Quelle: Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung 12. Juli 2022.

12. Juli 2022 – Nach der vorzeitigen Landung des ballongetragenen Sonnenobservatoriums Sunrise III am vergangen Sonntagmorgen, 10. Juli, haben Teammitglieder die Landestelle erreicht und die wissenschaftliche Nutzlast des Observatoriums weitestgehend unversehrt vorgefunden. Nach aktuellen Erkenntnissen musste der Flug wenige Stunden nach dem Start beendet werden, weil sich das mitgeführte Sonnenteleskop, das Herzstück von Sunrise III, nicht auf die Sonne ausrichten ließ. Die Ursache wird derzeit untersucht. Für einen Start des Observatoriums im nächsten Jahr oder später werden derzeit alle Optionen geprüft.

Bereits seit Anfang April dieses Jahres hatte das internationale Sunrise III-Team auf der Ballon- und Raketenbasis Esrange Space Center nahe der nordschwedischen Kleinstadt Kiruna unweit des Polarkreises das sechs Meter hohe Sonnenobservatorium auf seinen Stratosphärenflug vorbereitet. Sunrise III ist mit einem Teleskop, drei wissenschaftlichen Instrumenten und einem System zur Bildstabilisierung ausgerüstet und soll Messdaten aus einer mehr als 2000 Kilometer dicken Schicht der Sonne, die von knapp unter ihrer sichtbaren Oberfläche bis in die obere Chromosphäre reicht, aufnehmen. Wegen der aktuellen, weltweiten Logistikprobleme hatte sich der frühstmögliche Starttermin zunächst um einige Wochen in den Juni hinein verschoben. Danach verzögerte ungeeignetes Wetter den Missionsbeginn. Ein erster Startversuch am Samstag, 9. Juli, musste wegen drohenden Regens abgesagt werden.

Die zweite Startgelegenheit am frühen Morgen des 10. Juli konnte Sunrise III nutzen: Um 3.44 Uhr (MESZ) hob das Sonnenobservatorium ab. Bereits um 9.05 Uhr (MESZ) musste der Flug jedoch beendet werden. Das Teleskop ließ sich nicht auf die Sonne ausrichten, so dass das Aufnehmen von Messdaten unmöglich war.

Das Observatorium landete sicher auf unbewohntem, schwedischem Gebiet nicht weit der Grenze zu Norwegen. Die Mitglieder des Sunrise III-Teams, die die Landestelle in der Zwischenzeit erreicht haben, konnten keine gravierenden Schäden am Teleskop sowie an den wissenschaftlichen Instrumenten feststellen. Auch die Gondel hat die Landung gut überstanden. „Sunrise III ist offenbar wohlbehalten und aufrecht stehend niedergegangen“, berichtet Sunrise III-Projektleiter Prof. Dr. Sami K. Solanki, Direktor am Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung in Göttingen.

In den nächsten Wochen soll das Observatorium zunächst zurück zur Ballon- und Raketenbasis Esrange Space Center gebracht werden. Von dort könnte es dann den Heimweg nach Göttingen antreten, wo genauere Untersuchungen erfolgen. Das Team wird dann prüfen, wie und unter welchen Bedingungen Sunrise III im nächsten Jahr oder später seinen Forschungsflug in der Stratosphäre erneut antreten kann.

Das ballongetragene Sonnenobservatorium Sunrise III ist eine Mission des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung (MPS, Deutschland) und des Applied Physics Laboratory der Johns Hopkins Universität (APL, USA). Sunrise III blickt mit Hilfe eines 1-Meter-Teleskops, dreier wissenschaftlicher Instrumente und eines Systems zur Bildstabilisierung aus der Stratosphäre auf die Sonne. Maßgeblich Mitwirkende an der Mission sind ein spanisches Konsortium, das National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ, Japan), und das Leibniz-Institut für Sonnenphysik (KIS, Deutschland). Das spanische Konsortium wird geleitet vom Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA, Spanien) und besteht zudem aus dem Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA), der Universitat de València (UV), der Universidad Politécnica de Madrid (UPM) und dem Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC). Weitere Partner sind das Wallop’s Flight Facility Balloon Program Office (WFF-BPO) der NASA und die Swedish Space Corporation (SSC). Sunrise III wird unterstützt von der Max-Planck-Förderstiftung, der NASA im Rahmen des Grants #80NSSC18K0934, dem spanischen Grant FEDER/AEI/MCIU (RTI2018-096886-C5) und des „Center of Excellence Severo Ochoa“ Preises für IAA-CISC (SEV-2017-0709) sowie dem ISAS/JAXA Small Mission-of-Opportunity program und JSPS KAKENHI JP18H05234.

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

• SUNRISE – Sonnenobservatorium am Ballon

Der Beitrag MPS: Sunrise III wohlbehalten aufgefunden erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung 4. Juli 2022.

4. Juli 2022 – Die abenteuerliche Forschungsreise des ballongetragenen Sonnenobservatoriums Sunrise III könnte in den nächsten Tagen beginnen. Heute am frühen Morgen fand auf der Raketen- und Ballonbasis Esrange Space Center im nordschwedischen Kiruna der so genannte compatability test, eine Art Generalprobe, statt. Dafür hat das Sonnenobservatorium die große Halle, in der die Vorbereitungen der letzten Monate stattgefunden haben, verlassen, seine endgültige Flugkonfiguration erhalten und am Boden bewiesen, dass alle Systeme unter Flugbedingungen reibungslos funktionieren. Wenn das Wetter es zulässt, könnte Sunrise III nun in den nächsten Tagen abheben. Das Startfenster dafür ist allerdings denkbar klein. Bereits in wenigen Tagen könnten sich die Windbedingungen in der Stratosphäre derart verschlechtern, dass danach ein Start nicht mehr möglich ist.

