SOHO: Die Sonne ausspionieren

Eine Künstlerin

Künstlerische Darstellung der Raumsonde SOHO. (Bildnachweis: NASA / ESA / Alex Lutkus)



Das Solar and Heliospheric Observatory (SOHO) ist ein Satellit, der die Sonnenaktivität im Auge behält. Es ist eine gemeinsame Mission der NASA und der Europäischen Weltraumorganisation und ist seit mehr als 20 Jahren im Einsatz.



Während er die Sonnenaktivität beobachtete, hat SOHO einige Entdeckungen über die Funktionsweise der Sonne gemacht. Zu den wichtigsten Entdeckungen der ESA gehören das Auffinden komplizierter Gasströme unter der sichtbaren Oberfläche der Sonne sowie die Verfolgung häufiger Änderungen der Magnetfelder.

Die Forscher waren im Juni 1998, weniger als drei Jahre nach dem Start, nach einer routinemäßigen Gyroskop-Kalibrierung kurz davor, das Raumfahrzeug zu verlieren. SOHO war in der falschen Position, um Nachrichten von der Erde zu empfangen, und reagierte nicht auf Befehle.



Es dauerte etwa drei Monate, bis sich die Sonde erholt hatte, und die Raumsonde verlor dadurch zwei Gyroskope. Dann versagte das letzte Gyroskop von SOHO und zwang die Missionsmanager, einen neuen Weg zu entwickeln, um SOHO stabil zu halten.

SOHO ist auch ein Werkzeug zur Entdeckung von Kometen, obwohl es dafür nicht entwickelt wurde. Bis November 2012 hatte der Satellit rund 2.400 Kometen gesichtet, wobei etwa alle 2,6 Tage neue (im Durchschnitt) gefunden wurden. Viele dieser Kometen wurden von Amateurastronomen entdeckt, die Bilder von der SOHO-Website heruntergeladen haben.

ESA / NASA



Das Sonnen- und Heliosphären-Observatorium (SOHO) der ESA/NASA feierte im Dezember 2015 sein 20-jähriges Bestehen. Dieses Bild, bestehend aus zwei Bildern aus dem Jahr 2002, zeigt einen enormen koronalen Massenauswurf und wurde von Besuchern der SOHO-Website zum Gewinner des SOHO-Geburtstags gekürt Bildwettbewerb statt.(Bildnachweis: ESA / NASA / SOHO)

Langzeitblick in die Sonne

Die Energie der Sonne hält die Erdlinge am Leben, aber diese Sicherheit hat ihren Preis. Die Sonne – obwohl für himmlische Verhältnisse ein relativ stabiler Stern – ist eine aktive Gaskugel. Eruptionen von der Sonnenoberfläche strömen häufig auf die Erde zu.

Leichte Eruptionen können Polarlichter verursachen , und heftigere Eruptionen können stören Satellitenkommunikation und Stromnetze. Ein berüchtigtes Beispiel war ein massiver Stromausfall in Quebec im Jahr 1989, der sich nach einer Sonneneruption ereignete.



Die ESA war in Zusammenarbeit mit der NASA und mehreren Forschungseinrichtungen daran interessiert, ein Raumfahrzeug zu starten, das die Sonne jederzeit im Auge behalten kann. Ziel war es, das Weltraumwetter besser vorherzusagen und mehr über die Funktionsweise der Sonne zu verstehen.

Wissenschaftler würden das 1,27 Milliarden US-Dollar teure SOHO in eine Umlaufbahn um die Lagrange L1-Punkt — ein Bereich im Weltraum, in dem sich die Schwerkraft der Sonne und der Erde gegenseitig ausbalanciert.

SOHO startete am 2. Dezember 1995 von Cape Canaveral mit einer Atlas-II-Rakete. Etwa zwei Stunden nach dem Start brachte die Oberstufe der Rakete SOHO in eine Transferbahn. Es dauerte vier Monate, bis der Satellit sein Ziel erreichte, das etwa 932.000 Meilen (1,5 Millionen Kilometer) von der Erde entfernt liegt.

Interessante Sehenswürdigkeiten kamen von SOHO in den ersten Betriebswochen. Obwohl SOHO zu einer ruhigen Zeit im Sonnenzyklus der Sonnenfleckenaktivität startete, entdeckte die Raumsonde im Frühjahr 1996 von der Sonne ausgehende Emissionsjets.

