Am 26. März näherte sich der Solar Orbiter der ESA der Sonne so weit wie möglich. Es wagte sich in die Umlaufbahn von Merkur und war etwa ein Drittel der Entfernung von der Erde zur Sonne. Es war heiß, aber es hat sich gelohnt.
Die Hauptaufgabe des Solar Orbiter besteht darin, die Verbindung zwischen der Sonne und ihrer Heliosphäre zu verstehen, und neue Bilder aus der nahen Annäherung tragen dazu bei, dieses Verständnis aufzubauen.
Laut ESA ist der Solar Orbiter das komplexeste wissenschaftliche Labor, das jemals zur Sonne geschickt wurde. Es verfügt über eine Reihe robuster Instrumente, darunter ein Magnetometer, der Extreme Ultraviolet Imager, der Solar Wind Plasma Analyzer und andere. Seine breite Palette an Instrumenten ermöglicht es, Sonnenereignisse auf vielfältige Weise zu beobachten.
Das Raumschiff profitiert davon, der Sonne so nahe wie möglich zu kommen. Aber enge Annäherungen machen den Solar Orbiter heiß. Die erste Verteidigungslinie des Raumfahrzeugs ist sein Hitzeschild. Es handelt sich um ein mehrschichtiges Titangerät, das auf einem wabenförmigen Aluminiumträger montiert ist und über eine Kohlefaserhaut verfügt, die Wärme abgibt. Zwischen all dem und dem Körper des Raumfahrzeugs befinden sich weitere 28 Isolationsschichten. Während dieser Annäherung erreichte sein Hitzeschild 500 Grad Celsius (932 Grad Fahrenheit).
Bildnachweis: ESA
Geschützt vor der Hitze sammelte der Solar Orbiter bei seinem Anflug viele Daten. Wissenschaftler brauchen mehr Zeit, um damit zu arbeiten und es zu verstehen, aber die Bilder und Videos sind sofort fesselnd. Ein Sonnenmerkmal, das die Aufmerksamkeit aller auf sich zog, ist der „Weltraumigel“.
Dank etwas Glück bot die Sonne beim Anflug des Solar Orbiters ein tolles Schauspiel. Es gab Sonneneruptionen und sogar einen koronalen Massenauswurf (CME), der auf die Erde gerichtet war. Der Solar Orbiter verfügt über mehrere Fernerkundungsinstrumente, und Wissenschaftler nutzten sie, um vorherzusagen, wann die CME die Erde erreichen würde. Sie veröffentlichten ihre Vorhersage in den sozialen Medien, und 18 Stunden später waren irdische Beobachter darauf vorbereitet, Zeuge der resultierenden Aurora zu werden. Die ESA veröffentlichte eine Grafik, um zu erklären, wie sich das abspielte.
Das folgende Video zeigt Bilder der Fackeln und des CME von drei Instrumenten des Solar Orbiter: dem Extreme Ultraviolet Imager, dem Metis-Koronagraphen und SoloHI, dem Solar Orbiter Heliospheric Imager.
Bildnachweis: ESA
Der Orbiter lieferte uns auch unser höchstaufgelöstes Bild des Südpols der Sonne.
Wissenschaftler interessieren sich für die Pole der Sonne, weil die Magnetfelder der Sonne funktionieren. Die Magnetfelder erzeugen die starken, aber vorübergehend aktiven Regionen auf der Sonnenoberfläche, und die Felder werden zu den Polen auf und ab geschwemmt, bevor sie wieder von der Sonne verschluckt werden. Wissenschaftler glauben, dass sie irgendwie als Samen für die nächste Sonnenaktivität dienen. Die detaillierten Bilder vom Südpol der Sonne sollen den Forschern helfen zu verstehen, wie das alles funktioniert.
Im Video vom Südpol der Sonne sind die helleren Regionen meist magnetische Schleifen, die aus dem Sonneninneren aufsteigen. Sie werden geschlossene Magnetfeldlinien genannt, weil Teilchen sie nur schwer durchqueren können. Stattdessen werden die Partikel eingefangen und geben extreme ultraviolette Strahlung ab, die der Extreme Ultraviolet Imager (EUI) des Solar Orbiter bereit ist, einzufangen.
In den dunkleren Regionen im Video sind die Magnetfeldlinien der Sonne offen. Anstatt für Partikel verschlossen zu sein und sie einzufangen, können Gase aus diesen dunkleren Regionen in den Weltraum entweichen. Das erzeugt Sonnenwind.
Der Orbiter erfasste auch Bilder und Daten einer Sonneneruption vom 2. März. Der Extreme Ultraviolet Imager (EUI) und die X-ray Spectrometer/Telescope (STIX)-Instrumente des Raumfahrzeugs erfassten die Eruption, als atmosphärische Gase der Sonne Temperaturen von etwa einer Million Grad C (1.800.000 F) erreichten und extreme ultraviolette Energie und X -Strahlen.
Bildnachweis: ESA
Im GIF unten sind Röntgenstrahlen mit niedrigerer Energie in Rot und Röntgenstrahlen mit höherer Energie in Blau dargestellt.
Bildnachweis: ESA & NASA/Solar Orbiter/EUI & STIX-Teams
Vom Solar Orbiter wird noch viel mehr kommen. In den nächsten vier Jahren wird die Raumsonde der Venus zum vierten und fünften Mal begegnen. Jedes Mal, wenn es dies tut, erhöht es seine Neigung und gibt ihm einen direkteren Blick auf die Pole der Sonne. Bis Dezember 2026 wird es um 24 Grad zur Umlaufbahn geneigt sein, was den Beginn der Mission des Raumfahrzeugs in „hohen Breitengraden“ markiert.
Die Reise des Solar Orbiter um die Sonne. Bildnachweis: ESA/ATG Medialab
Diese Beobachtungen in hohen Breiten werden den Wissenschaftlern Sichtlinienansichten der Pole ermöglichen. Die ESA sagt, dass diese Ansichten entscheidend sind, um die komplexe magnetische polare Umgebung der Sonne zu entwirren. Das könnte helfen, das Geheimnis der 11-Jahres-Zyklen der Sonne zu lüften.
„Wir sind so begeistert von der Qualität der Daten unseres ersten Perihels“, sagte Daniel Müller, ESA-Projektwissenschaftler für Solar Orbiter. „Es ist kaum zu glauben, dass dies erst der Beginn der Mission ist. Wir werden in der Tat sehr beschäftigt sein.“