In den vergangenen Wochen hatten zunächst die weltweiten Logistikprobleme der Mission zu schaffen gemacht; auf die Ankunft des Ballons und des Heliums in Kiruna musste das Team lange warten. Derzeit sind die Wetterbedingungen vor Ort wechselhaft, erlauben aber nach aktuellem Stand einzelne Startfenster in der zweiten Wochenhälfte. Das nächste davon ist für XL-Calibur, eine amerikanische Ballonmission, reserviert. Während der vergangenen Monate hatten sich beide Teams in derselben Halle des Esrange Space Centers auf ihren jeweiligen Flug vorbereitet. Die zweite Startmöglichkeit ist für Sunrise III vorgesehen. Sorgen bereiten dem Team allerdings die aktuellen Vorhersagen der Meteorologen vor Ort. Demnach könnten die stratosphärischen Winde, die Sunrise III sicher nach Kanada tragen sollen, bereits in wenigen Tagen abreißen.

Bei erfolgreichem Start wird Sunrise III während des anschließenden mehrtägigen Fluges am Heliumballon in 35 Kilometern Höhe einen einzigartigen Blick auf die Sonne haben und beispielsweise Prozesse in der Chromosphäre, der hochdynamischen Schicht zwischen der sichtbaren Oberfläche und der äußeren Atmosphäre der Sonne, genauer als je zuvor sichtbar machen.

Das ballongetragene Sonnenobservatorium Sunrise III ist eine Mission des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung (MPS, Deutschland) und des Applied Physics Laboratory der Johns Hopkins Universität (APL, USA). Sunrise III blickt mit Hilfe eines 1-Meter-Teleskops, dreier wissenschaftlicher Instrumente und eines Systems zur Bildstabilisierung aus der Stratosphäre auf die Sonne. Maßgeblich Mitwirkende an der Mission sind ein spanisches Konsortium, das National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ, Japan), und das Leibniz-Institut für Sonnenphysik (KIS, Deutschland). Das spanische Konsortium wird geleitet vom Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA, Spanien) und besteht zudem aus dem Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA), der Universitat de València (UV), der Universidad Politécnica de Madrid (UPM) und dem Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC). Weitere Partner sind das Wallop’s Flight Facility Balloon Program Office (WFF-BPO) der NASA und die Swedish Space Corporation (SSC). Sunrise III wird unterstützt von der Max-Planck-Förderstiftung, der NASA im Rahmen des Grants #80NSSC18K0934, dem spanischen Grant FEDER/AEI/MCIU (RTI2018-096886-C5) und des „Center of Excellence Severo Ochoa“ Preises für IAA-CISC (SEV-2017-0709) sowie dem ISAS/JAXA Small Mission-of-Opportunity program und JSPS KAKENHI JP18H05234.

Sunrise III Factsheet in Deutsch
pdf

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

• SUNRISE – Sonnenobservatorium am Ballon

Der Beitrag MPS: Sunrise III vor dem Start erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: MPS.

Die Ballonmission Sunrise, die aus einer Flughöhe von mehr als 35 Kilometern ein hochauflösendes Teleskop auf die Sonne richtet, bereitet sich auf ihren nächsten Flug vor. Im Sommer 2021 soll das Observatorium auf seine dritte Forschungsreise aufbrechen. Die Vorbereitungsarbeiten am Hauptspiegel, dem ein Meter großen Herzstück des Teleskops, haben bereits begonnen. Am Calar Alto Observatorium im Süden Spaniens wurde der Spiegel jetzt mit einer neuen Aluminiumschicht bedampft. Wissenschaftler und Ingenieure des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung (MPS) in Göttingen, das die Mission leitet, haben die Arbeiten dort begleitet.

Sunrise ist eine abenteuerliche Mission: Getragen von einem riesigen Heliumballon schaut das unbemannte Observatorium aus einer Flughöhe von mehr als 35 Kilometern auf die Sonne; nach mehrtägigem Flug folgt dann die halsbrecherische Landung am Fallschirm. Zweimal bereits hat der empfindliche Hauptspiegel des Sunrise-Teleskops die tollkühne Forschungsreise mit Sonnenblick unbeschadet überstanden. „Ganz spurlos geht ein solcher Flug an dem Spiegel aber nicht vorbei“, erklärt Sunrise-Projektleiter Dr. Andreas Lagg vom MPS. Die äußere Schicht aus spiegelndem Aluminium leidet und muss deshalb vor jedem weiteren Flug erneuert werden.

Teleskopen, die vom Boden aus ins All schauen, geht es nicht anders: Wind und Wetter setzen auch ihrer dünnen Aluminiumschicht zu. Das Calar Alto Observatorium in der Sierra de los Filabres im Süden Spaniens, welches das Andalusische Institut für Astrophysik (IAA), ein Partner der Sunrise-Mission, betreibt, verfügt deshalb über eine eigene Anlage, um Spiegel mit einer neuen Aluminiumschicht zu versehen. Auch der Sunrise-Spiegel wurde dort nun auf Vordermann gebracht.

