Kosmische Wettervorhersage

Durch solare Ereignisse können neben einer großen Menge elektromagneti-scher Strahlung auch energiereiche Elektronen, Protonen und schwere Ionen bis auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigt, in Erdnähe durch Sateliten und in wenigen Fällen am Erdboden nachgewiesen werden.
Foto/Copyright: ESA & NASA/SOHO

Auch im Weltraum spricht die Astrophysik vom „Wetter“: Vorgänge auf der Sonne können im interplanetaren Raum zu verstärkter energetischer Strahlung führen. Letztendlich können die als „Weltraumwetter“ bezeichneten Erscheinungen auch Auswirkungen auf die Erde haben. Wie diese extremen Wetterereignisse im Weltraum physikalisch entstehen und wie sie vorhergesagt werden können, ist seit Montag Thema der internationalen Summer School “Understanding Solar Eruptions and Extreme Space Weather Events. The physics behind.” an der Christian-Albrechts-Universität Kiel (CAU). Noch bis zum 2. September arbeiten darin 26 Doktorandinnen und Doktoranden der Astro- und Weltraumphysik, Planetologie und Weltraumtechnik aus 16 Ländern. Die Sonne ermöglicht nicht nur das Leben auf der Erde, sondern kann auch Gefahren auslösen. Hochenergetische Teilchen auf der Sonne können die solar-elektromagnetische Strahlung verstärken und damit zu extremen Weltraumwetter-Verhältnissen in der Nähe der Erde führen. Das kann Satelliten stören oder zu einem Problem für Astronauten werden. „Mit extremen Weltraumwetter-Ereignissen werden häufig Stürme assoziiert, die das irdische Magnetfeld, das uns vor äußeren Einflüssen schützt, quasi verbeulen und damit zum Beispiel die Kommunikation von Satelliten beeinträchtigen können. Die Gefahren, die mit einer erhöhten Teilchenstrahlung verbunden sind, sind aber weniger bekannt", erklärt Professor Bernd Heber, der die Summer School leitet.

„Auf der internationalen Raumstation ISS gibt es zum Beispiel einen besonders gut geschützten Bereich, in den sich die Astronauten bei solchen Wettereignissen zurückziehen können – wenn sie rechtzeitig gewarnt werden. Bemannte Raummissionen sollten sogar so terminiert werden, dass keine extremen Weltraumwetter-Verhältnisse zu erwarten sind“, weiß Heber. Gemessen wird diese solare Teilchenstrahlung im Weltraum durch Teilchendetektoren und auf der Erde durch sogenannte Neutronen-Monitore. Solche Instrumente betreibt die Christian-Albrechts-Universität bereits auf den internationalen Raumsonden SOHO und STEREO und in der Zukunft bei der Weltraummission Solar Orbiter.

Das Programm der Summer School an der CAU beschäftigt sich vor allem mit den physikalischen Aspekten des Weltraumwetters. „Die Teilnehmerinnen und Teilnehmer lernen, welche physikalischen Prozesse für diese Wetterereignisse verantwortlich sind und wie sie vorhergesagt werden können.“ Auf dem Programm stehen Vorträge zur Sonnenphysik und zum Weltraumwetter, praktische Übungen zur Messung und Vorhersage sowie ein Besuch des Kieler Neutronen-Monitors. Am Ende der Summer School präsentieren die Teilnehmenden ihre Arbeitsergebnisse. „Die Universität Kiel ist seit den 1960er Jahren, also seit Beginn der Raumfahrt, ein wichtiger Standort für diesen Bereich mit exzellenter Erfahrung und Know-how“, so Heber.

Die Summer School ist Teil des internationalen Projektes HESPERIA (High Energy Solar Particle Events Forecasting and Analysis). Hierbei arbeiten europaweit neun Universitäten und Forschungsinstitute zusammen, darunter die CAU, um neue Daten zum Weltraumwetter zu analysieren und Vorhersagesysteme in Echtzeit zu erstellen. HESPERIA ist 2015 mit einer Laufzeit von zwei Jahren gestartet und wird gefördert durch „Horizont 2020“, das Rahmenprogramm der Europäischen Union für Forschung und Innovation.

Weitere Informationen:

www.hesperia-space.eu

Kontakt:

Prof. Dr. Bernd Heber

Institut für Experimentelle und Angewandte Physik

Abteilung Extraterrestrische Physik

Tel.: 0431/880-3955

E-Mail: heber@physik.uni-kiel.de