Am Sonntag, dem 9. Februar, schließen sich die NASA und die Europäische Weltraumorganisation (ESA) zusammen, um eine neue Mission zur Erforschung unserer Sonne zu starten schließen: Der Solar Orbiter, der in bisher unbekannte Bereiche der Sonne blicken wird, um mehr über das komplexe Innenleben unseres Planeten zu erfahren Stern.
Inhalt
- Zum ersten Mal die Pole der Sonne fotografieren
- Schützt den Orbiter vor der Hitze der Sonne
- Start in eine stark geneigte Umlaufbahn
- Zwei Sonnenmissionen sind besser als eine
- Zeitleiste für die Mission
Zum ersten Mal die Pole der Sonne fotografieren
Solar Orbiter – die Sonne aus nächster Nähe
Die Mission wird dorthin gehen, wo noch kein Beobachter zuvor war: Über den Nord- und Südpol der Sonne. Für die Modellierung ist die Abbildung der Pole besonders wichtig Weltraumwetter, da hierfür ein genaues Modell des gesamten Magnetfelds der Sonne erforderlich ist. Darüber hinaus wird angenommen, dass die Pole eine Rolle im Zyklus der Sonnenflecken spielen – dunkle Flecken, die auf der Sonnenoberfläche erscheinen und in einem etwa 11-jährigen Zyklus kommen und gehen. Wissenschaftler haben immer noch keine Ahnung, warum dieser 11-Jahres-Zyklus existiert, aber ein Blick auf die Magnetfelder der Pole könnte eine Antwort liefern.
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Mit ihren fortschrittlichen Bildgebungsinstrumenten an Bord wird die Solar Orbiter-Mission dem Stern am nächsten kommen, je zuvor eine der Sonne zugewandte Kamera erreicht hat. „Es wird Terra incognita sein“, sagte Daniel Müller, ESA-Projektwissenschaftler für die Mission am Europäischen Weltraumforschungs- und Technologiezentrum in den Niederlanden. „Das ist wirklich explorative Wissenschaft.“
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Schützt den Orbiter vor der Hitze der Sonne
Der Solar Orbiter wird eintreten stark elliptische UmlaufbahnDas heißt, er bewegt sich oval um die Sonne und kommt an manchen Punkten näher als an anderen. Dies bringt Herausforderungen für das Temperaturmanagement mit sich, wie Anne Pacros, Nutzlastmanagerin am Europäischen Weltraumforschungs- und Technologiezentrum der ESA in den Niederlanden, sagte: erklärt: „Obwohl Solar Orbiter der Sonne ziemlich nahe kommt, entfernt er sich auch ziemlich weit. Wir müssen sowohl große Hitze als auch extreme Kälte überstehen.“
Diese Temperaturen schwanken von minus 300 Grad Fahrenheit in der Kälte des Weltraums bis hin zu 932 Grad Fahrenheit am sonnennächsten Punkt, der 26 Millionen Meilen entfernt ist. Um dieser Variation gerecht zu werden, ist der Orbiter mit einem 324 Pfund schweren Hitzeschild ausgestattet, der die Hitze reflektieren kann In der Nähe der Sonne herrscht enorme Hitze und Strahlung, die Temperaturen von bis zu 970 Grad standhalten kann Fahrenheit.
Der Schild besteht aus Schichten hauchdünner Titanfolien, die Hitze stark reflektieren, ohne zu schwer zu sein. Diese Schichten werden über eine wabenförmige Aluminiumbasis gelegt, die stabil, aber auch leicht ist, und mit einer weiteren Folienisolierung überzogen. Für Stabilität sorgt die Basis, an der Titanklammern angebracht sind, die die Folienschichten an Ort und Stelle halten. Wichtig ist, dass es in der Abschirmung einen 10-Zoll-Lücke gibt, durch den die Wärme in den Weltraum entweichen kann, sowie Gucklöcher, durch die die Instrumente an Bord hindurchsehen können.