„Alles hat wunderbar geklappt“, freut sich MPS-Wissenschaftler Dr. Achim Gandorfer, der zusammen mit weiteren MPS-Kolleginnen und -Kollegen, vor Ort war. „Der Spiegel ist wieder so gut wie neu.“

Bis das gute Stück erneut abheben darf, wird allerdings noch etwas Zeit vergehen. Der dritte Flug von Sunrise ist für Juni 2021 geplant. Bis dahin sind auch die wissenschaftlichen Instrumente, die das Sonnenlicht des Teleskops nutzen und auswerten, startklar. Sunrise III wird mit drei Messinstrumenten ausgestattet sein. Diese messen die Magnetfelder an der Oberfläche der Sonne, untersuchen ihre ultraviolette (UV-)Strahlung sowie ihr sichtbares Licht bis hin zur nahen Infrarotstrahlung. „Durch unsere Messinstrumente erhalten wir Informationen aus verschiedenen Schichten der Sonne“, erklärt Missionsleiter Prof. Dr. Sami K. Solanki, Direktor am MPS. „Mit Sunrise lässt sich die vertikale Schichtstruktur der Sonnenatmosphäre mit bisher unerreichter Genauigkeit bestimmen“, fügt er hinzu. Neben dem Teleskop selbst trägt das MPS den UV-Spektrographen SUSI, die Lichtverteileinheit ISLiD und den 320 Terabyte-Datenspeicher an Bord zur Mission bei.

Ebenso entscheidend für den einzigartigen Blick auf die Sonne ist die Flughöhe des Observatoriums. „Der Beobachtungsstandort in der Stratosphäre ist der jedes irdischen Sonnenteleskops überlegen. Und das ohne die immensen Kosten einer Weltraummission“, erklärt Lagg. In der Stratosphäre angekommen hat Sunrise mehr als 95 Prozent der Atmosphäre unter sich gelassen. Diese wabernde Luftschicht schluckt einen Großteil der ultravioletten Strahlung von der Sonne, die Informationen über die äußeren Schichten des Gasballs enthält. Bodengebundenen Teleskopen steht dieser Teil der Strahlung deshalb nicht zur Verfügung.

Außerdem stören die ständigen Luftbewegungen in der Atmosphäre den Blick von der Erdoberfläche. Ununterbrochene Beobachtungen über mehrere Stunden hinweg sind nahezu unmöglich. „Sunrise hingegen hat das Potential zu verfolgen, wie sich einzelne Strukturen auf der Sonne über einen deutlich längeren Zeitraum hinweg verändern und entwickeln“, so Solanki.

Die Sunrise-Mission wird geleitet vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (MPS) in Göttingen. Das Institut entwickelt zudem das Teleskop des Observatoriums, den UV-Spektrographen SUSI, die Lichtverteilungseinheit und den Bordspeicher. Das National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ), das Andalusischen Institut für Astrophysik (IAA), das Leibniz-Institut für Sonnenphysik (KIS) in Freiburg sowie das Applied Physics Laboratory der Johns Hopkins University in den USA tragen weitere Messinstrumente und entscheidende Hardware-Komponenten zu der Mission bei. Ein weiterer Partner ist die Columbia Scientific Balloon Facility (CSBF) der amerikanische Weltraumagentur NASA. Bereits zweimal, 2009 und 2013, ist Sunrise abgehoben und nach erfolgreichem Flug nach mehreren Tagen wieder gelandet.

Raumcon und Raumfahrer.net haben das Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung 2015 besucht:

• Raumcon-Treffen 2015 in Kassel und Göttingen ( 31. Mai 2015)

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

• SUNRISE – Sonnenobservatorium am Ballon

Der Beitrag Neuer Glanz für Sunrise-Teleskop erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: DLR.

Ab dem 17. Juni 2019 können sich Studierende deutscher Hochschulen mit eigenen Ideen für Experimente auf Höhenforschungsraketen oder Stratosphärenballons beim Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) bewerben. Das deutsch-schwedische REXUS/BEXUS-Programm ermöglicht es den Studierendenteams, Raumfahrtprojekte aus den Bereichen Ingenieurs- oder Naturwissenschaften durchzuführen und dabei alle Phasen vom Entwurf über den Bau bis hin zum finalen Testen der Technik zu durchlaufen. Höhepunkt des Programms ist der Start vom Raumfahrtzentrum Esrange bei Kiruna in Nordschweden.

„Die Experimente stammen beispielsweise aus aus den Gebieten der Atmosphärenforschung, Weltraumstrahlung oder Biologie, aber es sind jedes Jahr immer wieder neue und kreative Experimente aus den verschiedensten Bereichen dabei“, so Dr. Michael Becker, DLR Programmleiter des REXUS/BEXUS-Programms. „So haben wir schon ein Gleitflugzeug mit Messsensorik oder Kleinstorganismen bis an den Rand des Weltraums geschickt, oder Mikrometeoriten während des Ballonflugs in der Stratosphäre eingefangen.“ Die Höhenforschungsballons starten jeweils im Herbst und erreichen bei ihrem mehrstündigen Flug eine Höhe von bis zu 30 Kilometern. Im darauf folgenden Frühjahr fliegen die beiden REXUS-Raketen bis zu 80 Kilometer hoch. Je nach Anforderung können die Experimente für wenige Minuten der Schwerelosigkeit ausgesetzt werden, bevor die Nutzlast mit den Experimenten mit Hilfe eines Fallschirmsystems auf dem Boden landet. Auch der Auswurf von Messinstrumenten oder Forschungsgeräten während des Fluges ist möglich.

