5. Cluster-Mission voraussichtlich bis 2012

Wichtige Entdeckung von Cluster: Eine dunkle Aurora

Aufgrund der immer größeren Auswirkungen auf das irdische Leben stellt das Weltraumwetter auch für das Cluster-Quartett ein wichtiges Forschungsgebiet dar. Bekannt ist, dass die Stärke der Störungen mit dem elfjährigen Sonnenzyklus zusammenhängt. Sie erreichen ihren Höhepunkt, wenn die Sonnenaktivität nach elf Jahren ihr Maximum erreicht. Doch auch in der „ruhigen“ Zeit kommt es immer wieder zu plötzlichen Ausbrüchen.

Da sich der elfjährige Sonnenzyklus beständig wiederholt, werden derartige geomagnetische Stürme als Folge ungewöhnlich heftiger Sonnenaktivität auch in Zukunft immer wieder auftreten. Mit steigender weltweiter Technisierung dürften die Schäden global sogar zunehmen. Möglicherweise beeinflussen die kosmischen Vorgänge auch das irdische Klima. Es wird deshalb immer dringender, solche Ereignisse frühzeitig zu erkennen, um Vorsichtsmaßnahmen einleiten zu können. Eine Weltraumwetter-Vorhersage ist aber nur dann möglich, wenn man den gesamten Ablauf während eines Sonnensturms versteht. Hier leisten die vier Cluster-Satelliten grandiose Pionierarbeit, indem sie den Einfluss des Weltraumwetters auf die Magnetosphäre detailliert untersuchen.

Internationale Raumsonden-Armada

Die Sonnensonde Soho

Um die solar-terrestrischen Zusammenhänge besser erkennen zu können, arbeiten auch die Raumfahrtagenturen Europas, Japans, Russlands und der USA eng zusammen. Sie stimmen neue Satellitenmissionen hinsichtlich ihres Aufgabenspektrums, einzusetzender Messinstrumente und des Einsatzortes international ab. Die mittlerweile knapp ein Dutzend Raumsonden umfassende Armada kann daher sowohl die Sonne selbst als auch den von ihr ausgehenden Wind und seine Wechselwirkungen mit der irdischen Atmosphäre von unterschiedlichen Positionen erfassen und verfolgen. Hierbei spielen die vier Cluster-Satelliten nach wie vor eine entscheidende Pionierrolle.

Cluster-Mission verlängert

Die ursprünglich für 27 Monate bis Ende 2002/Anfang 2003 ausgelegte Cluster-Mission wurde vom Science Programme Committee der ESA aufgrund des großen Interesses der Wissenschaftler und dank der kontinuierlich hohen Datenausbeute dieser robusten und sehr zuverlässigen Multi-Satelliten mehrfach verlängert, aktuell bis Dezember 2012 mit einer Option bis 2014.

Aus heutiger Sicht hat das Cluster-II-Quartett von dem gegenüber Cluster I um vier Jahre „verspäteten“ Start sogar außerordentlich profitiert. Als Cluster II seine Arbeit begann, war das vorangegangene Sonnenmaximum bereits abgeklungen. Die vier Formationsflieger erlebten über einen Zeitraum von fast zehn Jahren eine ausgesprochen ruhige Sonne. Damit steigen die Chancen der Wissenschaftler mit den Cluster-Satelliten einen kompletten elfjährigen Sonnenzyklus erfassen zu können. Gerade jetzt nimmt die Sonnenaktivität wieder signifikant zu. Das verspricht neue wissenschaftliche Überraschungen.

Dass eine ursprünglich für 27 Monate geplante Mission nach zehn Jahren Alterserscheinungen zeigt, ist nur allzu verständlich. Umso bemerkenswerter sind die Hightech-Lösungen, die die ESOC-Spezialisten entwickelt haben, um die unvermeintlichen Einschränkungen weitestgehend ausgleichen zu können.
Ein Kernproblem war und ist die Energieversorgung der vier Satelliten. Die an Bord befindlichen Batterien waren entsprechend der geplanten Missionsdauer nur für eine befristete Lebensdauer ausgelegt und nach drei Jahren verbraucht. Damit blieben als einzige Energiequelle die Solarpaddel übrig. Hier fanden die ESOC-Tüftler neue Methoden, um die vier Satelliten zunächst auch im Erdschatten betreiben und warm genug halten zu können.
Mittlerweile reicht die Energie für einen Betrieb im Erdschatten jedoch nicht mehr aus. Deshalb müssen jeweils vor Erreichen des Erdschattens die auf dem Onboard-Speicher gesammelten Daten zur Erde übertragen werden. Für die ebenfalls nötige Deaktivierung und Wiederinbetriebnahme der empfindlichen Instrumente vor und nach Erreichen des Erdschattens haben die ESOC-Spezialisten völlig neue Verfahren entwickelt. Sie ermöglichen die Durchführung dieser Prozeduren ohne Datenverluste und Beschädigungen.

Die Chancen einer steilen Wissenschaftskarriere hat das Star-Quartett der ESA in den vergangenen zehn Jahren exzellent genutzt. Auch die Aussichten im Seniorenleben sehen nicht schlecht aus. Die gesammelten Datensätze beschäftigen nun die Wissenschaftler.

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