In den frühen Morgenstunden des Sonntags, dem 4. September, flog der Solar Orbiter an der Venus vorbei, um ein durch die Schwerkraft unterstütztes Manöver durchzuführen, das die Umlaufbahn des Raumfahrzeugs verändert und es noch näher an die Sonne bringt. Als ob sie versuchte, die Aufmerksamkeit des Orbiters zu erregen, als er sich an einen anderen Körper im Sonnensystem schmiegte, hatte die Sonne nur zwei Tage vor ihrer größten Annäherung einen enormen „koronalen Massenauswurf“ direkt auf das Raumschiff und den Planeten geschleudert – und die Daten sind aufschlussreich .
Am 30. August schoss ein großer koronaler Massenauswurf von der Sonne in Richtung Venus. Nicht lange danach erreichte der Sturm den zweiten Planeten von der Sonne. Während weiterhin Daten von Solar Orbiter eintreffen, zeigt dieser Angriff, warum die „In-situ“-Überwachung des Weltraumwetters und seiner Auswirkungen auf die Körper und Raumfahrzeuge des Sonnensystems so wichtig ist.
Glücklicherweise gab es keine negativen Auswirkungen auf die Raumsonde, da das ESA-NASA-Sonnenobservatorium darauf ausgelegt ist, heftigen Ausbrüchen unseres Sterns standzuhalten und sie sogar zu messen – obwohl die Venus nicht immer so glimpflich davonkommt. Koronale Massenauswürfe neigen dazu, die Atmosphäre der Venus zu erodieren und Gase abzustreifen, während sie vorbeirauschen.
Fliegen Sie hoch mit dem Venus-Vorbeiflug
Solar Orbiter hat ein Viertel seiner jahrzehntelangen Mission hinter sich, die Sonne aus nächster Nähe zu beobachten und einen Blick auf ihre mysteriösen Pole zu werfen. Seine Umlaufbahn wurde so gewählt, dass sie in enger Resonanz mit der Venus ist, was bedeutet, dass er alle paar Umlaufbahnen in die Nähe des Planeten zurückkehrt, um seine Schwerkraft zu nutzen, um seine Umlaufbahn zu verändern oder zu neigen.
Dieser dritte Vorbeiflug an der Venus fand am Sonntag um 01:26 UTC statt, als der Solar Orbiter 12.500 km vom Zentrum des Planeten entfernt passierte, was ungefähr 6.000 km von seiner gasbesetzten „Oberfläche“ entfernt ist. Mit anderen Worten, es passierte eine Strecke, die halb so breit wie die Erde war.
Seine Entfernung von der Venus, sein Annäherungswinkel und seine Geschwindigkeit wurden sorgfältig geplant, um genau den gewünschten Effekt aus der großen Anziehungskraft des Planeten zu erzielen – ihn näher an die Sonne zu bringen als je zuvor.
„Dank der guten Planung unserer Kollegen von Flight Dynamics und der sorgfältigen Betreuung durch das Flight Control Team verlief der enge Anflug genau nach Plan“, erklärt Jose-Luis Pellon-Bailon, Betriebsleiter des Solar Orbiter.
„Durch den Austausch von ‚Orbitalenergie‘ mit der Venus hat Solar Orbiter die Schwerkraft des Planeten genutzt, um seine Umlaufbahn zu ändern, ohne dass Massen teuren Treibstoffs benötigt werden. Wenn es zur Sonne zurückkehrt, wird die nächste Annäherung des Raumfahrzeugs etwa 4,5 Millionen Kilometer näher sein als zuvor .“
Partikel verstehen, die ein Strahlenrisiko darstellen
Daten, die nach Hause gebeamt wurden, seit Solar Orbiter auf den Sonnensturm traf, zeigen, wie sich seine lokale Umgebung veränderte, als der große CME vorbeifegte. Während einige Instrumente während der nahen Annäherung an die Venus ausgeschaltet werden mussten, um sie vor Streulicht zu schützen, das von der Planetenoberfläche reflektiert wurde, blieben die „in situ“-Instrumente von Solar Orbiter eingeschaltet und zeichneten unter anderem eine Zunahme solarenergetischer Teilchen auf .
