Eine künstlerische Darstellung wie die NASA-Raumsonde 'Parker Solar Probe' durch die Korona der Sonne fliegt. Die Raumsonde befindet sich ganz klein in der oberen rechten Bildecke. Links unten nimmt die Sonne die Hälfte des Bildes ein und leuchtet orange-gelblich. Drum herum befindet sich ein orange-rötliches Gitternetz, dass die Alfvén-Oberfläche darstellen soll: Der Bereich, an dem Sonnenmaterie zu Sonnenwind wird. Bildrechte: Joy Ng, NASA Goddard Space Flight Center

13. Anflug: Raumsonde "Parker Solar Probe" nähert sich der Sonne

Die amerikanische Raumfahrtbehörde Nasa hat ihre Raumsonde "Parker Solar Probe“ auf den Weg zur Sonne geschickt. Um sich ihr zu nähern, braucht sie mehrere Vorbeiflüge. Schritt für Schritt wird die Sonde der Sonne somit näher kommen. Am 6. September soll sie ihren 13. Perihel vollziehen.

von Patrick Klapetz

Die Sonne ist zwar das größte Objekt in unserem Sonnensystem – wirklich viel wissen wir aber nicht über sie. Das soll sich mit Sonnenraumsonden wie dem Solar Orbiter der europäischen Raumfahrtbehörde Esa oder Parker Solar Probe der US-amerikanischen Raumfahrtbehörde Nasa ändern.

Parker Solar Probe befindet sich bereits seit dem 12. August 2018 auf dem Weg zur Sonne. Dort soll die Raumsonde verschiedene Sonnenaktivitäten untersuchen. Dafür muss sie sich der Sonne schrittweise annähern. Dies geschieht mit verschiedenen Vorbeiflügen an der Venus und der Sonne selbst. Zuletzt geschah das am 1. Juni 2022. Der nächste und 13. Vorbeiflug an unserem Stern soll am 6. September erfolgen.

Und die größte Annäherung an die Sonne soll mit dem 22. Perihel am 24. Dezember 2024 erreicht werden. Danach sind mindestens zwei weitere Perihelflüge geplant, bis die Mission voraussichtlich 2025 enden soll. Eine Verlängerung nach der Primärmission ist zu erwarten. 

Missionsziele von Parker Solar Orbiter

Mithilfe der Daten, die die Raumsonde sammeln wird, wollen Wissenschaftler die Sonne und damit auch das Weltraumwetter besser verstehen. Die Sonne schickt immer wieder hochenergetische Teilchen ins Weltall, die auch unsere Erdatmosphäre treffen. Diese können wir als Polarlichter wahrnehmen. Was schön aussieht, kann aber auch gefährlich sein. Wir Menschen sind von Strom und Elektronik abhängig. Die hochenergetischen Teilchen können unser Stromnetz lahmlegen.

Neben den Sonnenwinden wollen die Nasa-Wissenschaftler und -Forscherinnen herausfinden, wie der Mechanismus funktioniert, der die energiereiche Partikel beschleunigt und transportiert. Außerdem sollen mit den Daten die Struktur des Plasmas und das Sonnenmagnetfeld als Entstehungsort der Sonnenwinde besser verstanden werden.

Ein großes Rätsel der Sonne ist beispielsweise, warum die Korona wärmer ist als die Oberfläche der Sonne. Diese hat nämlich eine Temperatur von rund 5.500 Grad Celsius, wogegen es bei der Korona über eine Millionen Grad sind. Die Sonnenkorona kann man beispielsweise bei einer Sonnenfinsternis als Strahlenkranz um die Sonne erkennen.

Erste Raumsonde, die die Sonne berührte

Helle Strukturen, durch die NASA-Raumsonde Parker Solar Probe über und unter den Streamern in der Sonnenkorona geflogen ist. Bislang waren die Luftschlangen nur aus der Ferne zu sehen. Von der Erde aus sind sie nur bei totalen Sonnenfinsternissen zu sehen. Das Bild zeigt sechs Einzelaufnahmen, die zu einer Collage zusammengestellt sind: drei Bilder oben, drei Bilder unten. Bildrechte: NASA, Johns Hopkins APL, Naval Research Laboratory

Einen großen Erfolg durfte die Raumsonde bereits feiern: Am 28. April 2021 flog die Sonde mit einem Abstand von rund 6,5 Millionen Kilometern über die Sonnenoberfläche hinweg und somit durch ihre Korona hindurch. Der Durchflug dauerte nur wenige Stunden an. Dennoch Zeit genug, um das Magnetfeld und die Partikel zu messen. Durch ihre Nähe zur Sonne kann die Parker-Raumsonde Phänomene beobachten, die wir von der Erde aus nicht messen können. 

2024 soll sich die Sonde auf bis zu 6,2 Millionen Kilometer der Sonne annähern. Um das einmal in Relation zu setzen: Im Mittel ist die Erde 146,6 Millionen Kilometer von der Sonne entfern. Die Venus ist durchschnittlich 108 Millionen Kilometer und der Merkur 58 Millionen Kilometer von der Sonne entfernt. Wenn man nur den Abstand zwischen Erde und Mond nimmt (im Durchschnitt 384.400 Kilometer), dann wird sich Parker Solar Probe am 24. Dezember 2024 nur 16-Mal weiter von der Sonnenoberfläche entfernt befinden, als wir es vom Mond sind. 

Benannt nach Eugene Parker

Die Raumsonde wurde nach dem US-amerikanischen Astrophysiker Eugene Newman Parker benannt, der am 15. März 2022 im Alter von 95 Jahren verstorben ist. Er hatte am Caltech, dem kalifornischen Institut für Technologie, promoviert und seine Forschung dem Sonnenwind gewidmet. Er selbst führte diesen Begriff sogar ein. 

 

Neben der Raumsonde ist auch die Formel der heliosphärischen Stromschicht – die Parkerspirale – nach dem Forscher benannt. In der Heliosphäre – dem Bereich, in dem die Sonnenwinde im Weltraum noch wirksam sind – verläuft die heliosphärische Stromschicht, in der die Polarität des Magnetfeldes der Sonne von Nord nach Süd wechselt.

Die Nasa-Raumsonde "Parker Solar Probe" als künstlerische Darstellung direkt vor der Sonne. Bildrechte: NASA/Johns Hopkins APL

Auf den nächsten Vorbeiflug an der Venus darf man sich übrigens am 21. August 2023 freuen – die Nummer sechs von sieben Fly-by-Manövern. Bis dahin ist noch etwas Zeit und die Nasa wird vermutlich in den nächsten Monaten, wenn die Daten von der Sonde die Erde erreicht haben, neue Erkenntnisse über die Sonne veröffentlichen. Im September soll zudem die europäische Sonnen-Raumsonde Solar Orbiter ein Swing-by-Manöver an der Venus vollziehen. 

 Links und Studie

Am 14. Dezember 2021 wurde eine Studie mit dem Titel "Parker Solar Probe Enters the Magnetically Dominated Solar Corona" (engl. Parker Solar Probe dringt in die magnetisch dominierte Sonnenkorona ein) in APS Physics-Journal veröffentlicht.