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SOLAR ORBITER
Kieler Blick auf unseren Zentralstern
Redaktion / idw / Pressemitteilung der Universität Kiel
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28. November 2016

Mit dem Solar Orbiter wollen die europäische Weltraumagentur ESA und die amerikanische Raumfahrtbehörde NASA der Sonne näher kommen, als jede andere Sonde zuvor. Die Forscher erhoffen sich von der Mission, die 2018 gestartet werden soll, neue Erkenntnisse über unseren Zentralstern. Instrumente für die Mission kommen auch aus Kiel und wurden nun fertiggestellt. 

Solar Orbiter

Die Sonde Solar Orbiter soll im Herbst 2018 starten. Bild: ESA [Großansicht]

Vor rund fünf Jahren erhielt das Team um Professor Robert Wimmer-Schweingruber, Physiker an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU), den begehrten Zuschlag für Instrumentenplätze an Bord der Raumsonde Solar Orbiter. Die gemeinsame Mission der europäischen Weltraumagentur ESA und der US-Raumfahrtbehörde NASA wird voraussichtlich im Oktober 2018 ins All starten und dann der Sonne so nah wie nie zuvor kommen. Jetzt, und damit genau im Zeitplan, gehen die Kieler Vorbereitungen für diese Mission in die letzte Phase. Am Montag der vergangenen Woche wurden die Messinstrumente an das Montageteam der Raumsonde in England übergeben.

Vibrationen, Temperatur- oder Spannungsschwankungen müssen Instrumente an Bord einer Raumsonde aushalten, ohne in ihrer Funktion beeinträchtigt zu werden. Damit das gesichert ist, unterzogen die Forscherinnen und Forscher im Kieler Institut für Experimentelle und Angewandte Physik ihre Messinstrumente umfangreichen Tests. Vertreterinnen und Vertreter der ESA begutachteten die Ergebnisse vor gut drei Wochen und bescheinigten den Kieler Sensoren für solare Teilchen schließlich, nach wenigen Nachbesserungen, die Weltraumeignung. "Unsere Sensoren haben die Tests bestens überstanden!", freute sich Wimmer-Schweingruber. "Die Instrumente sind jetzt abgenommen."

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Insgesamt vier Instrumente werden im "Energetic Particle Detector" (EPD) an Bord der Raumsonde verbaut. Die Sensoren messen Elektronen, Protonen und Ionen aller Partikel im Weltall, von Helium-Kernen bis zu Eisenkernen. Sie müssen einen besonders breiten Energiebereich von etwa zwei Kiloelektronenvolt bis zu 200 Megaelektronenvolt abdecken. Die Erkenntnisse aus diesen Messungen werden dabei helfen, Sonnenstrahlen und ihre Auswirkungen auf die Erde besser zur verstehen.

An den EPD-Projekten sind neben einem Ingenieurteam auch Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, Promovierende und Studierende der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel beteiligt. Sie arbeiten zusammen in einem internationalen Team mit Mitgliedern aus Spanien, Deutschland und den USA. Unter den insgesamt vier Instrumenten im EPD ist eine Instrumentenkontrolleinheit und der Sensor SIS. Dieser wird Partikelmessungen während der Reise zur Sonne im Energiebereich von rund 100 Kilo- bis 10 Megaelektronenvolt vornehmen. Unter Leitung von Professor Wimmer-Schweingruber wird dieser Sensor am Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory (APL) entwickelt.

Drei Sensoren entstanden im Reinraum der Kieler Physik: Der Sensor STEP (Supra Thermal Electrons and Protons) misst im Energiebereich 2,5 bis 65 Kiloelektronenvolt. Strömen Partikel aus diesem Bereich ein, werden auf der einen Seite des Instruments Elektronen durch ein magnetisches Feld abgelenkt. Nur Protonen und Ionen werden hier gemessen. Auf der anderen Seite des Instruments, ohne Magnetfeld, wird der gesamte Partikelstrom aus dem relevanten Energiebereich gemessen. Die Differenz beider Seiten gibt Aufschluss über die vorhandenen Elektronen.

Die Instrumente EPT-HET1 und 2 sind baugleich und verfügen  jeweils über zwei Sensoren: Die Sensoren EPT (Electron and Proton Telescope) und HET (High-Energy Telescope). Zusammen messen sie Elektronen im Energiebereich von 20 Kilo- bis 20 Megaelektronenvolt sowie Protonen von 20 Kilo- bis 100 Megaelektronenvolt. Das HET misst zusätzlich schwere Ionen bis 200 Megaelektronenvolt. Die Instrumente EPT-HET1 und EPT-HET2 können jeweils in zwei Richtungen (Sonnenseite/Sonnenabgewandte Seite bzw. Richtung Umlaufbahn/abgewandt von Umlaufbahn) messen.

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siehe auch
Solar Orbiter: Eintauchen in die innere Heliosphäre - 17. Oktober 2011
ESA-Missionen: Dunkle Energie und helle Sonne - 5. Oktober 2011
Solar Orbiter: Unserer Sonne ganz nah - 22. Februar 2010
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