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Vom Lagrange-Punkt L5 aus die Sonne im Visier
Redaktion
/ Pressemitteilung des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung
astronews.com
18. Dezember 2025
Die ESA-Ministerratskonferenz hat Ende November auch den
weiteren Fahrplan für die Weltraummission Vigil beschlossen. Der
Sonnenspäher soll 2031 starten und aus einer bisher ungenutzten
Beobachtungsposition auf unseren Zentralstern schauen. Auf diese Weise könnte
sich die Vorwarnzeit vor Sonnenstürmen um bis zu fünf Tage verlängern.
Die ESA-Sonde Vigil soll vor Sonnenstürmen
warnen.
Bild: ESA [Großansicht] |
Von der Erdoberfläche oder aus Erdnähe im All schauen mehrere Teleskope und
Raumsonden unentwegt auf die Sonne. Wenn sich dort eine möglicherweise
gefährliche Sonneneruption zusammenbraut, merken sie es als erste – jedoch mit
einer recht kurzen Vorwarnzeit von höchstens drei Tagen. Denn ebenso wie die
Planeten rotiert auch die Sonne um die eigene Achse. Die Regionen, die das
künftige Weltraumwetter auf der Erde bestimmen, drehen sich erst nach und nach
in unser Sichtfeld; die ersten Anzeichen eines gefährlichen Sonnensturms bleiben
uns so verborgen. Ein effektiveres Vorwarnsystem benötigt deshalb in erster
Linie einen Perspektivenwechsel.
Diesen soll die ESA-Sonde Vigil ermöglichen. Ihr Start ist für 2031
geplant. In einem Abstand von etwa 150 Millionen Kilometern wird die Sonde der
Erde auf ihrer Umlaufbahn um die Sonne folgen. Vigil schaut so auf die
Seite der Sonne, die sich der Erde erst vier bis fünf Tage später zuwendet. Der
anvisierte Beobachtungsposten zählt zu den sogenannten Lagrange-Punkten. Dies
sind insgesamt fünf Positionen im Sonne-Erde-System, an denen eine Raumsonde im
Gleichtakt mit der Erde um die Sonne kreisen kann. Der Punkt L5 wurde in der
Weltraumforschung bisher noch nicht genutzt.
Vier Messinstrumente werden an Bord von Vigil in verschiedene
Schichten der Sonne schauen: von der Oberfläche über die innere bis in die
äußere Atmosphäre. Zudem misst die Sonde mit zwei Instrumenten den Sonnenwind,
der die Raumsonde an Ort und Stelle umströmt. Vigils Photospheric Magnetic
Field Imager (PMI), der derzeit am Max-Planck-Institut für
Sonnensystemforschung (MPS) entsteht, hat die Oberfläche der Sonne im Blick und
bestimmt Stärke und Richtung des dortigen Magnetfeldes. Wenn sich das Magnetfeld
stellenweise umstrukturiert und Energie freisetzt, kann das eine Sonneneruption
auslösen. "Erste Anzeichen für eine drohende Sonneneruption zeigen sich oftmals
schon an der Oberfläche der Sonne. Solche Hinweise wird Vigil dank PMI früher
als andere Sonnenspäher erkennen", so Sami K. Solanki, MPS-Direktor und
wissenschaftlicher Leiter des PMI-Teams.
Vorbild für PMI ist das Instrument PHI (Photospheric and Helioseismic Imager),
das seit 2020 an Bord der ESA-Raumsonde Solar Orbiter um die Sonne
kreist. Auch PHI wurde unter Leitung des MPS entwickelt und gebaut. "Die
Erfahrung, die wir in den vergangenen Jahren beim Bau von PHI gesammelt haben,
sind für unseren Beitrag zu Vigil sehr wertvoll", so PMI-Projektmanager
Jan Staub vom MPS. Eine exakte Kopie von PHI ist das neue Instrument jedoch
nicht. Anders als PHI soll PMI beinahe in Echtzeit und im Dauerbetrieb die
Grundlage für Weltraumwettervorhersagen liefern. "Der Einsatz für
Weltraumwettervorhersagen stellt höchste Anforderungen an die Verlässlichkeit
unseres Instruments", unterstreicht Staub.
Der ununterbrochene Datenstrom aus einzigartiger Perspektive ist nicht nur
zur Vorhersage von Sonnenstürmen, sondern auch unter Forschenden gefragt.
Besonders in Zusammenarbeit mit anderen Raumsonden ergeben sich neue
Möglichkeiten: Durch Methoden der Helioseismologie könnte Vigil seinen
Wissensvorsprung noch weiter vergrößern. Schallwellen durchlaufen die Sonne und
verbinden so ihre erdabgewandte und ihre erdzugewandte Seite. Da sich solche
Wellen unter dem Einfluss starker Magnetfelder schneller ausbreiten, ist es
möglich, durch Beobachtungen der Schallwellen an der erdzugewandten
Sonnenoberfläche auf Regionen hoher magnetischer Aktivität auf der Rückseite der
Sonne zu schließen. Große und komplexe aktive Regionen sind oftmals potentielle
Ausgangsorte zukünftiger Sonneneruptionen. "Vigils Perspektive vom
Lagrange-Punkt L5 wird es uns erlauben, aktive Regionen auf der Rückseite der
Sonne mit verbesserter Genauigkeit und Verlässlichkeit aufzuspüren", so Laurent
Gizon, Geschäftsführender Direktor des MPS.
Das Magnetfeld der Sonne ist Motor vieler Prozesse auf unserem Stern – und
Schlüssel zu seinem Verständnis. Doch bisher lässt sich nur die
Magnetfeldkomponente in Blickrichtung eindeutig und routinemäßig messen. Für
Abhilfe kann ein Stereo-Blick auf die Sonne aus zwei Perspektiven sorgen. So
lässt sich auch die Magnetfeldkomponente senkrecht zur Blickrichtung
zweifelsfrei bestimmen, wie Forschende des MPS bereits zeigen konnten. Dafür
werteten sie gleichzeitig aufgenommene Daten der ESA-Raumsonde Solar Orbiter
und der erdnahen NASA-Raumsonde Solar Dynamics Observatory (SDO) aus.
Durch Vigil werden solche Daten erstmals ständig zur Verfügung stehen.
Um die Gesamthelligkeit der Sonne und ihre Schwankungen einzuschätzen, sind
neben den dunklen Sonnenflecken auch Sonnenfackeln von maßgeblicher Bedeutung.
Das sind besonders helle Gebiete auf der Sonnenoberfläche mit hohen magnetischen
Feldstärken. Entscheidende Eigenschaften von Sonnenfackeln lassen sich nur
unzureichend messen, wenn sie von der Erde aus betrachtet am Rand der Sonne
liegen. "Mit einer Seitenansicht auf diese Regionen können wir die Magnetfelder
der Fackeln besser bestimmen und mehr über ihre Helligkeit erfahren", erklärt
Kinga Albert vom MPS, die entsprechende Studien mit Daten der ESA-Raumsonde
Solar Orbiter und SDO durchgeführt hat.
Vigil ist neben den Missionen Hera und Clearspace-1
eine der drei zentralen ESA-Missionen zur Förderung der Weltraumsicherheit. Das
Projekt war zuvor unter dem Namen Lagrange entwickelt worden.
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