Anmeldefrist bis zum 14. Oktober 2019
Bis zum 14. Oktober 2019 können sich Studierende um die Teilnahme am REXUS/BEXUS-Programm bewerben. Die ausgewählten Teams erhalten eine Einladung zur Trainingswoche auf Esrange und werden dort die anderen europäischen Teams, sowie das technische und organisatorische Umfeld für Raketen- und Ballonflüge kennenlernen. Während der Projektphase werden alle Teams von REXUS/BEXUS-Ingenieuren betreut und unterstützt. „Viele Studierende Nutzen die Teilnahme am REXUS/BEXUS Programm für ihre Bachelor-, Master- oder Doktorarbeit“, so Dr. Becker. „Außerdem sind die Teilnahme und die damit erworbenen Erfahrungen oftmals ein Sprungbrett für den späteren Berufsweg.“ Informationen zur Bewerbung sowie die Formulare für Anmeldung und Experimentvorschlag sind auf der REXUS/BEXUS-Webseite des DLR Raumfahrtmanagements und auf der REXUS/BEXUS-Projektwebseite zu finden. Studierende der übrigen ESA-Mitgliedsstaaten erhalten die Information zur Bewerbung direkt bei der Europäischen Weltraumorganisation.

Das REXUS/BEXUS-Programm
Das deutsch-schwedische Programm REXUS/BEXUS (Raketen-/Ballon-Experimente für Universitäts-Studenten) ermöglicht Studierenden, eigene praktische Erfahrungen bei der Vorbereitung und Durchführung von Raumfahrtprojekten zu gewinnen. Jeweils die Hälfte der Raketen- und Ballon-Nutzlasten stehen Studenten deutscher Universitäten und Hochschulen zur Verfügung. Die schwedische Raumfahrtagentur SNSA hat den schwedischen Anteil für Studierende der übrigen Mitgliedsstaaten der Europäischen Weltraumorganisation ESA geöffnet.

Auf deutscher Seite erfolgt die Projektleitung mit der Betreuung der Experimente durch das Zentrum für angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation (The REXUS/BEXUS Programme) in Bremen. Die Flugkampagnen führt EuroLaunch durch, ein Joint Venture der Mobilen Raketenbasis des DLR (MORABA), die für die Bereitstellung der Raketensysteme zuständig ist, und des Esrange Space Centers des schwedischen Raumfahrtunternehmens SSC, das über die Startinfrastruktur verfügt. Die Programmleitung liegt beim DLR Raumfahrtmanagement in Bonn.

Der Beitrag REXUS/BEXUS sucht studentische Mitflieger erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung. Vertont von Peter Rittinger.

Das als internationales Projekt unter der Leitung des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung (MPS) hergestellte und betriebene Sonnenobservatorium Sunrise startete am 8. Juni des vergangenen Jahres zu einem 130-stündigen Flug um den Nordpol der Erde (Raumfahrer.net berichtete). Neben einem Sonnenteleskop und ausgeklügelten Mechanismen zur Bildstabilisierung trug das Observatorium zwei wissenschaftliche Instrumente an Bord, welche das Magnetfeld der Sonne eingehend untersuchen sollten. Bei dem ersten Instrument handelte es sich dabei um den Sunrise Filter Imager (SuFI), welcher unter Leitung des MPS entwickelt und gebaut wurde. Das zweite Instrument, das Imaging Magnetograph eXperiment (IMaX), entstand in einem spanischen Konsortium unter der Leitung des Instituto de Astrofisica de Canarias. Zu den weiteren Kooperationspartnern der Sunrise-Mission zur Untersuchung unseres Zentralgestirns zählen das Kiepenheuer-Institut für Sonnenphysik in Freiburg und das High Altitude Observatory in den USA.
Die Oberfläche unserer Sonne befindet sich in ständiger Bewegung. Aus dem Sonneninneren steigt permanent heißes Plasma auf, welches sich bei diesem Aufstieg abkühlt und anschließend wieder hinab sinkt. In der Photosphäre, der etwa 400 Kilometer dicken obersten Schicht der Sonne, bilden diese Plasmabewegungen Tausende von Kilometern große, netzförmig erscheinende Strukturen, welche von den Wissenschaftlern auch als Granulen bezeichnet werden. Unter den hellen, heißeren Bereichen dieser Strukturen steigt das Plasma auf, an den dunklen, kühleren Rändern sinkt es dagegen wieder ab.

Die Plasmaströme der Sonne sind dabei untrennbar mit deren magnetischen Eigenschaften verknüpft, da sich die Bewegungsenergie der Ströme in magnetische Energie umwandelt. Die auf diese Weise entstehenden Magnetfelder zeigen sich zum Beispiel in den dunklen Sonnenflecken, welche manchmal sogar einen größeren Durchmesser als die Erde aufweisen können.

Doch das Magnetfeld der Sonne verfügt auch über deutlich kleinere Strukturen. Hinweise auf diese Bereiche liefern kleine, helle Punkte zwischen den einzelnen Granulen. Dort drängen die starken Magnetfelder das heiße Plasma nach Außen, so dass den Wissenschaftlern an diesen Stellen ein tieferer Blick in das Innere der Sonne möglich ist. Die Helligkeit dieser auch als „bright points“ bezeichneten Zonen liegt dabei in den höheren Temperaturen begründet, welche in diesen speziellen Bereichen herrschen.

