Bei der Erforschung des Weltraums nimmt die Sonne aufgrund ihrer großen Bedeutung für unsere Erde eine besondere Stellung ein. Ohne ihr seit Milliarden Jahren scheinendes Licht und ihre Wärme wäre Leben auf unserem Planeten nicht möglich. Die nach menschlichem Empfinden so zuverlässige und konstant strahlende Sonne ist jedoch bei genauerer Betrachtung Schwankungen und Veränderungen unterworfen.
Wenn diese Veränderungen auch klein erscheinen mögen, so haben sie dennoch einen Einfluss auf das Wetter und das Klima der Erde. Bei dem für den Menschen unsichtbaren Anteil der Sonnenstrahlung können die Schwankungen zeitweise sogar erhebliche Ausmaße annehmen und so beispielsweise ungeschützte Telekommunikationssatelliten in ihrer Funktion beeinträchtigen. Aus diesen Gründen ist das Verständnis der auf der Sonne ablaufenden Prozesse und deren Dynamik für die Wissenschaft von großem Interesse.
Sunrise-Teleskop im Reinraum des MPS
Das 1 Meter-Sunrise-Sonnenteleskop mit aufgesetzter Instrumentenbox (schwarzer Kasten) nach der Integration im Reinraum des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung.
Im Juni 2009 wurde daher die Mission „Sunrise“ zur Beobachtungen der Sonnenatmosphäre vom Raumfahrtzentrum Esrange bei Kiruna in Nordschweden gestartet. Die Mission fand zur Zeit der Mitternachtssonne statt, damit das Teleskop ohne Unterbrechung eingesetzt werden konnte. Ein Höhenballon brachte das Sunrise-Teleskop auf eine Flughöhe von 35 bis 37 Kilometern. Erst dort sind Beobachtungen im Bereich des ultravioletten Lichtes möglich, da der Wasserdampfgehalt der unteren Atmosphäre sowie die Ozon-Schicht die UV-Strahlung zu stark dämpft.
Die Sunrise-Teleskopgondel vor dem Testflug im Herbst 2007 in New Mexico.
Die Sunrise-Teleskopgondel vor dem erfolgreichen Testflug im Herbst 2007 in New Mexico. Aufgabe des Fluges war es, die Gondel mit den neu entwickelten Systemen zur Teleskopausrichtung, der Instrumentsteuerung, Datenspeicherung und Kommunikation zu testen. Anstelle des 1-Meter-Sunrise-Teleskops wurde ein kleineres Teleskop eingesetzt, mit dem Bildserien der Sonnenoberfläche bei verschiedenen Wellenlängen im ultravioletten Licht aufgenommen wurden.
Während der anschließenden Reise entlang des Nordpolarkreises Richtung Westen konnte das Sunrise-Teleskop die Sonnenatmosphäre mit hoher Detailauflösung beobachten und erfasste dabei die Bewegungen der körnigen (granularen) Oberflächenstrukturen. Die Auf- und Abstiegsbewegungen des heißen Gasplasmas an dieser Oberfläche sind den Bewegungen von kochendem Wasser in einem Kochtopf ähnlich. Bezüglich der physikalischen Triebkräfte, wie etwa des Magnetfeldes, sind sie aber weit weniger gut erforscht.
Alle wissenschaftlichen Instrumente des Sunrise-Teleskops funktionierten einwandfrei und führten spektroskopische und polarimetische Messungen durch, aus denen Informationen über die Bewegungeschwindigkeiten und das vor Ort herrschende Magnetfeld gewonnen werden können. Mit seinem Spiegeldurchmesser von einem Meter konnte das Sunrise-Teleskop Objekte auf der Sonnenhülle in der Größe von 35 Kilometern erkennen. Diese Auflösung wäre vergleichbar mit der eines Fernglases, mit dem ein Tourist von der Zugspitze aus die Kennzeichen von Autos im 80 Kilometer entfernten München erkennen könnte.
Die Sunrise-Mission diente auch als wissenschaftliche und technologische Vorbereitung zukünftiger Weltraummissionen zur Sonnenforschung, wie der Mission „Solar Orbiter“.
Die Ballonmission dauerte mehr als fünfeinhalb Tage, während denen der Ballon mit dem zirkumpolaren Ostwind über den Nordatlantik nach Kanada trieb. Dort wurde die Gondel via Funksignal vom Ballon getrennt und glitt während eines Zeitraums von fast einer Stunde am Fallschirm zu Boden. Nach Bergung der Nutzlast kann das Sunrise-Teleskop gegebenenfalls wiederverwendet werden.
Missionsdaten:
Missionsbeginn:
08. Juni 2009, 08:27 Uhr MESZ
Startplatz:
Esrange, Kiruna, Schweden
Missionsdauer:
137 Stunden
Flughöhe:
35 bis 37 Kilometer
Flugroute:
über den Nordatlantik (in der Region des zirkumpolaren Ostwinds)
Landung:
14. Juni 2009, 01:44 Uhr MESZ
Landegebiet:
Somerset Island, Nordkanada
Das Projekt wurde der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) gefördert und wurde auf deutscher Seite geleitet von P. Barthol vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (MPS), Katlenburg-Lindau (jetzt: Göttingen). Beteiligt war außerdem das Kiepenheuer-Institut für Sonnenphysik (KIS) in Freiburg. Internationale Partner waren das High Altitude Observatory in Boulder (USA), das Instituto de Astrofisica de Canarias (IAC) auf Teneriffa und das Lockheed Martin Solar & Astrophysics Laboratory in Palo Alto (USA).
