Solar Orbiter

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Der Solar Orbiter (SolO) ist eine geplante Raumsonde der ESA, die nach derzeitigen Stand im Januar 2017[1] mit einer Atlas V (401)[2] von Cape Canaveral gestartet werden soll. Als Back-up soll die Ariane 5 dienen.[3]

Mission[Bearbeiten]

Die ESA beauftragte Astrium UK als Hauptauftragnehmer, die Sonde für 300 Millionen Euro zu bauen. Die ESA rechnet mit eigenen Kosten für Solar Orbiter von 500 Millionen Euro[4], dazu kommen noch 400 Millionen US-Dollar von der NASA für die Rakete und den Teil der Nutzlast, der von der NASA gestellt wird.[5] Die NASA stellt ein Instrument und einen Sensor auf der Sonde.[4] Sie soll sich nach mehreren Erd- und Venus-Swing-bys schrittweise der Sonne nähern und im Verlauf der Mission etappenweise in eine immer polarere Umlaufbahn um die Sonne einschwenken. Zum Ende der Mission wird Solar Orbiter eine um mindestens 25° geneigte Bahn zur Ekliptik haben[6] und sich der Sonne bis auf 45 Millionen Kilometer nähern.[4] Daher ist erforderlich, die als Thermalschild ausgeführte Seite des Satelliten zur Sonne ausgerichtet zu halten. Die Startmasse der Sonde soll 1800 kg betragen[5] und sie soll über einen chemischen Antrieb verfügen. Die ursprünglich geplanten Ionenantriebe, die für BepiColombo entwickelt werden, sind für Solar Orbiter nicht mehr vorgesehen.

Hauptziel der Mission wird es sein, den Sonnenwind, das sogenannte Weltraumwetter, zu untersuchen. Dabei wird der Solar Orbiter Strukturen in der Sonnenkorona ab einer Größe von 35 Kilometern aufnehmen können. Die Mission ist auf sieben Jahre ausgelegt.[7]

Fernerkundungsinstrumente an Bord[Bearbeiten]

Die Fernerkundungsinstrumente untersuchen die Oberfläche und die Atmosphäre der Sonne:

Spectrometer/Telescope for Imaging X-rays (STIX)
  • Spectrometer/Telescope for Imaging X-rays (STIX)
STIX ist ein Spektrometer/Teleskop konzipiert für die Beobachtung von Röntgenstrahlung. Der beobachtete Energiebereich wird ~4 keV bis 150 keV mit einer Winkelauflösung von 7 Bogensekunden umfassen. Das Fernerkundungsinstrument STIX wird Intensität, Spektrum, Zeit und Ursprung von Röntgenquellen beobachten, um damit z. B. Rückschlüsse auf Elektronen zu ziehen, die in der Sonnenatmosphäre auf hohe Energien beschleunigt werden. STIX arbeitet mittels einer Bildtechnik, die einzelne Fourierkomponenten misst und speichert. Diese Daten werden später zur Erde gesendet und können wieder zu einem Bild zusammengesetzt werden.
STIX besteht aus drei Teilen: Den Röntgenfenstern (in der Grafik rechts nicht dargestellt), dem Imager mit zweimal 32 Kollimatoren, die in Wolfram eingearbeitet sind, und den jeweils dazugehörigen 32 CZT/CT Röntgendetektoren, die sich in dem quaderförmigen Detektor-Elektronik-Modul befinden. Die Transmission durch das Wolfram-Gitterpaar, das die Kollimatoren beinhaltet, ist sehr empfindlich von der Einfallsrichtung der Röntgenstrahlung abhängig. Die relativen Zählraten der Detektoren hinter den Gittern erlauben daher, Rückschlüsse auf die Position und die Energien der Röntgenquelle zu ziehen.
Eigenschaften von STIX
Energiebereich: 4 keV - 150 keV
Energieauflösung: 1 keV - 15 keV (in Abhängigkeit von der Photonenenergie)
höchste Winkelauflösung: 7 Bogensekunden
Sichtfeld:
Zeitauflösung: ≥ 0.1 s
  • Der Polarimetric and Helioseismic Imager (PHI) vermisst das Magnetfeld in der Photosphäre mit hoher Auflösung.
  • Der EUV full-Sun and high-resolution Imager (EUI) fertigt Bilder verschiedener Schichten der Sonnenatmosphäre an.
  • Der Coronagraph METIS beobachtet die Korona im Bereich des sichtbaren und ultravioletten Lichts in hoher zeitlicher und räumlicher Auflösung
  • Der Heliospheric Imager (SoloHI) beobachtet die Störungen des sichtbaren Lichts durch die Elektronen des Sonnenwinds. Dadurch können die Massebewegungen in der Korona ermittelt werden.
  • Spectral Imaging of the Coronal Environment (SPICE) ist ein UV-Spektroskop, das die Sonnenoberfläche und die untere Korona vermessen wird.

In-Situ-Instrumente an Bord[Bearbeiten]

Die In-Situ-Instrumente untersuchen die unmittelbare Umgebung der Raumsonde:

  • Der Energetic Particle Detector (EPD) untersucht suprathermale Ionen, Elektronen, neutrale Atome, sowie energiegeladene Teilchen im Bereich von wenigen keV bis zu relativistischen Elektronen und Ionen bis zu 100 MeV (Protonen) und 200 MeV/Nukleon (schwere Ionen). EPD besteht aus den Instrumenten Suprathermal Ion Spectrograph (SIS), Suprathermal Electrons, Ions and Neutrals Telescope (STEIN), Electron and Proton Telescope-High Energy Telescope (EPT-HET) und Low Energy Telescope (LET).
  • Der Solar Wind Plasma Analyser (SWA) misst Zusammensetzung und Eigenschaften des Sonnenwinds.
  • Das Magnetometer (MAG) misst das Magnetfeld.
  • Radio and Plasma Waves (RPW) misst magnetische und elektrische Felder mit einer hohen zeitlichen Auflösung.

Siehe auch[Bearbeiten]

Weblinks[Bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Space Daily Artikel zu Solar Orbiter vom 27. Okt. 2011
  2. ESA News: Dark and bright: ESA chooses next two science missions
  3. http://www.esa.int/esaSC/SEMTWG1A6BD_index_0.html
  4. a b c ESA contracts Astrium UK to build Solar Orbiter, Datum: 26. April 2012, Abgerufen: 27. April 2012
  5. a b http://www.spaceflightnow.com/news/n1204/26solarorbiter/ Stephen Clark: Astrium UK picked to build Solar Orbiter spacecraft in Spaceflight now.com 26. April 2012, Abgerufen. 27. April 2012
  6. ESA: Solar Orbiter Mission Summary
  7. ESA: Solar Orbiter Mission Summary