Obwohl diese hellen Punkte durch die Aufnahmen einiger großer Sonnenteleskope sichtbar gemacht werden können, ließen sich ihre physikalischen Eigenschaften wie etwa die dortige Stärke des Magnetfeldes bisher nicht eindeutig bestimmen. Ohne die genaue Kenntnis dieser Werte gestaltet sich die Sonnenforschung jedoch problematisch und unvollständig. „Ohne diese Kenntnisse fehlte eine der wichtigsten Voraussetzungen für ein grundlegendes Verständnis der magnetischen Vorgänge auf der Sonne“, so Prof. Dr. Sami K. Solanki, Direktor des MPS. Es ist, so ein Vergleich, als wolle man einen Ameisenhaufen untersuchen, ohne dabei die einzelnen Ameisen erkennen und beschreiben zu können.

Erst das Sonnenobservatorium Sunrise vereinigte schließlich die entscheidenden Eigenschaften, welche zur Untersuchung dieser Regionen notwendig sind: eine hohe räumliche Auflösung von etwa 100 Kilometern und hochpräzise Instrumente, die unter anderem die Stärke der Magnetfelder der Sonne messen können. Bei seinem Flug im vergangenen Jahr trug ein mit Helium gefüllter Forschungsballon das Observatorium bis auf eine Höhe von 37 Kilometern in die Stratosphäre der irdischen Atmosphäre. In dieser Höhe hatte Sunrise den Großteil der Erdatmosphäre und somit auch die bei der bildlichen Abbildung störenden Luftverwirbelungen unter sich gelassen. Mit einem Spiegeldurchmesser von einem Meter ist Sunrise das größte Sonnenteleskop, das jemals den Erdboden verlassen hat. Anders als erdgebundene Teleskope konnte Sunrise dabei auch die ultraviolette Strahlung der Sonne untersuchen, die in der Erdatmosphäre absorbiert und somit aus dem auf der Erdoberfläche erkennbaren Sonnenlicht herausgefiltert wird.

Im Laufe der letzten Monate werteten Wissenschaftler des MPS, des Kiepenheuer-Instituts für Sonnenphysik sowie weiterer Partnereinrichtungen die Messungen aus, die ihnen im vergangenen Sommer gelungen waren. „Die Instrumente von Sunrise konnten Strukturen von nur hundert Kilometern Größe auflösen“, so Prof. Dr. Solanki. Dies ist vergleichbar mit der detaillierten Untersuchung einer Ein-Euro-Münze aus 30 Kilometern Entfernung. Durch diese hohe Auflösung war es dabei auch erstmals in der Geschichte der Sonnenforschung möglich, die hellen Punkte in der Photosphäre näher zu charakterisieren. Mit bis zu 1,8 Kilogauss, so die Resultate, ist das Magnetfeld der Sonne in diesen Bereichen bis zu 3000-mal so stark wie das Magnetfeld der Erde. Die Temperatur liegt dort um etwa 1.000 Grad Celsius höher als in der unmittelbaren nichtmagnetischen Umgebung. „Theoretische Berechnungen legen nahe, dass diese heißen, magnetischen Strukturen einzelnen magnetischen Flussröhren entsprechen“, so Dr. Andreas Lagg vom MPS. Diese Flussröhren stellen die Basiseinheiten des Sonnenmagnetfeldes dar.

Zudem konnten die Wissenschaftler erstmals auch die Helligkeit der hellen Punkte im Bereich der ultravioletten Strahlung (UV-Strahlung) bestimmen. Diese ist etwa fünf Mal stärker als in der unmittelbaren Umgebung. „Nur so ist es möglich, den Beitrag der hellen Flecken zu den Helligkeitsschwankungen der Sonne abzuschätzen“, so Tino Riethmüller vom MPS, welcher damit auch die praktische Bedeutung dieser Messungen darlegt. Da die Atmosphäre unseres Heimatplaneten die UV-Strahlung der Sonne fast vollständig absorbiert, spielt dieser Teil des von der Sonne ausgestrahlten Lichts eine wichtige Rolle bei der Erwärmung der oberen Luftschichten der Erdatmosphäre. Das Wissen über die solare UV-Strahlung ist aus diesem Grund eine entscheidende Grundlage für die Erforschung des Klimas auf unserem Heimatplaneten und dessen zukünftige Entwicklung. Nur mit den entsprechenden Daten ist es möglich, den Anteil der globalen Erwärmung, der von der Menschheit direkt verursacht wird, vom „natürlichen“ Einfluss der Sonne zu trennen. Die Helligkeitsschwankungen der Photosphäre, die Sunrise wie keine Mission zuvor sichtbar machte, spiegeln zudem detailliert die Temperaturverläufe an der Sonnenoberfläche wieder.

Die vorläufigen Ergebnisse der Sunrise-Forschungen wurden jetzt in der Fachzeitschrift „Astrophysical Journal“ im Rahmen von insgesamt 12 Artikeln publiziert (The Astrophysical Journal Letters, 723, L127 – L189).

Raumcon-Forum:

• Sunrise – Sonnenobservation am Ballon

Der Beitrag SUNRISE enthüllt magnetische Grundbausteine der Sonne erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: ACRA, Universe today. Vertont von Peter Rittinger.

