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Sonnenforschung aus der Nähe Die Sonnensonde Parker Solar Probe

Im Sommer 2018 startete die Raumsonde Parker Solar Probe der NASA zur Sonne. Seither schwingt sie in exzentrischen Bahnen um die Sonne und kommt ihr so nah wie keine Mission zuvor. Trotz der Hitze bleibt die Sonde cool.

Stand: 30.10.2018

Künstlerische Darstellung der Raumsonde Parker Solar Probe auf ihrem Weg zur Sonne | Bild: NASA Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory

Am 12. August 2018 startete die NASA die Mission Parker Solar Probe. Seither kommt die Sonde der Sonne immer wieder näher als jede andere Raumsonde zuvor: Ende Oktober 2018 brach Parker Solar Probe den bis dahin geltenden Rekord der Sonde Helios 2 aus dem Jahr 1976: Parker Solar Probe knackte die 43- Millionen-Kilometer-Marke.

Orbits der Parker Solar Probe

Aber dabei bleibt es nicht, denn seither kommt Parker Solar Probe der Sonne immer wieder nah und näher: Bis 2024 unternimmt sie insgesamt 24 dichte Annäherungsversuche an die Sonne. am 24. Dezember 2024 soll sie sich ihr auf nur noch sechs Millionen Kilometer Abstand nähern.

Erste Annäherungen, erste Erkenntnisse

Im Dezember 2019 haben die Wissenschaftler der NASA-Mission erste Ergebnisse aus den Beobachtungen der Parker Solar Probe veröffentlicht. Dreimal war die Raumsonde zu dem Zeitpunkt der Sonne bereits nahe gekommen und hatte den Sonnenwind untersucht. Der ist demnach weitaus stürmischer als bislang gedacht.

Sonnenstürme, Polarlichter und Stromausfälle

Unsere Sonne ist ein mächtiger Stern, bei dem es ganz schön turbulent zugeht: Ab und zu speit sie einen Schwung hochenergetischer Teilchen aus. Die gelangen bis in die Erdatmosphäre, können uns Polarlichter an den Himmel malen, aber auch unser Stromnetz lahmlegen. Viele Vorgänge in und auf der Sonne geben Wissenschaftlern bis heute Rätsel auf: Wie werden diese ausgespuckten Teilchen beschleunigt? Und wie kann es eigentlich sein, dass es in der äußeren Atmosphärenschicht der Sonne, in der sogenannten Korona, hunderte Male heißer ist als auf ihrer Oberfläche?

"Das ist ein bisschen so, als ob man von einem Lagerfeuer wegginge und dann würde es plötzlich wärmer."

Nicky Fox, Projekt-Wissenschaftlerin, Johns Hopkins University

Parker Solar Probe schaut sich die Sonne ganz genau an

Auch, um Sonnenstürme künftig besser vorhersagen zu können, will die NASA der Sonne näher kommen als mit je zuvor. Die Parker Solar Probe wird sich der Sonne bis auf rund sechs Millionen Kilometer nähern und muss dabei mehr als 1.300 Grad aushalten. In Sonnennähe erreicht die Sonnensonde eine Geschwindigkeit von rund 200 Kilometern pro Sekunde.

Mit vier Instrumenten inspiziert die kleinwagengroße und rund 700 Kilogramm schwere Sonde die Sonne bei jeder Annäherung: FIELDS, SWEAP und ISʘIS messen elektrische und magnetische Felder und analyisieren die Geschwindigkeit, Temperatur sowie die Dichte der Teilchen. WISPR, ein Teleskop, beobachtet die Korona und kann Fotos machen.

"Die Parker Solar Probe wird Fragen über Solarphysik beantworten, die uns seit mehr als sechs Jahrzehnten umtreiben. Es ist ein Raumschiff, vollgeladen mit technologischen Neuerungen, die viele der größten Mysterien um unseren Stern herum lüften werden."

Nicky Fox, Projekt-Wissenschaftlerin, Johns Hopkins University

Eine heiße Kiste: Parker Solar Probe bleibt cool

Warum wird die Korona der Sonne so heiß? Das soll die Raumsonde Parker Solar Probe klären.

Dass Parker Solar Probe dabei möglichst cool bleibt, dafür sorgen ein zweieinhalb Meter großes und zwölf Zentimeter dickes Hitzeschild aus Carbon samt reflektierender Keramikbeschichtung sowie ein flüssigkeitsbasiertes Kühlsystem. Egal, wie nah die Raumsonde der Sonne kommt und wie heiß es wird: Parker Solar Probe sollte sich damit auf nicht mehr als 30 Grad aufheizen.

Parker Solar Probe

Zum ersten Mal hat die NASA eine Mission nach einer noch lebenden Person benannt: Der Astrophysiker Eugene Parker hat sich bereits in den 1950er-Jahren mit dem Sonnenwind beschäftigt und den Begriff "solar wind" überhaupt erst geprägt.

Ihre Energie erhält die Sonde von Solarzellenflügeln, die ebenfalls auf die extremen Anforderungen ausgelegt sind. Parker Solar Probe kann dank ihres Bordsystems selbstständig agieren, wenn es zum Beispiel schnell gehen muss oder die Sonde gerade nicht mit der Erde kommunizieren kann. Sieben Sonnensensoren halten im Schatten des Hitzeschilds Wache. Sollten sie plötzlich zuviel Sonnenlicht abbekommen, wird der Kurs von Parker Solar Probe automatisch korrigiert, damit die Instrumente nicht überhitzen.

"Parker Solar Probe fliegt in eine Gegend des Weltalls, die wir noch nie erkundet haben. Es ist sehr aufregend, dass wir da endlich hinschauen können. Ich hätte gerne detailliertere Messungen der Sonnenwinde. Ich bin mir sicher, es wird einige Überraschungen geben. Gibt es immer."

Eugene Parker, Astrophysiker, emeritierter Professor der University of Chicago, nach ihm ist die Sonde benannt

Venus hilft der Raumsonde beim Flug zur Sonne

Venus Swing-Bys

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Um zur Sonne zu gelangen, ist 55-mal mehr Energie nötig als für einen Flug zum Mars. Daher fliegt die Solar-Sonde auch nicht auf direktem Weg zur Sonne, sondern nutzt die Gravitationskraft der Venus: In der gesamten Missionszeit schwingt die Parker Solar Probe siebenmal um unseren Nachbarplaneten und holt mit diesen Swing-Bys Schwung, um sich der Sonne jedesmal danach weiter zu nähern - auf einer extrem exzentrischen Umlaufbahn, die sie immer nur kurz der Sonne nah bringt.

Insgesamt 24-mal schwingt die Raumsonde in ihrem Orbit um die Sonne, im Dezember 2024 dann aus größter Nähe.

"Wir analysieren die Sonne seit Jahrzehnten - jetzt gehen wir direkt dahin, wo die ganze Action stattfindet."

Alex Young, Wissenschaftler, Goddard Space Flight Center

NASA-Video: Warum schmilzt die Raumsonde Parker Solar Probe nicht? (Englisch)

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Why Won't it Melt? How NASA's Solar Probe will Survive the Sun | Bild: NASA Goddard (via YouTube)

Why Won't it Melt? How NASA's Solar Probe will Survive the Sun

  • NASA startet Sonnen-Sonde Parker Solar Probe: 10.08.2018, 17.05 Uhr, radioWelt, Bayern 2.
  • Ist die Sonne etwas Besonderes? 10.08.2018, 19.15 Uhr, alpha-centauri, ARD-alpha.
  • Superstern Sonne: 25.07.2018, 21.00 Uhr, Planet Wissen, ARD-alpha.

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