'Die Wissenschaftler von SOHO sind beeindruckt von der energischen Aktion, die sie jeden Tag sehen, denn die Sonne befindet sich in der ruhigsten Phase ihres 11-jährigen Aktivitätszyklus', schrieb die ESA in a Presse-Update Mai 1996 .

„Für bodengestützte Observatorien erscheint [die Sonne] gerade äußerst ruhig. Die ersten Anzeichen für die Leistung von SOHO rechtfertigen die Entwicklung eines Raumschiffs zum Sonnenbaden.'

'Unheilvoller' Verlust von SOHO

Im Juni 1998 stand SOHO noch am Anfang seiner erweiterten Mission, als im Worte eines Bewertungsgremiums , 'eine katastrophale Abfolge von Ereignissen' führte dazu, dass die Controller nach einer routinemäßigen Gyroskop-Kalibrierung den Überblick über das Raumfahrzeug verloren.

SOHO erlebte einen 'Verlust der Lagekontrolle, einen anschließenden Verlust der Telemetrie und einen Verlust der Leistung und der thermischen Kontrolle', sagte der Vorstand. Dies bedeutete, dass die Menschen vor Ort SOHO nicht kontrollieren und keine Informationen über seinen Status erhalten konnten. Schlimmer noch, das Raumfahrzeug drehte sich so, dass es ungleichmäßig erhitzt wurde; Außerdem konnten die Sonnenkollektoren von SOHO seine Batterien nicht aufladen.

Besorgte Controller verbrachten einen Monat damit, Signale an die Raumsonde zu senden und vergeblich auf eine Antwort zu warten. Im Juli fanden sie SOHO, indem sie a großes Radioteleskop in Arecibo, Puerto Rico . Die Radarechos von SOHO zeigten, dass sich das Raumschiff drehte.

'Im Nachhinein wissen Missionsexperten, dass sich SOHO alle 53 Sekunden drehte, wobei die Sonnenkollektoren direkt zur Sonne gerichtet waren', NASA später schrieb in einer Pressemitteilung.

„Dies waren die denkbar schlechtesten Bedingungen, um Strom aus Sonnenlicht zu erhalten. Instrumente auf der der Sonne zugewandten Seite des Raumfahrzeugs wurden gebacken, während andere auf der abgeschatteten Seite Wärme in den Weltraum verloren.'

Bergung des Raumschiffs

Zum Glück für die Fluglotsen änderte sich die Position von SOHO relativ zur Sonne jeden Tag leicht, als die Raumsonde den nächsten Stern der Erde umkreiste. Am 3. August 1998 rief SOHO zur Erde zurück, als genügend Sonnenlicht die Sonnenkollektoren der Raumsonde durchquerte.

Vorsichtig tauten die Controller den gefrorenen Treibstoff von SOHO in den Triebwerken auf und luden die Batterien wieder auf. Mitte September wies SOHO wieder in die richtige Richtung. Zwei der drei Gyroskope waren ausgefallen, aber der Rest der Instrumente schien in Ordnung zu sein.

Am 21.12.1998 brach jedoch der letzte Kreisel. Die Kontrolleure verwendeten Hydrazintreibstoff in den Triebwerken, um SOHO in die richtige Richtung zu halten, aber sie verbrauchten ziemlich viel davon – durchschnittlich 15 Pfund (7 Kilogramm) pro Woche.

Im Januar änderten SOHO-Controller die Software des Raumfahrzeugs, sodass es ohne Gyroskope arbeiten und andere Werkzeuge des Raumschiffs verwenden konnte, um seine Lage herauszufinden. Dies reduzierte den Treibstoffverbrauch und ermöglichte die Fortsetzung der normalen Beobachtungen.

SOHO hatte 396 Pfund. (180 Kilogramm) Kraftstoff übrig, als das Gyroskop versagte. Das schrumpfte auf 326 Pfund. (148 kg) zum Zeitpunkt der Einführung der neuen Software.