Der Ballon trug das zweistufige Vehikel bis in eine Höhe von etwa 14 Kilometern. Hier zündete das mit Wasserstoffperoxid arbeitende Triebwerk der ersten Stufe und trug zweite Stufe und Nutzlast nach oben. Die zweite Stufe beschleunigte weiter und trug die Nutzlast bis auf etwa 40 Kilometer.

Hier wurden Fotos gemacht und gemeinsam mit einer Menge von Telemetriedaten zur Erde übertragen. Der Fallschirm, der die Nutzlast abbremsen sollte, versagte zwar offenbar, trotzdem wird das Unternehmen als großer Erfolg gesehen. Wasserung und Bergung der Nutzlast seien ja nicht Bestandteil des Wettbewerbs.

ARCA hat in den vergangenen Jahren bereits mit spektakulären Tests auf sich aufmerksam gemacht. Ziel des Unternehmens ist letztlich aber, einen kleinen Mondlander auf den Weg zu bringen. Dazu muss eine größere Version der jetzt eingesetzten Rakete aus einer Höhe von etwa 18 Kilometern eine Oberstufe und den European Lunar Explorer (ELE) in einen erdnahen Orbit bringen. Die Oberstufe bringt die Nutzlast dann auf eine Flugbahn zum Mond. Hier muss der Lander mit Hilfe eigener Triebwerke abbremsen und weich landen.

Der Start des Ballons fand vom Schwarzen Meer aus statt. Hier sollte die Nutzlast nach absolviertem Flug auch wieder eintauchen. Der Aufstieg des Ballons dauerte etwa 40 Minuten, die Zündung der beiden Raketenstufen zusammen etwa 30 Sekunden. Die Abweichung der Flugbahn von der Ideallinie betrug maximal 800 Meter.

ARCA arbeitet insgesamt an vier Projekten: zunächst an Demonstrationsraketen, des Weiteren an Stabilo, einem bemannten suborbitalen System, Helen, einer unbemannten suborbitalen Einheit und Haas, der dreistufigen Rakete, die Nutzlasten in einen Erdorbit und darüber hinaus bringen kann. Alle Starts erfolgen von der Luft aus, wodurch teure Bodenanlagen überflüssig werden. Allerdings sind die maximalen Nutzlasten eher gering.

Raumcon:

• ARCA

Der Beitrag ARCA startet ersten Helen-Demonstrator erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: MPS, NASA.

Der Landeort befindet sich auf der Somersetinsel und wird mit 73° 49′ N sowie 93° 20′ W angegeben. Die Landung erfolgte in teilweise bergigem Gelände mittels Fallschirm und Stoßdämpfern aus Wellpappe.

Während der letzten Tage haben die Instrumente in Sunrise Daten von der Sonne gesammelt und auf insgesamt 48 Festplatten mit je 100 GByte Kapazität abgelegt. Nach Bergung des Teleskops sollen diese Daten ausgewertet werden. Über die Kommunikationsanlage wurden hingegen nur Steuerungssignale, Telemetrie- und GPS-Daten übertragen. Der Ballon wurde am Boden mit 2.500 Kubikmetern Helium gefüllt, die sich unter dem geringen Luftdruck in bis zu 37 Kilometern Höhe auf fast eine Millionen Kubikmeter ausgebreitet haben.

Sunrise verfügte bei diesem ersten operativen Einsatz über zwei Detektoren. Der SUNRISE Filter Imager (SUFI) besitzt einen UV-empfindlichen Chip mit 4 Megapixeln für Wellenlängen im Bereich von (etwa) 225 bis 388 Nanometern und einem Sichtfeld von 17 x 35 Bogensekunden. Mit an Bord befand sich auch das Imaging Magnetograph Experiment (IMaX), mit dem Aufnahmen in für Magnetfelder charakteristischen Spektralbereichen gemacht und deren Intensitäten zweidimensional dargestellt werden können.

In einer in den USA gebauten Gitterstruktur ist das Teleskop verankert. Dieses verfügt über einen 1 m großen Hauptspiegel sowie über einen kleineren, beweglichen Sekundärspiegel. Zur Energieversorgung verfügt die Ballonsonde über Solarzellenpaneele.

Für 2011 ist ein zweiter Einsatz von Sunrise geplant, dann aber in der Südpolregion.

Das Video zeigt die Ausrichtung des Teleskops während eines Testfluges im Jahre 2007.

Raumcon:

• SUNRISE-Thread

Der Beitrag Sunrise gelandet erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: DLR.

Gestern früh startete das Sunrise-Teleskop mittels Heliumballon zu seiner ersten Mission. Der Ballon trägt es bis auf eine Höhe von etwa 30 Kilometern. Hier treibt es mit relativ konstanten Winden im Nordpolargebiet und soll am Freitag in Kanada landen. Dazu wird es vom Ballon gelöst und geht an einem Fallschirm nieder. Der Aufprall wird durch eine Konstruktion aus umweltfreundlicher Wellpappe gedämpft.

Während das Teleskop vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung in Katlenburg-Lindau entwickelt und gebaut wurde, stammt der Ballon aus den USA. Er enthielt am Startort in der Nähe des nordschwedischen Kiruna 2.500 Kubikmeter Helium, das sich in der dünnen Höhenluft auf fast eine Million Kubikmeter und einen Durchmesser bis zu 130 Meter aufbläht. Damit trägt er das etwa 2 Tonnen schwere Teleskop von Schweden aus um den Nordpol herum bis nach Kanada, wo nach 5 Tagen die Landung erfolgen soll.