Und es gibt noch ein letztes Teil des Schildes, das für ein so modernes Handwerk jedoch ziemlich altmodisch ist. Der Schild ist mit einem dunklen Pulver beschichtet, das Holzkohle oder den in alten Höhlenmalereien verwendeten Pigmenten ähnelt und das Fahrzeug vor ultravioletter Sonnenstrahlung schützt. „Es ist komisch, dass etwas so technologisch Fortschrittliches wie dieses tatsächlich sehr alt ist“, sagte Pacros.
Start in eine stark geneigte Umlaufbahn
Der der Start erfolgt im Space Launch Complex 41 in Cape Canaveral, Florida, mit dem Raumschiff an Bord einer Atlas V-Rakete der United Launch Alliance. Um zu seinem Ziel zu gelangen, wird der Orbiter die Schwerkraft der Erde und der Venus nutzen, um von der Ekliptikebene wegzuschwenken. Dies ist die flache Ebene, die ungefähr am Äquator der Sonne liegt und in der sich die meisten Körper im Sonnensystem befinden.
Durch das Verlassen dieser Ebene wird der Orbiter in der Lage sein, die Sonne aus einem anderen Winkel zu sehen und neue Bereiche wie ihre Pole zu sehen. „Bis zum Solar Orbiter befanden sich alle Instrumente zur Sonnenbildgebung innerhalb der Ekliptikebene oder sehr nahe daran“, sagt Russell Howard vom Weltraum Wissenschaftler am Naval Research Lab in Washington, D.C. und Hauptforscher für eines der zehn Instrumente von Solar Orbiter, sagte in einem Stellungnahme. „Jetzt können wir von oben auf die Sonne herabblicken.“
Im Laufe seiner Mission wird der Orbiter eine Neigung von 24 Grad über dem Äquator erreichen, möglicherweise bis zu 33 Grad, wenn die Mission wie geplant über drei Jahre verlängert wird.
Zwei Sonnenmissionen sind besser als eine
Der Solar Orbiter ist nicht das einzige Instrument, das uns zur Untersuchung der Sonne zur Verfügung steht. Die Parker Solar Probe der NASA betrat 2018 die Umlaufbahn um die Sonne und hat dies bereits getan aufgenommene Aufnahmen von Sonnenwinden und das erste Bild von innerhalb der Sonnenatmosphäre. Die Parker Solar Probe bewegt sich näher an der Sonne als der Solar Orbiter und kommt der Sonne auf nur 4 Millionen Meilen nahe, verfügt jedoch nur über begrenzte Ausrüstung an Bord.
Die Idee ist, dass die beiden Raumschiffe zusammenarbeiten, wobei der Parker die Sonne aus nächster Nähe untersucht, während der Orbiter weitere Daten sammelt, um die Parker-Ergebnisse zu kontextualisieren. Darüber hinaus können beide Schiffe verwendet werden, um die gleichen Sonnenwindströme zu unterschiedlichen Zeiten zu messen.
„Wir lernen viel mit Parker, und die Hinzunahme von Solar Orbiter wird nur noch mehr Wissen bringen“, sagte Teresa Nieves-Chinchilla, stellvertretende Projektwissenschaftlerin der NASA für die Mission.
Zeitleiste für die Mission
Nach seinem Start soll der Solar Orbiter im Dezember 2020 seinen ersten Vorbeiflug an der Venus durchführen und dann im November 2021 seinen einzigen geplanten Vorbeiflug an der Erde durchführen. Bis 2022 wird es zum ersten Mal nahe an der Sonne vorbeikommen und dabei auf 31 Millionen Meilen herankommen. Bis 2025 wird es eine Neigung von 17 Grad und bis 2027 eine Neigung von 24 Grad erreichen. Wenn die Mission verlängert wird, könnte sie zusätzlich zu ihrer siebenjährigen Hauptmission weitere drei Jahre weiterlaufen.
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