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Sonnenwächter

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In seinem Buch "Space" aus dem Jahre 1970 schilderte James Michener eine fiktive Apollo Mission, die ihre Mannschaft durch die Strahlung, ausgelöst von einem Sonnenausbruch, verlor. Er legte seiner Geschichte etwas zugrunde, was leicht als glückliches Timing bezeichnet werden könnte: einen massiven Ausbruch am 7. August 1972, der sich zwischen den Missionen Apollo 16 (April) und Apollo 17 (Dezember) ereignete, den letzten Reisen des Menschen zum Mond.

Das Ereignis hallt heute noch nach. Die NASA bereitet sich darauf vor Astronauten zurück zum Mond zu schicken sowie auf noch längere Reisen zum Mars. Mit Mannschaften "dort draußen" über einen längeren Zeitraum, "steigen die Chancen sehr stark, dass sie von einem Sturm erwischt werden," sagt David Hathaway, ein Sonnenphysiker an NASA's Marshall Space Flight Center.

"Der Blick auf den Ausbruch vom August 1972 ist, dass eine Crew auf der Oberfläche des Mondes recht krank geworden wäre." Oder schlimmer. Dr. Lawrence Townsend von der University of Tennessee und seine Kollegen berechneten, dass energiereiche Teilchen eines Super-Flares, wie dem durch Sir Richard Carrington, im September 1859 aufgezeichneten, tödlich sein können.

Nicht nur Menschen sind einem Risiko ausgesetzt. Die moderne Elektronik ist anfälliger für Strahlung als es die Vorgänger vor 40 Jahren waren. Ein aktuelles Beispiel: Japan's Nozomi Marssonde wurde durch ein intensives Auftreten von Sonnenteilchen, im April 2002 stark beschädigt und zukünftige Sonden der NASA sind ebenfalls gefährdet. 

"Die NASA benötigt verlässliche Vorhersagen des Weltraumwetters," sagt Hathaway. Das Problem ist nur, dass Wissenschaftler immer noch lernen solche Vorhersagen zu treffen. "Es wird oft gesagt, dass die Weltraumwettervorhersage 50 Jahre hinter der Erdwettervorhersage hinterher läuft. Wir müssen den Anschluss finden."

Eine gute "Anschluss"- Möglichkeit liegt direkt vor uns. Der 24. Sonnenzyklus beginnt und es wird erwartet, dass er sein Maximum zwischen 2010 und 2012 erreicht. Während dieser Zeit wird es eine Fülle von Sonnen-Flares und koronalen Massenausbrüchen (coronal mass ejections - CMEs) geben, welche die Astronomen untersuchen können.  

"NASA Astronauten sollen um das Jahr 2020 zum Mond zurückkehren," bemerkt Robert Lin, ein Sonnenphysiker an der UC Berkeley. "Wir haben nur noch ein Sonnenmaximum vor uns um alles Notwendige zu lernen, was wir brauchen" um diese Mannschaften zu schützen.

Lin hat kürzlich ein Team geleitet, welches von der NASA im Jahr 2004 beauftragt wurde, die "Solar Sentinels - Sonnenwächter" Mission zu untersuchen, die den Wissenschaftlern helfen würde Sonnenstürme rechtzeitig vorherzusagen um Astronauten warnen zu können. Ihr Bericht wurde gerade veröffentlicht: Link.

Sie merken an, dass bereits mehrere neue Raumschiffe geplant sind, um die Sonne während des 24. Zyklus zu untersuchen, inklusive dem Solar Terrestrial Relations Observatory (STEREO), Solar-B, und dem Solar Dynamics Observatory. Diese Missionen werden 3D Bilder von Sonnenexplosionen machen, das instabile magnetische Feld der Sonnenflecken aufzeichnen (die Quelle der Ausbrüche), und den inneren magnetischen Dynamo der Sonne prüfen.

Vielleicht ist das aber noch nicht genug. Zusätzliche Augen und Sensoren werden benötigt, argumentiert das Sentinels Team, um zwei Hauptfragen zu beantworten: (1) Wie werden Teilchen von der Sonne beschleunigt? Und (2) wie entstehen CMEs? Im Einzelnen empfehlen sie das Folgende:

Wächter der inneren Heliosphäre -- vier identische Sonden, stationiert innerhalb des Orbits von Venus und Merkur. Diese Raumschiffe würden neu beschleunigte, energierreiche Teilchen von der Sonne, nahe der Sonne selber untersuchen.

Wächter nahe der Erde -- eine einzelne Sonde, welche die Erde umkreist. Dieser Wächter würde einen Koronagraphen an Bord haben, ein spezielles Teleskop für Beobachtungen der schwachen Korona der Sonne, wo CMEs ihren Anfang nehmen. 

Weit entfernte Wächter -- eine einzelne Sonde, welche die abgelegene Seite der Sonne beobachtet. Zusammen mit den anderen Raumschiffen würde dieser Wächter ein vollständiges Bild der Sonne liefern -- nicht nur die Seite, welche wir von der Erde aus sehen.

"Die Wächter würden auf bestehenden Technologien aufbauen, könnten also rechtzeitig  zum nächsten Sonnenmaximum gebaut und gestartet werden," sagt Lin. Die Wächter selber sind nicht als dauerhaftes Warnsystem geplant. "Aber was wir von ihnen lernen, wird sicher die Basis für ein vollständig funktionierendes Netzwerk bilden."

NASA's Science Mission Directorate schaut sich die Empfehlungen an. In der Zwischenzeit beginnt der Sonnenzyklus Nr. 24.

Quelle: Science@NASA

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