Mit dem einen Meter durchmessenden Hauptspiegel des Sonnenteleskops wollen die Wissenschaftler Strukturen auf der Sonne ab einer Größe von etwa 35 Kilometern beobachten. Die Sonne hat einen Durchmesser von etwa 1,4 Millionen Kilometern. Ziel ist es, erstmals die Bewegung und magnetische Orientierung feiner Strukturen im heißen Plasma der Sonnenatmosphäre zu messen. In der Nordpolregion geht die Sonne derzeit nicht unter. Außerdem sorgt die große Höhe dafür, dass keine Umweltverschmutzungen den Blick auf die Sonne trüben und auch ultraviolette Strahlung bis hinunter zu etwa 200 Nanometern Wellenlänge detektiert werden kann. Das Teleskop ist die erste Ballonsonde, die sich selbstständig stabilisieren und ein konkretes Ziel mit hoher Präzision anvisieren kann. Sunrise ist leistungsfähiger als jedes Teleskop auf der Erde und jedes, das bisher im Weltraum für Sonnenforschung eingesetzt wurde und dient außerdem der Vorbereitung der ESA-Sonde Solar Orbiter, die 2017 ins All gebracht werden soll.
Das mehrfach einsetzbare Sonnenteleskop kostet etwa 30 Millionen Euro. An dessen Missionen sind neben dem MPI für Sonnensystemforschung auch das Kiepenheuer-Institut für Sonnenphysik in Freiburg, das High Altitude Observatory in Boulder (USA), die Lockheed-Martin-Laboratories in Palo Alto (USA) und spanische Forscher vom Instituto Astrofisica de Canarias beteiligt. Wenn alles glatt läuft, könnte Sunrise im Jahr 2011 im Südpolargebiet zu einem zweiten Einsatz kommen.

Raumcon:

• SUNRISE – Sonnenobservatorium am Ballon

Der Beitrag Sunrise beobachtet die Sonne erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Günther Glatzel und Daniel Schiller. Quelle: NASA/ESA.

Die Saturn-Mission läuft unter der Projektbezeichnung Titan Saturn System Mission und besteht aus einem Orbiter, einer Ballonsonde und einem Lander. Die beiden letztgenannten Komponenten sollen den Saturnmond Titan untersuchen, während der Orbiter zunächst den Saturn und seine Monde, dabei speziell Enceladus und Titan aufs Korn nimmt und später in einen Titanorbit einschwenkt, um weitere Forschungen vorzunehmen.

Die Studie, die am 16. Januar von Vertretern der NASA und der ESA unterzeichnet wurde, ist bereits recht detailliert ausgearbeitet. So liefert die NASA den größten Teil der Orbiterkomponenten und die Energieversorgung für die Ballonsonde. Die ESA baut die Ballonsonde und den Lander und steuert einige Geräte für den Orbiter bei. Der Start könnte im Zeitraum 2018 bis 2022 erfolgen, die angepeilte Idealmarke liegt im Jahre 2020. Bis dahin gibt es aber noch viel zu tun.

Das Gesamtsystem (6.203 kg) soll mit einer Atlas-V-Trägerrakete gestartet und mittels Gravitation innerer Planeten weiter beschleunigt werden. Der Jupiter steht leider nicht mehr als beschleunigende Gravitationsquelle zur Verfügung, da er mittlerweile ungünstig für eine Flugbahn zum Saturn positioniert ist. Stattdessen wird TSSM mit einem solarelektrischen Antriebssystem ausgerüstet. Diese SEP genannte Antriebsstufe verfügt über einen Ionenantrieb und entfaltbare Solarzellenmodule, die aus der Orion-Entwicklung entlehnt werden. Sie liefern etwa 7,5 kW elektrische Leistung und versetzen den elektrischen Antrieb in die Lage, aus 451 kg Xenon insgesamt 2,7 km/s Geschwindigkeitsanstieg zu gewinnen. Nach 5 Jahren Flugzeit wird das Antriebsmodul abgekoppelt, da es in größerer Entfernung zur Sonne nicht mehr genug Energie aus Sonnenlicht gewinnen könnte. Danach wurde auch der Treibstoffvorrat berechnet.

Am Saturn angekommen wird mit chemischen Triebwerken (2,5 t Treibstoff für 2,4 km/s Geschwindigkeitsabbau) und aerodynamischer Abbremsung durch die Gashülle verlangsamt. TSSM gelangt dadurch zunächst in einen Saturnorbit und gewinnt bei verschiedenen Vorbeiflügen Daten einiger Saturnmonde. Der Planet selbst wird natürlich auch eingehend untersucht. Dafür stehen eine Kombination aus Infrarot-Kamera und -Spektrometer, ein Bodenuntersuchungs- und Abstandsmessungsradar, ein Massenspektrometer für Gasuntersuchungen, ein Mikrowellen-Spektrometer für Wind- und Temperaturmessungen, ein Infrarot-Spektrometer für Gasanalysen, ein Magnetometer, ein Partikel-Spektrometer, ein Plasma-Spektrometer und ein leistungsfähiges Funksystem zur Verfügung. Speziell mit den Spektrometern lassen sich auch Temperaturprofile, Aerosolverteilung sowie die Häufigkeiten bzw. Konzentrationen bestimmter organischer und anorganischer Gase in der Atmosphäre mit hoher Genauigkeit erfassen. Das Radar kann im „Bodenmodus“ auch reflektierende Schichten unter der Oberfläche von Himmelskörpern detektieren.

