Solar Orbiter nimmt erste koronale Massenauswürfe auf

Testfenster während der Flugphase

Solar Orbiter ist am 10. Februar 2020 in den Weltraum gestartet und befindet sich derzeit auf dem Flug zur Sonne bevor die wissenschaftliche Haupt-Mission der Raumsonde im November beginnt. Ihre vier In-situ-Instrumente waren allerdings die meiste Zeit seit dem Start angeschaltet und haben bereits wissenschaftliche Daten zum Weltraumwetter in der Umgebung der Raumsonde gesammelt. Die sechs Fernerkundungsinstrumente waren dagegen hauptsächlich zur Kalibrierung sowie in speziellen Testfenstern und für bestimmte wissenschaftliche Kampagnen in Betrieb.

Ein naher Perihelvorbeiflug an der Sonne am 10. Februar 2021, der die Raumsonde bis auf halbe Entfernung zwischen Erde und Sonne brachte, war eine solche Gelegenheit für die Teams, spezifische Observationen durchzuführen sowie die Einstellungen der Instrumente zu überprüfen, um sich bestmöglich auf die anstehende wissenschaftliche Phase vorzubereiten. Im vollen wissenschaftlichen Modus werden die Fernerkundungs- und In-situ-Instrumente routinemäßig gemeinsame Beobachtungen durchführen.

Gleichzeitig mit dem nahen Sonnenvorbeiflug befand sich die Raumsonde von der Erde aus gesehen „hinter“ der Sonne, was zu sehr niedrigen Datenübertragungsraten führte. Deshalb hat es einige Zeit gedauert, bis die dabei gesammelten Daten vollständig heruntergeladen und analysiert werden konnten.

Zufällige Beobachtungen

Durch einen glücklichen Zufall zeichneten drei der Fernerkundungsinstrumente an Bord in den Tagen nach größten Annäherung zwei koronale Massenauswürfe (Englisch: coronal mass ejections, kurz CMEs) auf. Der Extrem-Ultraviolett Imager (EUI), der Heliospheric Imager (SoloHI) und der Koronograf Metis fingen dabei unterschiedliche Aspekte zweier CMEs, die im Laufe des Tages auftraten, ein.

Auch die ESA-Mission Proba-2 und das ESA-/NASA-Weltraumobservatorium Heliospheric Observatory (SOHO) nahmen die CMEs auf, und zwar von der „Vorderseite“ der Sonne aus, während die STEREO-A Mission der NASA, die sich abseits der Sonne-Erde-Linie befindet, ebenfalls einen Blick erhaschen konnte. Dies machte eine umfassende Sicht auf die Ereignisse möglich.

Das SoloHI-Instrument von Solar Orbiter beobachtete zum ersten Mal einen koronalen Massenauswurf. Metis entdeckte bereits einen CME am 17. Januar und EUI einen im November letzten Jahres. Erheblich früher hatten die In-situ-Detektoren der Raumsonde den ersten CME aufgespürt, nämlich kurz nach dem Start, im April 2020. Darüber hinaus beobachteten viele der In-situ-Instrumente Partikelaktivität rund um die CMEs im Februar; diese Daten werden noch analysiert und zu einem späteren Zeitpunkt vorgestellt.

Die CME-Sichtung war vor allem für SoloHI ein besonders glücklicher Zufall, da er während "Bonus"-Telemetriezeit aufgenommen wurde. Upgrades an bodenbasierten Antennen, die nach der Planung der Mission durchgeführt worden waren, ermöglichten es dem Team, Daten zu Zeiten herunterzuladen, die sie zuvor nicht eingeplant hatten, allerdings mit niedrigeren Telemetrieraten. Sie beschlossen daher, nur Daten einer Kachel (das Instrument ist mit vier Detektorkacheln ausgestattet) in einem zweistündigen Rhythmus zu sammeln und fingen in dieser Zeit zufällig einen CME ein.

Weltraumwetter

CMEs sind wichtige Bestandteile des „Weltraumwetters“. Die Partikel lösen auf Planeten, die eine Atmosphäre haben, Auroras aus, können allerdings auch zu Fehlfunktionen bei technischen Anwendungen führen oder ungeschützte Astronautinnen und Astronauten gefährden. Deshalb ist es sehr wichtig, koronale Massenauswürfe zu verstehen und auch nachverfolgen zu können, wie sie sich durch das Sonnensystem verbreiten.

Doch die Erforschung der CMEs ist nur ein Aspekt der Solar Orbiter-Mission. Die Sonde wird auch noch nie dagewesene Nahaufnahmen von der Sonne und aus hohen solaren Breitengraden machen und damit die ersten Bilder der unerforschten Polarregionen der Sonne liefern. Zusammen mit Messungen des Sonnenwinds und des Magnetfelds in der Nähe der Raumsonde wird die Mission neue Erkenntnisse darüber liefern, wie unser Stern im Kontext des 11-jährigen Sonnenzyklus funktioniert und wie wir Perioden mit stürmischem Weltraumwetter besser vorhersagen können.

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