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Solar Probe

Unterwegs zur Sonne

Solar Probe

„Solar Probe" ist ein Projekt der NASA und der Jet Propulsion Laboratories in Pasadena Kalifornien. Als erste Raumsonde wird „Solar Probe" Messungen direkt in der Korona der Sonne vornehmen.
Wenn alles nach Plan funktioniert soll „Solar Probe" ca. im Jahr 2014 mit einer Delta-Trägerrakete von Cape Canaveral in den Weltraum befördert werden. Anschließend wird ein Kurs zum Jupiter eingeschlagen. Der größte Planet unseres Sonnensystems wird wie ein Katapult wirken und „Solar Probe" in Richtung der Sonne lenken, damit die Sonde ca. im Jahr 2018 bisin die Korona vordringen kann. Für 2023 ist noch ein zweiter Vorbeiflug an der Sonne geplant. Dadurch können Messungen in zwei verschiedenen Phasen des 11-jährigen Aktivitätszyklus der Sonne getätigt werden.

Bevor die Sonde dann vom Gravitationssog der Sonne erfaßt und in der Glut der obersten Sonnenschichten vernichtet wird, wird sie sich bis auf den 3-fachen Sonnenradius an unser Zentralgestirn heran getastet haben. Keine andere Solarsonde hat sich bisher so nahe an die Sonne herangewagt. Den bisherigen Rekord hält die Sonde Helios 2. 1976 näherte sie sich bis auf den 60-fachen Sonnenradius.

Flugroute

Die wissenschaftliche Vorarbeit zur Solar Probe-Mission wurde von der europäisch / amerikanischen Raumsonde „Ulysses" geleistet. Im Februar und März des Jahres 1995 umrundete „Ulysses" die Sonne auf einer Polroute vom Sonnensüdpol über den Äquator zum Nordpol. Dabei wurden neue Daten über die bisher unbekannten Polregionen der Sonne gesammelt. Der durchschnittliche Abstand zwischen Sonne und „Ulysses" betrug etwa 350 Millionen Kilometer. Dies entspricht in etwa dem 500-fachen Sonnenradius und etwa dem doppelten Abstand zwischen Erde und Sonne.
Auch „Solar Probe" wird sich der Sonne von einem Pol her nähern. In diesem Fall aber dem Nordpol. Da aber jeder Flugkörper der das irdische Schwerefeld verläßt zunächst in die gleiche Richtung geschleudert wird, in der die Erde um die Sonne kreist, kann der Sonnenpol nicht direkt angeflogen werden. Kein Triebwerk erreicht auch nur annähernd die Leistung, die dazu nötig wäre um die Ebene der Planeten zu verlassen und in die Polregion der Sonne vorzustoßen. Zu diesem Zweck flog „Ulysses" zuerst zum Jupiter um diesen als Katapult zu verwenden, und auf die selbe Weise wird auch „Solar Probe" zur Sonne geführt. Weicht die Sonde beim Wendemanöver am Jupiter um mehr als 1 Millimeter vom programmierten Kurs ab, kann sie ihr Ziel nicht erreichen. Wenn alles klappt, wird „Solar Probe" dabei auf über 1 Million Kilometer pro Stunde (etwa 308 km pro Sekunde!) beschleunigt und bricht dabei einen weiteren Rekord: Noch niemals war ein von Menschen gebauter Flugkörper schneller.

Die Korona der Sonne weist eine mittlere Temperatur von rund 2 Millionen Grad Celsius auf. Allerdings sind die Gase welche die Korona bilden äusserst dünn, so dass sich nur Bruchteile dieser Hitze auf „Solar Probe" übertragen wird. Ausserdem wird die Sonde mit zwei speziell geformten Schutzschilden aus Karbon ausgerüstet. Die Konstrkteure und Wissenschaftler gehen davon aus, dass sich die Temperatur der Schilde unter 3000 Grad halten wird. Da Karbon ein sehr schlechter Wäremleiter ist, wird die Temperatur innerhalb der Schilde nur einen Bruchteil davon betragen.

Die Wissenschaftler erhoffen sich von dieser Mission neue Einblicke in das Innenleben der Sonne, in der Hoffnung dieses nukleare Fusionsfeuer eines Tages auf der Erde im Kleinformat nachbauen und kontrollieren zu können. Damit würden unsere Energieprobleme wahrscheinlich für immer gelöst.


Schematische Darstellung von Solar Probe

Schematische Darstellung

1. Magnetometer
2. Röntgenteleskop
3. Schutzschilde
4. Solarpanels
5. übergrosser Parabolspiegel zur Kommunikation mit der Leitstelle
6. verschiedene Messintrumente

Neues Sondendesign

Die obere Zeichnung stammt aus einem frühen Stadium des Sondendesigns. Inzwischen ist der übergrosse Parabolspiegel einem kleineren gewichen, dafür wurde der Hitzeschild massiv in die länge gezogen (hier orange dargestellt).

Detailiertere Informationen sind auf der Solar Probe Homepage der NASA zu finden (in englischer Sprache).