CAPE CANAVERAL, Florida - Das in Europa gebaute Solar Orbiter-Raumschiff ist offiziell auf dem Weg zur Sonne.
Die 3,790-lb. Das Raumschiff (1.800 Kilogramm) startete auf einer Atlas V-Rakete der United Launch Alliance (ULA) und stieg am Sonntag (9. Februar) um 23:03 Uhr im Space Launch Complex 41 hier in der Luftwaffenstation Cape Canaveral von einem Block auf. EST (0403 GMT am 10. Februar). Der Veteranen-Werfer flog in einer einzigartigen Konfiguration mit einer 4 Meter breiten Verkleidung und einem einzigen Feststoffraketen-Booster.
Solar Orbiter trennte sich 53 Minuten nach dem Start wie geplant von der Rakete. Einige Minuten später hatte das Missionsteam die Kommunikation mit dem Raumschiff hergestellt. Dieser Start, der erste des Jahres für ULA, schien also schwimmend zu verlaufen.
#SolarOrbiter - wir hören Sie! Wir haben Signalerfassung. Unsere New Norica Tracking Station ist auf #SolarOrbiter eingestellt. Die Übertragung erfolgt laut und deutlich. # AOS✅ # LoudAndClear〰️ # Estrack📡 pic.twitter.com/vLRmHBc113Februar 10, 2020
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Solar Orbiter ist eine Zusammenarbeit zwischen der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) und der NASA. Es wird erwartet, dass die Mission beispiellose Daten und Bilder sowie unsere ersten Ansichten der Polarregionen der Sonne zurückgibt, und das Team dahinter ist begeistert.
"Wann immer Sie etwas starten, ist es unglaublich aufregend", sagte Günther Hasinger, Wissenschaftsdirektor der ESA, gegenüber Space.com. "Die größte Erleichterung kommt, wenn Sie das Licht der Rakete sehen und dann, wenn die Schallwellen Sie treffen."
"Diese Mission ist ein Schatz und wichtig für die Wissenschaft. Wir alle möchten, dass sie gut läuft", fügte er hinzu.
Wissenschaftler schlugen diese Mission erstmals vor über zwei Jahrzehnten im Jahr 1999 vor. ESA-Beamte planten ursprünglich den Start der Mission zwischen 2008 und 2013. Technische Schwierigkeiten und einige Umbesetzungen der Mission verzögerten den Start jedoch letztendlich bis 2020.
"Das Wärmeschutzsystem für das Raumschiff war eine der wenigen Herausforderungen", sagte César García, Projektmanager für Solar Orbiter bei der ESA.
Im Laufe der Jahre haben technologische Entwicklungen es dem Team ermöglicht, das Raumschiff und seine Reihe hochempfindlicher Instrumente besser zu schützen. Um cool zu bleiben, hat das Fahrzeug ein 324-Pfund. (150 kg) Hitzeschild, das für Temperaturen von bis zu 520 Grad Celsius ausgelegt ist, sagte Hasing.
"Solar Orbiter wird in diese Region gehen, die ungefähr so heiß ist wie ein Pizzaofen", sagte er. "Es hat einen sehr komplizierten Hitzeschild, der es vor der Sonne schützt. Diese kleinen Gucklöcher öffnen sich, wenn wir in die Sonne schauen wollen, schließen sich dann aber, weil die Instrumente so empfindlich sind."
Der Hitzeschild ähnelt einem Sandwich, das aus vielen Schichten Titanfolie besteht. Und diese Folie (zusammen mit Teilen des Raumfahrzeugs) ist mit einem speziellen Material namens SolarBlack beschichtet, das für Solar Orbiter entwickelt wurde. Die Beschichtung besteht aus Calciumphosphat (dem gleichen Material wie menschlicher Knochen) und wurde auch verwendet, um die Prothetik bei der Bindung an menschlichen Knochen zu unterstützen und die Wahrscheinlichkeit einer Abstoßung zu verringern.
Die Beschichtung auf Knochenbasis, die einen großen Teil des Raumfahrzeugs bedeckt, hat stabile thermische Eigenschaften, ist elektrisch leitend und löst sich im Verlauf der Mission nicht ab. García sagte, dass Weiß eine typische Farbwahl für Beschichtungen von Raumfahrzeugen ist, da es die Sonnenstrahlen unglaublich gut reflektiert. Leider hat es einen großen Nachteil: Die weiße Färbung wird mit der Zeit dunkler, wenn sie ultravioletter Strahlung ausgesetzt wird. Dies verändert die thermischen Eigenschaften des Raumfahrzeugs erheblich und kann seine Instrumente nachteilig beeinflussen.
Das Team nannte Solar Orbiter inoffiziell "Blackbird" als Anspielung auf sein spezielles Wärmeschutzsystem.
Eine weitere Herausforderung bestand darin, sicherzustellen, dass die Bordinstrumente die Magnetfeldmessungen des Raumfahrzeugs nicht beeinträchtigen. Sauberkeit ist laut García eine weitere Herausforderung.
