Mission zur Sonne

Eine Mission zur Sonne ist eine komplizierte Angelegenheit. Seit 30 Jahren versuchen Wissenschaftler und Ingenieure ein Raumschiff zu entwickeln, dass die raue Umgebung in der Nähe der Sonne aushält. Sie stießen aber immer wieder auf unüberwindbare technologische Einschränkungen oder überschritten das geplante Budget. Jetzt aber glaubt das Applied Physics Lab, dass sie einen Plan haben der funktioniert, und die NASA hat ihr Okay für eine Mission bis 2015 gegeben.

Rechts: Darstellung eines Künstlers der Sonnen-Sonde. Credit: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory

Die Sonnen-Sonde wird sich bis auf 6,6 Millionen Kilometer der Sonne nähern, um den Teilchenstrom zu untersuchen, den die Sonne ins All schleudert. Die Sonde wird sich innerhalb der Aurora der Sonne befinden -- ihrer äußeren Atmosphäre -- wo der Sonnenwind entsteht. Bei der größten Annäherung wird die Sonde mit einer Geschwindigkeit von 210 km/h an der Sonne vorbeifliegen, und durch ein Hitzeschild aus Kohleverbundstoff geschützt, dass eine Temperatur von bis zu 1425 Grad Celsius aushält und Strahlungsausbrüchen sowie geladenem Staub in Größenordnungen widersteht, wie sie bisher noch von keinem Raumschiff angetroffen wurden.

Das Raumschiff wird etwa 450 kg wiegen. Vorläufige Entwürfe haben einen Durchmesser von 2,7 Meter und ein 15 Zentimeter dickes Schutzschild, gefüllt mit Kohlenstoffschaum, dass über die äußere Hülle gelegt ist. Dies ähnelt dem Design von APLs MESSENGER Raumschiff.

Die Sonde wird durch die Sonnenenergie betrieben (was in dem Fall kein Problem ist!) und hat dafür zwei Solar Arrays die ein- oder ausgefahren werden können, je nachdem ob das Raumschiff während seiner zahlreichen Kreise durch das innere Sonnensystem zur Sonne hinfliegt oder sich von ihr wegbewegt. Dies stellt sicher, dass die Temperatur nicht überschritten und ausreichend Energie produziert wird. Bei der größten Annäherung muss das Raumschiff 500 Mal mehr Sonnenintensität aushalten, als Raumschiffe welche die Erde umkreisen. 

"Die Sonnen-Sonde ist eine echte Forschungsmission", sagt Dr. Robert Decker, Wissenschaftler an diesem Projekt vom APL. "Das Raumschiff wird z.B. nah genug an die Sonne fliegen, um zu sehen wie der Sonnenwind sich von Unterschall- hin zu Überschallgeschwindigkeit beschleunigt. Es wird auch durch die Geburtsstätten der energiereichsten Sonnenteilchen fliegen. Und wie es mit allen Forschungsmissionen ist, wird die Sonnen-Sonde mehr neue Fragen aufwerfen, als alte beantworten."

Die Sonnen-Sonde wird sieben Vorbeiflüge an der Venus innerhalb von sieben Jahren nutzen, um ihre Umlaufbahn um die Sonne Schritt für Schritt zu verkleinern. Sie wird dann 8 Mal näher an die Sonne kommen, als je ein Raumschiff vor ihr.

Die Hauptziele der Mission sind es, die Struktur und Dynamik des Magnetfelds der Sonne zu bestimmen, den Energiefluss, der die Korona aufheizt und den Sonnenwind beschleunigt, zu verfolgen und das staubige Plasma nahe der Sonne zu untersuchen, dass den Sonnenwind und die Bildung von energiereichen Teilchen beeinflusst. Die Mission wird auch das Verständnis der Sonne-Erde Beziehung verbessern.