Forschung | Naturwissenschaft & Mathematik

Erste Daten von Solar Orbiter online veröffentlicht

Messungen sind frei zugänglich

Viel zu tun hatten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) seit dem Start der ESA-Weltraummission Solar Orbiter im Februar. Trotz der Corona-bedingten Widrigkeiten konnten sie ihre Instrumente an Bord der Raumsonde in Betrieb nehmen und erste Daten analysieren. Das Besondere: Die Messungen stehen der gesamten wissenschaftlichen Community online zur Verfügung.

„Wir sind jetzt soweit, dass wir unsere ersten Daten am Datenzentrum der Europäischen Weltraumorganisation ESA online gestellt haben. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auf der ganzen Welt können diese neuen und einzigartigen Daten nun analysieren und neue Erkenntnisse gewinnen. So kann die solare Korona Elektronen und Ionen mit großer Energie beschleunigen, zum Teil fast auf Lichtgeschwindigkeit“, erklärt Professor Robert Wimmer-Schweingruber, der den Kieler Beitrag geleitet hat. Dass die Daten bereits sieben Monate nach dem Start der Raumsonde und drei Monate nach der Kalibrierungsphase veröffentlicht werden, sei außergewöhnlich. Denn nicht nur der Zeitraum der Testphase, während der die Instrumente unter Weltraumbedingungen im Realbetrieb erprobt werden, war sehr kurz. Die Instrumententeams haben jetzt nur noch 90 Tage Zeit, um die Rohdaten zu kalibrieren und in eine Form zu bringen, die Externe verarbeiten können. „Diese Frist wäre selbst in normalen Zeiten eine Herausforderung gewesen, mit der Corona-Pandemie waren die Teams ganz besonders gefordert“, erklärt der Kieler Wissenschaftler. So fliegt Solar Orbiter beispielsweise auf einer hoch-elliptischen Bahn um die Sonne und wird mehrere Swing-by-Manöver nutzen, um bis auf 0,28 astronomische Einheiten an die Sonne heranzukommen. Im entferntesten Punkt von der Sonne wird sie fast eine astronomische Einheit von ihr entfernt sein. Die so variablen Bedingungen stellen ganz besondere Anforderungen an die Instrumente und deren Einstellungen, die sorgfältig optimiert werden mussten. „Dies während Covid-19-Zeiten zu erreichen war eine riesige Herausforderung“, sagt Dr. Yannis Zouganelis, stellvertretender Projektwissenschaftler der ESA. „Aber wir sind jetzt soweit, dass wir die Daten wie geplant an die wissenschaftliche Community übergeben können, damit diese daran wissenschaftliche Untersuchungen vornehmen kann.“ Das enge Zusammenspiel zwischen Wissenschaftlern, Ingenieurinnen, Operateuren der Raumsonde und der Verfügbarkeit der großen Radioantennen musste trotz der neuen Arbeitsbedingungen einwandfrei und auf Anhieb funktionieren, „denn die Raumsonde war ja unterwegs und konnte nicht mehr aufgehalten werden“, fasst Robert Wimmer-Schweingruber die besonderen Schwierigkeiten zusammen.

„Unser Ziel war es immer, unsere Daten möglichst schnell zu veröffentlichen, damit die Forschungsgruppen auf der ganzen Welt an möglichst aktuellen Daten arbeiten kann“, bekräftigt Wimmer-Schweingruber. Bei den meisten Weltraummissionen werden die Daten gewöhnlich erst ein halbes oder gar ein ganzes Jahr nach Erhalt auf der Erde veröffentlicht, um den Teams, die die Instrumente gebaut haben, eine exklusive Frist für die Analyse einzuräumen. Bei Solar Orbiter waren sich die Forschenden einig, dass dies sehr viel schneller gehen muss. „Wir wollen, dass Solar Orbiter eine der offensten Weltraummissionen wird. Das heißt offen für die ganze Welt, nicht nur für die Instrumententeams“, sagt Yannis Zouganelis. In ersten virtuellen Workshops, in denen die neuen Daten vorgestellt wurden, nahmen etwa zehnmal mehr Interessentinnen und Interessenten teil, als in den Instrumententeams arbeiten. „Je mehr Leute unsere Daten verwenden, desto mehr erhöht sich die wissenschaftliche Ausbeute von Solar Orbiter,“ freut sich Wimmer-Schweingruber.