Er sagte gegenüber Space.com, dass die Instrumente empfindlich gegenüber molekularer Kontamination sind und dass jede Art von Rückständen, Staubpartikeln oder streunenden Haaren eine Katastrophe für die Wissenschaft bedeuten könnte, die von diesen Instrumenten erwartet wird. García erklärte auch, dass das Raumschiff auch gegenüber Wasserdampf empfindlich ist. Tatsächlich schalten sich die empfindlichen Teleskope des Fahrzeugs für eine Weile nicht ein, so dass restlicher Wasserdampf, der sich beim Start gebildet hat, verdunstet.
Während einer Pressekonferenz vor dem Start am Freitag (7. Februar) sagte García, dass das Raumschiff sauberer sei, als es für die erwartete Leistung der Instrumente erforderlich sei. "Dies ist das sauberste Raumschiff, das jemals gestartet wurde", sagte er gegenüber Space.com.
Die ESA leitet die Solar Orbiter-Mission. Die NASA bezahlt die Trägerrakete und eines der 10 Instrumente an Bord. Der gesamte Geldbeitrag der NASA zur Mission beträgt rund 386 Millionen US-Dollar, wobei die ESA 877 Millionen US-Dollar aus den Gesamtkosten von rund 1,5 Milliarden US-Dollar beisteuert. (García sagte gegenüber Space.com, dass die teilnehmenden Forschungseinrichtungen und Universitäten nicht offenlegen müssten, wie viel jedes einzelne Instrument kostet.)
Solar Orbiter wurde entwickelt, um die Sonne aus der Nähe zu untersuchen. Ihr Hauptziel ist die Beantwortung der Frage: Wie erzeugt und kontrolliert die Sonne die Heliosphäre - die riesige Schutzblase, die unser Sonnensystem umgibt - und warum ändert sich diese Blase im Laufe der Zeit?
Wissenschaftler glauben, dass der Schlüssel zur Beantwortung dieser Frage in den Polarregionen der Sonne liegt. Solar Orbiter wird das erste Raumschiff sein, das diese rätselhafte Region abbildet. "Wir glauben, dass dieser Bereich die Schlüssel zur Aufklärung der Geheimnisse des Aktivitätszyklus der Sonne enthält", sagte Daniel Müller, Solarwissenschaftler des ESA-Projekts Solar Orbiter, gegenüber Space.com.
"Das Magnetfeld der Sonne verursacht alle Effekte, die wir sehen", fügte er hinzu. Solar Orbiter wird das, was in der Sonne vor sich geht, mit dem, was in der Heliosphäre passiert, in beispiellosen Details verbinden, haben Mitglieder des Missionsteams gesagt.
Die Messungen der Sonde werden dazu beitragen, eine Ursache-Wirkungs-Beziehung zu dem herzustellen, was auf der Sonne geschieht und was wir in der erdnahen Umgebung beobachten, sagte Sam Solanki, Direktor des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung in Deutschland, gegenüber Space.com .
"Es ist ein wunderbares Kompliment an die Parker Solar Probe, die vor Ort Maßnahmen ergreift, aber nicht das ganze Bild sehen kann", sagte Solanki und bezog sich auf eine rekordverdächtige NASA-Sonde, die im August 2018 auf den Markt kam.
Der erste gute Blick auf die Pole der Sonne wird erst 2025 kommen, wenn der Solar Orbiter eine Flugbahn von 17 Grad über der Ekliptikebene erreicht - wo die Erde und der Rest der Planeten umkreisen. Das Raumschiff wird diesen Aussichtspunkt durch schwerkraftunterstützte Vorbeiflüge der Venus erreichen, wodurch seine Neigung erhöht wird.
Der steilste Aussichtspunkt des Solar Orbiters, 33 Grad über der Ekliptik, wird erst 2029 erreicht, wenn sich das Raumschiff in einer erwarteten erweiterten Mission befindet (die im Dezember 2026 beginnen würde). Dieser Winkel liefert die besten Bilder der Polarregionen der Sonne, obwohl das Raumschiff während der gesamten Mission beispiellose Daten über diese nie zuvor gesehenen Regionen zurückstrahlt.
Aber im Moment wird Solar Orbiter der Sonne entgegenkreuzen und ein paar Passagen der Venus auf dem Weg absolvieren, um unseren Stern aus der Nähe zu studieren. Vorläufige wissenschaftliche Messungen werden bereits im Mai erwartet. Der vollständige wissenschaftliche Betrieb beginnt im November 2021, wenn die Imager des Fahrzeugs online gehen.
- Die größten Missionen zur Sonne
- Wie das Magnetfeld der Sonne funktioniert (Infografik)
- Was ist in der Sonne? Eine Star Tour von innen nach außen
Anmerkung des Herausgebers: Diese Geschichte wurde am 10. Februar um 12:10 Uhr EST mit Nachrichten über die Trennung von Raumfahrzeugen und den Aufbau der Kommunikation mit Solar Orbiter aktualisiert.