SOHO-Entdeckungen

Fünf Jahre nach der Einführung von SOHO veränderte es bereits unsere Sicht auf die Funktionsweise der Sonne. Im Jahr 2001 gab die ESA bekannt, dass die SOHO-Forscher Sturmbeobachter eine zusätzliche Woche über Eruptionsrisiken informieren würden. Ein Instrument der Raumsonde kann durch die Sonne nach hinten sehen, während ein anderes die Aktivität durch ultraviolette Emissionen wahrnehmen kann.

Außerdem beobachtete SOHO, wie die Sonne heller wurde, als die Sonnenfleckenaktivität zunahm, beobachtete, wie Gasströmungen unter die Sonnenoberfläche strömten, und analysierte die Elemente, die aus dem „Sonnenwind“ kommen – dem kontinuierlichen Strom von Partikeln aus der Sonne, die in den Weltraum bluten.

Die vielleicht wichtigste Entdeckung war die Untersuchung, wie koronale Massenauswürfe (große Mengen ionisierten Gases) eine „Autobahn“ im Weltraum bilden, die energetische Teilchen durch den Weltraum schickt. Je mehr wir über diese Partikel wissen, desto besser können wir Astronauten und Infrastruktur wie Stromnetze schützen.

Da SOHO die Sonne so lange beobachtet, konnten Astronomen die Sonne über mehr als einen ihrer 11-jährigen Sonnenfleckenzyklen hinweg beobachten. Diese Langzeitbeobachtungen der Sonne sollen die Genauigkeit von Weltraumwettervorhersagen verbessern.

Der Punkt im Fadenkreuz ist der 3.000ste Komet, der vom NASA/European Space Agency Solar and Heliospheric Observatory (SOHO) am 14. September 2015 entdeckt wurde. Der Komet wurde in SOHO-Daten von Worachate Boonplod aus Thailand entdeckt.

Der Punkt im Fadenkreuz ist der 3.000ste Komet, der vom NASA/European Space Agency Solar and Heliospheric Observatory (SOHO) am 14. September 2015 entdeckt wurde. Der Komet wurde in SOHO-Daten von Worachate Boonplod aus Thailand entdeckt.(Bildnachweis: ESA / NASA / SOHO)

Korrallierende Kometen und mehr

Weil so viele Kometen von der Sonne angezogen werden, endete SOHO versehentlich als ein Werkzeug für Kometenjäger . Im September 2015 entdeckte die Raumsonde ihren 3.000sten Kometen und ist damit der bisher mit Abstand produktivste Kometenentdecker. Viele dieser Kometen wurden von Amateuren in Bildern entdeckt,

'Ich freue mich sehr, Teil eines großen Meilensteins für das Kometenprojekt von SOHO zu sein', sagte Amateur Worachate Boonplod aus Thailand, der den 3.000sten Kometen entdeckte, sagte damals in einer Erklärung . 'Ich möchte SOHO, ESA und NASA dafür danken, dass sie diese Gelegenheit ermöglicht haben, einschließlich anderer Kometenjäger, von denen ich viel gelernt habe.'

Einer der berühmtesten Momente der Kometenjagd in SOHO fand 2013 um Thanksgiving statt. Die Raumsonde war auf der Suche nach dem Kometen ISON, der im Jahr zuvor entdeckt wurde. Die Größe, Helligkeit und Nähe des Kometen zur Sonne ließen Himmelsbeobachter hoffen, dass ISON Ende 2013 eine spektakuläre Show bieten würde.

Leider zerfiel der Komet kurz nach seinem nächsten Vorbeiflug an der Sonne. Astronomen, die mit SOHO zuschauten, waren jedoch erstaunt, als die Teile kurz aufhellten, bevor sie wieder verschwanden. Eine spätere Analyse der Bilder deutete darauf hin (obwohl sich die Wissenschaftler nicht ganz sicher sind), dass die Helligkeitseruption von der endgültiges Aufbrechen des Kerns oder Herzens des Kometen.

SOHO betreibt natürlich auch Solarwissenschaft. Zu den Erkenntnissen aus dem Jahr 2015 gehörten, einige rätselhafte Erkenntnisse zu erklären, die Voyager 1 beim Verlassen des Sonnensystems im Jahr 2012 bemerkte. SOHO und andere Raumschiffe halfen dabei Änderungen im Magnetfeld erklären Voyager 1 entdeckt , die sich mit Veränderungen des Sonnenwinds zu verschieben schien.

Zusätzliche Ressourcen