Teilchen, hauptsächlich Protonen und Elektronen, aber auch einige ionisierte Atome wie Helium, werden ständig von der Sonne emittiert. Wenn besonders große Fackeln und Plasmaausstöße von der Sonne geschossen werden, werden diese Partikel aufgenommen und mitgenommen, auf nahezu relativistische Geschwindigkeiten beschleunigt. Es sind diese Partikel, die ein Strahlenrisiko für Astronauten und Raumfahrzeuge darstellen.
Unser Verständnis von CMEs zu verbessern und ihren Fortschritt zu verfolgen, während sie durch das Sonnensystem sausen, ist ein großer Teil der Mission von Solar Orbiter. Durch die Beobachtung von CMEs, des Sonnenwinds und des Magnetfelds der Sonne liefern die zehn wissenschaftlichen Instrumente des Raumfahrzeugs neue Erkenntnisse darüber, wie der 11-Jahres-Zyklus der Sonnenaktivität funktioniert. Letztendlich werden uns diese Ergebnisse helfen, Perioden mit stürmischem Weltraumwetter besser vorherzusagen und den Planeten Erde vor den heftigen Ausbrüchen der Sonne zu schützen.
SOHO erfasst koronale Massenauswürfe, die von der sonnenabgewandten Seite in Richtung Venus ausgestoßen werden. Bildnachweis: ESA/NASA SOHO
Auf Wiedersehen, Halo?
Diese kürzliche CME veranschaulicht eine Schwierigkeit bei Weltraumwetterbeobachtungen. Wie in diesem Filmmaterial von SOHO zu sehen ist, ist ein „vollständiger Halo“ sichtbar, wenn ein CME entweder direkt auf die Erde zukommt oder in diesem Fall direkt von der „abgewandten Seite“ der Sonne weggeht.
Die Bestimmung, ob koronale Massenauswürfe auf die Erde zu oder von ihr weg kommen, ist von der Erde aus betrachtet schwierig, da sie sich in beiden Fällen auszudehnen scheint. Einer der vielen Vorteile der kommenden Vigil-Mission besteht darin, dass durch die Kombination der aus Richtung der Erde aufgenommenen Bilder und der Position von Vigil an der „Seite“ der Sonne, dem fünften Lagrange-Punkt, die Unterscheidung zwischen einem entgegenkommenden oder abfliegenden Sturm einfach und zuverlässig sein wird.
Die Reise des Solar Orbiter um die Sonne. Bildnachweis: ESA/ATG Medialab
Weltraumwetter wird tief
Die Sonne übt ihren Einfluss auf alle Körper des Sonnensystems aus. Das ist der Grund, warum auf den inneren Planeten kein Leben überleben konnte, da die Temperaturen zu heiß waren und ihre Atmosphären vor langer Zeit abgetragen wurden.
Während wir uns von der Erde zum Mond wagen, ist es wichtig zu verstehen, wie das Weltraumwetter menschliche Körper, Roboter, Kommunikationssysteme sowie Pflanzen und Tiere beeinflussen kann.
Neben einer Reihe von Tools zum Verständnis der Auswirkungen der Sonne auf die Erdinfrastruktur warnt das Space Weather Service Network der ESA derzeit Teams, die Missionen im gesamten Sonnensystem fliegen, vor extremem Weltraumwetter, wobei Vorhersagen für Merkur, Venus und Mars frei über das Portal des Netzwerks verfügbar sind. und Jupiter unterwegs.
„Das Sammeln von Daten über Ereignisse wie dieses ist entscheidend, um zu verstehen, wie sie entstehen, und um unsere Weltraumwettermodelle, Vorhersagen und Frühwarnsysteme zu verbessern“, erklärt Alexi Glover, Koordinator des ESA-Weltraumwetterdienstes.
„Solar Orbiter bietet uns eine hervorragende Gelegenheit, unsere Vorhersagen mit realen Beobachtungen zu vergleichen und zu testen, wie gut unsere Modelle und Tools für diese Regionen funktionieren.“