Sonnenaufgang in Schweden: Sonnenobservatorium SUNRISE am Heliumballon gestartet
Das Sonnenobservatorium SUNRISE ist am 8. Juni erfolgreich von der europäischen Weltraumbasis ESRANGE im nordschwedischen Kiruna gestartet. Ein gigantischer, mit ungefähr einer Million Kubikmetern Helium gefüllter Ballon trägt nun das größte Sonnenteleskop, das jemals den Erdboden verlassen hat. Das Observatorium wird von den Polarwinden um den Nordpol herum getrieben werden, wo die Sonne im Sommer nie untergeht. Die Wissenschaftler erwarten, dort äußerst genaue Informationen über die Magnetfelder der Sonne sammeln zu können. In den nächsten Tagen wird die Mission SUNRISE ununterbrochen unser Zentralgestirn überwachen, während die Polarwinde den Ballon in einer Höhe von 37 km über dem Meeresspiegel westwärts über den Nordatlantik, Grönland und Nordkanada tragen. Größter Vorteil des SUNRISE-Observatoriums ist sein Aufstieg in die Stratosphäre (ein Teil der Atmosphäre in 10 bis 50 Kilometer Höhe über der Erdoberfläche), wo es dann ungestört von den Turbulenzen der unteren Atmosphärenschichten arbeiten kann. "Die Mission ist nicht nur wegen des Ballons etwas Besonderes", erklärt Projektleiter Dr. Peter Barthol vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung. Die Wissenschaftler gehen überdies davon aus, dass SUNRISE die Oberfläche der Sonne mit einer Genauigkeit betrachten wird, die bisher weder ein bodengebundenes Teleskop noch eine Raumsonde je erreicht hat. "Wir erwarten deshalb, dass SUNRISE die fein strukturierte Oberfläche der Sonne und die Verteilung der Magnetfelder mit einer Auflösung von bis zu 35 Kilometern sichtbar machen wird", fügt Sami K. Solanki, geschäftsführender Direktor des MPS und Leiter der SUNRISE-Mission hinzu. Die von dem Teleskop erreichte Auflösung, so erklären die Forscher, sei so, als könne man aus einer Entfernung von 100 Kilometern eine Ein-Euro-Münze erkennen. Das Teleskop ist ein Leichtgewicht von 350 kg und hat einen Spiegel von einem Meter Durchmesser an Bord. Die SUNRISE-Gondel ist außerdem mit einer Reihe von Systemen zur Einstellung und Stabilisierung der optischen Instrumente während des Fluges ausgerüstet. Dazu gehören ein mit hoher Geschwindigkeit steuerbarer Spiegel, der Sunrise Polarimetric Spectrograph (SUPOS) für überaus präzise Spektrallinienmessungen im polarisierten Licht, der Sunrise Filter Imager (SUFI) für hochauflösende Bilder im sichtbaren und ultravioletten Spektralbereich und der Magnetograph IMaX, der zweidimensionale Karten des gesamten solaren Magnetfeldvektors liefert. Das Observatorium ist ferner mit Solarzellen sowie auch einem Ballast- und Dämpfungssystem für die Landung ausgestattet. SUNRISE passiert mit ungefähr 15 Kilometern pro Stunde die Tropopause, die Grenzschicht zwischen Troposphäre und Stratosphäre rund zehn Kilometer über dem Meeresspiegel. Dort sind die Geräte sehr kalten Temperaturen von etwa -45 Grad Celsius ausgesetzt. Zum Schutz der Geräte wurde eine spezielle Abdeckung aus Polyethylenfolie konstruiert, die die Instrumente und die Elektronik beim Aufstieg vor der Kälte schützt, die thermische Abstrahlung der Geräte aber nicht maßgeblich beeinflusst. Die die Daten der Mission SUNRISE überwachenden Wissenschafter werden sich auf die Sammlung von Informationen über die Feinstruktur und die Dynamik der Magnetfelder der Sonne konzentrieren. Dies wird ihnen helfen, wertvolle Einblicke in solare Phänomene wie etwa Sonnenflecken und Sonnenwinde zu gewinnen. Dem Projektleiter zufolge ist "das Magnetfeld die Quelle der solaren Aktivität, es regelt die Weltraumumgebung der Erde und bewirkt die Variabilität der solaren Einstrahlung, die möglicherweise eine wichtige Triebkraft der langfristigen Veränderungen des Klimas auf der Erde ist." Die Forscher erklären, dass das Magnetfeld in der Photosphäre der Sonne starke Feldkonzentrationen entwickelt, die entscheidende Bedeutung für die Dynamik und Energetik der gesamten Atmosphäre der Sonne haben. "Diese räumlichen Maßstäbe können aufgrund der Bildverzerrung wegen der Turbulenzen in den unteren Schichten der Erdatmosphäre vom Boden aus nicht systematisch untersucht werden", so die Forscher. "Das von einem Ballon getragene Teleskop SUNRISE wird erstmalig Messungen der magnetischen Struktur der solaren Atmosphäre in Bezug auf deren innere räumliche und zeitliche Fluktuationen liefern." In den ersten Stunden des Flugs übermittelte das Observatorium seine Daten zum ESRANGE Space Center. Für den Rest der Mission werden die Daten zur späteren Analyse an Bord gespeichert. Ende dieser Woche wird SUNRISE im Norden Kanadas an einem Fallschirm auf die Erde zurückkehren. Die diese Woche gestartete Mission wurde sechs Jahre lang von einem internationalen Wissenschaftlerteam vorbereitet. Sie ist die erste einer ganzen Reihe von Ballonflügen in die Stratosphäre, bei denen das Observatorium Daten sammeln soll, sodass die Forscher den UV-Spektralbereich bis hin zu 220 Nanometern untersuchen können. Diese Auflösung ist derzeit mit am Boden verfügbaren Instrumenten nicht erreichbar. Die Projektpartner hoffen, dass die SUNRISE-Missionen einen Einsatz des Observatoriums als "das zentrale Element eines künftigen weltraumgestützten Sonnenobservatoriums" ermöglichen werden. Neben dem das Projekt leitenden Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung sind an der Mission das Kiepenheuer-Institut für Sonnenphysik in Freiburg, das Instituto de Astrofisica de Canarias auf Teneriffa, Spanien, das High Altitude Observatory in Boulder (Colorado), das Lockheed-Martin Solar and Astrophysics Laboratory in Palo Alto (Kalifornien) und die Columbia Scientific Ballooning Facility der NASA in den USA beteiligt.
Länder
Deutschland, Schweden, Vereinigte Staaten