Solar Orbiter

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Solar Orbiter

Ein für Tests verwendetes 1:1-Modell des Solar Orbiters, Schwarz der Hitzeschild
Missions­ziel Untersuchung des Sonnenwinds
Auftrag­geber Europäische WeltraumorganisationESA ESA
Träger­rakete Atlas V (411)
Aufbau
Startmasse 1800 kg
Instrumente

STIX, PHI, EUI, C-METIS, SoloHI, SPICE, EPD (SIS, STEIN, EPT-HET, LET), SWA, MAG, RPW

Verlauf der Mission
Startdatum Februar 2020 (geplant)[1]
Startrampe Cape Canaveral, SLC-41
 
Feb. 2020 Start
 
Dez. 2020 Swing-by an der Venus
 
Aug. 2021 Swing-by an der Venus
 
Nov. 2021 Swing-by an der Erde
 
Sep. 2022Vorlage:Zukunft/In 2 Jahren Swing-by an der Venus
 
Feb. 2025Vorlage:Zukunft/In 5 Jahren Swing-by an der Venus
 
Dez. 2026Vorlage:Zukunft/In 5 Jahren Swing-by an der Venus
 
Mär. 2028Vorlage:Zukunft/In 5 Jahren Swing-by an der Venus
 
Jun. 2029Vorlage:Zukunft/In 5 Jahren Swing-by an der Venus
 
Sep. 2030Vorlage:Zukunft/In 5 Jahren Swing-by an der Venus
 

Der Solar Orbiter (SolO) ist eine Raumsonde der ESA, die mit einer amerikanischen Atlas-V-Trägerrakete[2] gestartet werden soll.

Hauptziel der Mission ist die Untersuchung des Sonnenwindes. Dabei wird der Solar Orbiter Strukturen in der Sonnenkorona ab einer Größe von 35 Kilometern aufnehmen können. Die Mission ist für zunächst sieben Jahre finanziert.[3]

Der ursprünglich für Juli 2017 vorgesehene Starttermin wurde mehrfach verschoben. Im Oktober 2019 wurde die Sonde fertiggestellt; der Start ist nun für Februar 2020 geplant.[4]

Mission[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die ESA beauftragte Astrium UK als Hauptauftragnehmer, die Sonde für 300 Millionen Euro zu bauen. Die ESA rechnete mit eigenen Kosten für die Solar-Orbiter-Mission von 500 Millionen Euro,[5] dazu kommen weitere 400 Millionen US-Dollar von der NASA für die Rakete und den Teil der Nutzlast, der von der NASA gestellt wird:[6] Ein Instrument und ein Sensor auf der Sonde.[5]

Der Solar Orbiter soll sich mit einem Erd- und acht Venus-Swing-bys bis 2030 schrittweise der Sonne nähern und in eine immer polarere Umlaufbahn um die Sonne einschwenken. Zum Ende der Mission soll er eine um mindestens 25° zur Ekliptik geneigte Bahn haben,[3] in der er sich der Sonne bis auf 45 (nach anderer Quelle 43) Millionen Kilometer nähert.[5] Daher ist es erforderlich, die als Hitzeschild ausgeführte Seite des Satelliten zur Sonne ausgerichtet zu halten. Die Startmasse der Sonde, die über einen chemischen Antrieb verfügt, sollte ca. 1800 kg betragen.[6] Die ursprünglich geplanten Ionenantriebe, die für BepiColombo entwickelt wurden, sind für Solar Orbiter nicht mehr vorgesehen.

Die Sonde soll auf eine Bahn mit 168 Tagen Umlaufzeit absteigen und dank der Bahnneigung die Pole der Sonne aus einem Winkel von bis zu 30° beobachten können, gegenüber höchstens 7° bei Beobachtung von der Erde aus und 80° bei der Raumsonde Ulysses (1990–2009). Die sonnennächste Entfernung soll 60 RS (Sonnenradius) oder 0,28 AE betragen.[7]

Fernerkundungsinstrumente an Bord[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Fernerkundungsinstrumente untersuchen die Oberfläche und die Atmosphäre der Sonne:

Flugmodell von Imager & Detektor-Elektronik-Modul des "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 (im Bild rechts nicht dargestellt), dem Imager mit zweimal 32 Kollimatoren, die in Wolfram eingearbeitet sind, und den jeweils dazugehörigen 32 CdTe-Röntgendetektoren, die sich in dem quaderförmigen Detektor-Elektronik-Modul hinter dem Imager befinden. Die Transmission durch das Wolfram-Gitterpaar, das die Kollimatoren beinhaltet, ist sehr empfindlich von der Einfallsrichtung der Röntgenstrahlung abhängig. Die gemessenen relativen Zählraten der Detektoren hinter den Gittern erlauben daher, Rückschlüsse auf die Position und die Energien der Röntgenquelle zu machen.
Eigenschaften von STIX
Energiebereich: 4 – 150 keV
Energieauflösung: 1 – 15 keV (in Abhängig-
keit der Photonenenergie)
max. 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 | Quelltext 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 | Quelltext bearbeiten]

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

 Commons: Solar Orbiter – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Solar Orbiter. In: ESA Science & Technology. Abgerufen am 3. Mai 2019.
  2. NASA Selects United Launch Alliance Atlas V Rocket to Launch Solar Orbiter Mission. In: United Launch Alliance, Digital Journal, 18. März 2014. Abgerufen am 19. März 2014. 
  3. a b ESA: Solar Orbiter Mission Summary
  4. Stephen Clark: British-built solar probe shipping to Florida launch site before Brexit deadline. Spacenews, 22. Oktober 2019.
  5. a b c ESA contracts Astrium UK to build Solar Orbiter, Datum: 26. April 2012, Abgerufen: 27. April 2012
  6. a b Stephen Clark: Astrium UK picked to build Solar Orbiter spacecraft. Spaceflight Now, 26. April 2014, abgerufen am 27. April 2014 (englisch).
  7. https://www.esa.int/Our_Activities/Space_Science/Solar_Orbiter