Am heutigen Tag (30. September) werden auch alle Beschreibungen der zehn Instrumente auf Solar Orbiter und der Raumsonde und des Missionskonzeptes im Fachjournal Astronomy and Astrophysics veröffentlicht. „Diese Informationen sind unverzichtbar, um eine verlässliche Analyse der Daten zu gewährleisten. Auch in zehn Jahren, wenn die Ingenieurinnen und Ingenieure, die die Instrumente gebaut haben schon längst wieder an anderen Projekten arbeiten“ so Wimmer-Schweingruber.

Die Arbeiten an der CAU wurden unter Förderkennzeichen 50OT1702 durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.
 

Die neu veröffentlichen Daten sind online verfügbar:

http://soar.esac.esa.int/soar/

Publikation zu Missionsbeschreibung und Instrumentenspezifikationen:

Sonderausgabe Astronomy and Astrophysics: The Solar Orbiter mission.
www.aanda.org/component/toc/?task=topic&id=1082

Missionsbeschreibungen:
1. The Solar Orbiter mision. Science overview (Mueller et al.) 2. The Solar Orbiter Science Activity Plan. Translating solar and heliospheric physics questions into action (Zouganelis et al.) 3. The Solar Orbiter spacecraft (Garcia Marirrodriga et al.) 4. Coordination of the in-situ payload of Solar Orbiter (Walsh et al.) 5. Coordination within the remote-sensing payload on the Solar Orbiter mission (Auchère et al.) 6. Models and data analysis tools for the Solar Orbiter mission (Rouillard et al.) 7. Integrating observations and measurements from Solar Orbiter, Parker Solar Probe and other space and ground-based observatories (Velli et al.)

Instrumentenspezifikationen:
1. The Energetic Particle Detector (EPD, Rodriguez-Pacheco et al.) 2. The Extreme Ultraviolet Imager (EUI, Rochus et al.) 3. The Magnetometer (MAG, Horbury et al.) 4. The visible light and ultraviolet coronal imager (Metis, Antonucci et al.) 5. The Polarimetric and Helioseismic Imager (SO/PHI, Solanki et al.) 6. The Radio and Plasma Waves instrument (RPW, Maksimovic et al.) 7. The Heliospheric Imager (SoloHI, Howard et al.) 8. The extreme UV imaging spectrometer (SPICE, SPICE Consortium) 9. The spectrometer/telescope for imaging X-rays (STIX, Krucker et al.) 10. The Solar Wind Analyser suite (SWA, Owen et al.)

Grafik Solar Orbiter
© The European Space Agency (ESA)

Solar Orbiter's Set von zehn wissenschaftlichen Instrumenten zur Erforschung der Sonne. Es gibt zwei Arten: In-situ- und Fernerkundung. Die In-situ-Instrumente messen die Bedingungen um das Raumschiff selbst. Die Fernerkundungsinstrumente messen, was in großer Entfernung geschieht. Zusammen können beide Datensätze verwendet werden, um ein vollständigeres Bild davon zu erhalten, was in der Korona der Sonne und im Sonnenwind geschieht.

Detailaufnahmen der Korona
© The European Space Agency (ESA)

Die gelben Bilder, die bei der extremen ultravioletten Wellenlänge von 17 Nanometern aufgenommen wurden, zeigen die äußere Atmosphäre der Sonne, die Korona, die bei einer Temperatur von etwa einer Million Grad existiert. Die roten Bilder, die bei einer etwas längeren Wellenlänge von 30 Nanometern aufgenommen wurden, zeigen den Übergangsbereich der Sonne, der eine Grenzfläche zwischen der unteren und der oberen Schicht der Sonnenatmosphäre bildet.

Gefördert durch: Logo: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie, aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages

Gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie, aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages

Kontakt:

Prof. Dr. Robert F. Wimmer-Schweingruber
Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
wimmer@physik.uni-kiel.de
 0431/880-3964
 0173/951 3332

Christin Beeck
Presse, Digitale und Wissenschaftskommunikation