nicht
Um die Struktur der Sonnenkorona aus nächster Nähe dokumentieren zu können, befindet sich an Bord eine Kamera. An deren Entwicklung haben auch deutsche Forscher mitgewirkt. Dass die Sonde beim Flug durch die eine Million Grad heiße Korona nicht innerhalb von Sekunden verdampft, hat folgenden Grund: Die Teilchen in der Sonnenkorona sind zwar furchtbar heiß, aber sie bilden eine nur sehr dünne Teilchensuppe und jedes der Koronateilchen trägt nur wenig Wärmeenergie mit sich. Trifft die Sonde auf ein Teilchen, dann reicht diese kleine Energiemenge nicht aus, um die Temperatur der Sonde dramatisch zu erhöhen. Die direkte Erwärmung der Sonde durch absorbiertes Sonnenlicht ist im Vergleich dazu der viel bedeutendere Effekt.
Bisher ungelöste Rätsel der Astronomie
Die Sonde soll zwei große Rätsel der Sonnenphysik lösen. Dafür durchfliegt sie die Sonnenkorona. Das ist der äußere Teil der Sonnenatmosphäre, in dem Temperaturen von über einer Million Grad herrschen.
Das erste Rätsel: Wie kommt es, dass die Atmosphäre der Sonne fünf Million Grad heiß ist, während die Sonnenoberfläche selbst es auf gerade mal 5.500 Grad bringt?
Das zweite Rätsel: Wie schafft es die Sonne, unablässig einen konstanten Strom von Teilchen, den sogenannten Sonnenwind, bis an den Rand des Sonnensystems ins All zu pusten?
Es muss einen Prozess in Sonnennähe geben, der die Teilchen auf enorme Geschwindigkeiten beschleunigt, damit sie sich so weit von der Sonne entfernen können. Denn in ihr sind immerhin 98 Prozent der Masse unseres Sonnensystems versammelt und sie verfügt deshalb über eine enorme Anziehungskraft. Mit ihren Messinstrumenten wird die Parker Solar Probe untersuchen, aus welchen Teilchen der Sonnenwind besteht und wie sich die Magnetfelder in Sonnennähe verhalten.