Bereits während der Saturn-Tour sollen bei sehr nahen Vorbeiflügen an Enceladus und Titan die Gase der oberen Atmosphären analysiert werden können. Insbesondere Enceladus gibt hier ja enorme Rätsel auf. Bei der ersten Titanpassage soll außerdem die Ballonsonde und bei der zweiten der Lander abgeworfen werden. Sie werden durch die Atmosphäre des Saturnmondes aerodynamisch gebremst. Vor der dabei entstehenden Hitze sind sie durch entsprechende Schilde geschützt.

Die Ballonsonde soll 6 Monate lang in etwa 10 Kilometern Höhe äquatornah in der Titanatmosphäre treiben und chemische sowie physikalische Parameter sammeln und übermitteln. Zur Energieversorgung verfügt sie über einen thermischen Radioisotopengenerator, der eine Leistung von etwa 1,7 kW liefert. Die wissenschaftliche Ausrüstung umfasst Mikrowellenspektrometer, Kamerasystem, eine meteorologische Station, ein Massenspektrometer zur Gasanalyse sowie Magnetometer und ein Gerät zur Erfassung elektrischer Umweltphänomene (wie Blitze). Der Ballon soll einen Durchmesser von 10,50 m haben.

Der Lander soll in einem Feuchtgebiet auf der Nordhalbkugel niedergehen. Er verfügt lediglich über eine Batterie zur Energieversorgung und damit nur über eine eng begrenzte Funktionsdauer von etwa 9 Stunden. Zur wissenschaftlichen Ausrüstung sollen ein chemisches Analyselabor, ein Akkustiksensor, ein Magnetometer, eine Kamera mit eigenem Scheinwerfer sowie Geräte zur Atmosphären- und Wetterforschung und zur Bestimmung physikalischer Oberflächeneigenschaften gehören.

Das Gesamtsystem ist ein beeindruckendes Vorhaben. Die Hauptziele, die in der Studie angegeben werden, sind die Erforschung des Titan-Systems in seiner Gänze, um Gemeinsamkeiten und Unterschiede zu unserem Heimatplaneten darstellen zu können, die Untersuchung organischer Komponenten auf dem Titan mit der Möglichkeit, präbiotische Substanzen zu finden sowie die detaillierte Erfassung der Magnetosphären des Gasplaneten Saturn und seines rätselhaften Trabanten Enceladus.

Nach neunjährigem Flug würden die ersten beiden Jahre der Naherkundung des Titans durch Ballonsonde und Lander sowie der Fernerkundung des Saturns und seiner Monde durch den Orbiter gehören. Danach würde der Orbiter weiter abgebremst und in einen Titanorbit gebracht werden. Von hier aus wären weitere, umfassende Untersuchungen möglich, die das Gesamtsystem Titan erfassen.

Das ambitionierte Vorhaben ist allerdings bisher nur eine Studie. Zumindest die beiden Raumfahrtadministrationen NASA und ESA haben sich bereits geeinigt. Die Finanzierung soll aus den auf beiden Seiten bestehenden Programmen vorgenommen werden. Analog zur Titan Saturn System Mission (TSSM) gibt es auch ein Konzept für eine Europa Jupiter System Mission (EJSM), die in Zusammenarbeit mit der ESA zwei Raumsonden zum größten Planeten unseres Sonnensystems auf den Weg bringen könnte.

Raumcon:

• TSSM – Titan Saturn System Mission
• EJSM – Europa Jupiter System Mission

Der Beitrag Studie für zukünftige Titan-Saturn-System-Mission erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Daniel Schiller. Quelle: NASA.

ARCADE steht für Absolute Radiometer for Cosmology, Astrophysics, and Diffuse Emission und wurde bereits im Juli 2006 mit einem Stratosphärenballon in die obersten Schichten unserer Atmosphäre geschickt.

Sein Ziel war, in 36 Kilometern Höhe nach den Wärmesignaturen der ersten Sterne des Universums zu fahnden. Stattdessen hat man in den Daten ein Radiorauschen entdeckt, welches sechsmal stärker ist als erwartet. Die eigentlich gesuchten Signale konnten in dem starken Rauschen nicht nachgewiesen werden.

Die Quelle des Rauschens ist noch vollkommen unklar. Frühe Sterne und unsere Milchstraße selbst konnten aber als Quellen ausgeschlossen werden. Die bekannten Radioquellen reichen nicht aus, um das neu entdeckte, starke und weiträumige Rauschen zu erklären.

Das Rauschen macht das Auffinden von Signalen der allerersten Sterne deutlich schwieriger als erwartet, könnte aber dazu dienen, die Entwicklung von Radioquellen besser zu verstehen.

Das ARCADE-Instrument selbst wurde für die Messungen durch flüssiges Helium auf 2,7 Grad Kelvin, die Temperatur der kosmischen Mikrowellenhintergrundstrahlung, tiefgekühlt, so dass seine eigene Wärme die Messungen nicht verfälschen konnte. Bei den Messungen wurden sieben Prozent des Himmels vermessen.

Der Beitrag Starkes Radiorauschen im Kosmos entdeckt erschien zuerst auf Raumfahrer.net.