Brodelnde Sonne – Weltraumwetter 2011

Space Situational Awareness: Space Weather
25 November 2011

Unsere Sonne ist so aktiv wie seit elf Jahren nicht mehr. Immer häufiger schleudert sie Partikelwolken ins Weltall. Die empfindliche Elektronik von Satelliten kann durch den magnetischen Sturm gestört werden. Um satellitenbasierte Anwendungen vor Ausfällen zu warnen arbeitet ESA an einem System aus Messstationen, Experten und Frühwarnmechanismen.

Satelliten übertragen Navigationsdaten oder halten Mobilfunknetze aufrecht. Eine hohe Sonnenaktivität kann Stromausfälle, gestörte Handynetze oder Probleme im Flug- und Schiffsverkehr aufgrund falscher Navigationsdaten verursachen. Zum Teil müssen Flüge, die über den Pol führen, große Umwege in Kauf nehmen, um zu hohe Strahlenbelastungen zu vermeiden.

„Laut Vorhersagen wird die Sonne Mitte 2013 die aktivste Phase im aktuellen Sonnenzyklus durchlaufen“, sagt Alexi Glover, Hauptwissenschaftlerin im Programm zur Weltraumlageerfassung (Space Situational Awareness, SSA) in ESAC bei Madrid. Die Beobachtung des Weltraumwetters ist Teil dieses Programms, bei dem die Situation im Weltall verfolgt und Risiken abgeschätzt werden sollen.

„Die Veränderung des Weltraumwetters, wirkt sich auf alle Satelliten aus, zum Beispiel beeinflussen Sonneneruptionen die Lebensdauer von GOCE“, so Glover.

Lebensdauer: GOCE

The Sun-Earth connection
Sonneneruptionen erreichen die Erde.

Der ESA-Satellit GOCE vermisst das Gravitationsfeld der Erde und fliegt deshalb in geringer Höhe, wo die Atmosphäre extrem dünn ist. Prallt der Protonenschauer einer heftigen Eruption auf die Erdatmosphäre, ändert sich ihre Dichte.

Nun muss der vom Europäischen Satellitenkontrollzentrum (ESOC) in Darmstadt gesteuerte Satellit einen höheren Luftwiderstand mit seinem Triebwerk ausgleichen, um seine Geschwindigkeit beizubehalten und verbraucht mehr Treibstoff. Neigen sich die Treibstoffreserven dem Ende zu, sind auch die Tage der Mission gezählt.

Aktivität nimmt zu

Sonnenaktivität

Im Jahr 2011 kam es bereits vier Mal zu heftigen Ausbrüchen, darunter auch die stärkste Eruption der letzten elf Jahre am 9. August. Die erste Sonneneruption des Jahres ereignete sich am 14. Februar. Dieser eher schwächere Teilchenwindstoß sorgte zwei Tage später für intensive Polarlichter auf der Erde.

Der Sonnenbeobachtungssatellit Proba-2 von ESA konnte vom 7. bis zum 14. Juni eine massive Sonneneruption detailliert aufzeichnen. Die Wissenschaftler unterscheiden zwischen Sonneneruptionen und den wesentlich intensiveren koronalen Massenauswürfe (CME). Mindestens sechs dieser CMEs ereigneten sich am 18. und 19. September, von denen auch einer die Erde streifte.

Gemessen werden Partikel und Strahlung von verschiedensten Instituten in ganz Europa: SWACI (Space Weather Application Center Ionosphere) in Neustrelitz, das den aktuellen Zustand der Ionosphäre (Teil der Atmosphäre) anzeigt und Veränderungen vorhersagt.

Das SIDC (Solar Influences Data Center) in Brüssel veröffentlicht Weltraumwetter-Vorhersagen und bezieht dazu beispielsweise Daten über Sonnenflecken mit ein, die ein Zeichen für die Aktivität der Sonne sind. SWACI und SIDC sind nur zwei von 16 Instituten in Europa, die Sonnenaktivität messen und das Weltraumwetter vorhersagen.

Neues System

„Viele der bestehenden Systeme wurden 2011 zum ersten Mal umfassend von ESA-Spezialisten geprüft, um herauszufinden welche möglichst bald zu einem funktionierenden Weltraumwetter-Service zusammengeführt werden können“, sagt Juha-Pekka Luntama, Leiter des Weltraumwetter-Segments bei der ESA. „Anfang 2012 wollen wir die ersten SSA Weltraumwetter-Services für Nutzer freigeben.“

Die ESA-Experten haben außerdem damit begonnen, Instrumente zu untersuchen, die Sonnenaktivität messen. Neben bereits existierenden, prüften sie auch Instrumenten und Messgeräten, die in Zukunft „Huckepack“ an Bord verschiedenster Satelliten Daten liefern können.

8. Europäische Woche für Weltraumwetter

Bei der achten Europäischen Woche für Weltraumwetter (European Space Weather Week, SSW) in Belgien, werden neue Ergebnisse aus der ESA-Forschung zusammengetragen. „Wir erwarten über 250 Gäste aus der europäischen Weltraumwetter-Community“, sagt Alexi Glover, Co-Chair der ESSW. „Wir freuen uns auf einen anregenden Workshop mit unterschiedlichsten Präsentationen von Teilnehmern aus der Wissenschaft bis hin zu Endnutzern. Außerdem diskutieren wir die nötigen Schritte hin zur Etablierung einer koordinierten und zukunftsfähigen europäischen Weltraumwetter-Infrastruktur.“

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