Quelle: NASA.

Entsprechend der Mission des Satelliten bedeutet TRACE Transition Region And Coronal Explorer. Die wissenschaftliche Nutzlast des Raumfahrzeugs mit einem 30-cm-Teleskop wurde vom Sonnen- und Astrophysiklabor von Lockheed Martin gebaut, den Satellitenbus des Trabanten mit einer Gesamtmasse von 211 Kilogramm bildete eine Konstruktion aus der Reihe der Small Explorer des Goddard-Raumflugzentrums der NASA. Daher trägt TRACE auch die Alternativbezeichnungen SMEX 4 oder Explorer 73.

Am 1. April 1998 gelangte TRACE, gestartet auf einer geflügelten Rakete vom Typ Pegasus XL, in den Weltraum, um dort die Korona der Sonne und die Übergangszone unterhalb der Korona zu untersuchen. Ausgesetzt wurde der Satellit auf einer sonnensynchronen Bahn zwischen 518 und 563 Kilometern Höhe über der Erde, die anschließend auf rund 600 x 650 Kilometer angehoben wurde.

Schnell stellte sich der Wert des Satelliten heraus: Zum ersten Mal konnte der gesamte Zyklus der Sonnenaktivität beobachtet und dynamische Phänomene in der Sonnenkorona im Bild festgehalten werden. Die Bilder von TRACE weisen einen fünffachen Vergrößerungsfaktor gegenüber denen des UV-Teleskops an Bord des Sonnenforschungssatelliten SOHO auf. Viele Details der Feinstruktur der Sonnenkorona konnten mittels TRACE überhaupt zum ersten Mal beobachtet werden.

Schon kurz nach Beginn der Mission gelang es, feinste magnetische Strukturen im Bereich der Aufheizung von Koronalbögen in aktiven Zonen der Sonne nachzuweisen. 2001 lieferte TRACE erstaunliche Bilder von der Aktivität in der Korona, die unter anderem im IMAX-Film SolarMax zu sehen sind.

Das Auflösungsvermögen des im Bereich des Ultravioletten empfindlichen Teleskops von TRACE wird übertroffen, seit sich der neueste Sonnenforschungssatellit der NASA, SDO, im All befindet. Zusätzlich ist das Blickfeld von SDO erheblich größer als das von TRACE. Von SDO aus ist die vollständige Sonnenscheibe beobachtbar, nicht nur wie bei TRACE ein kleiner Ausschnitt vor ihr (> 8,5 x 8,5 Bogenminuten). TRACE erfüllte seine abschließenden Beobachtungsaufgaben am 22. Juni 2010. Das letzte Bild der Mission wurde um 1:56 Uhr MESZ erfasst.

TRACE alias SMEX 4 und Explorer 73 ist katalogisiert mit der NORAD-Nr. 25.280 bzw. als COSPAR-Objekt 1998-020A.

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Ein Beitrag von Claudia Michalecz. Quelle: NASA.

Die Gefahr von Sonnenstrahlung, kombiniert mit starken Sonneneruptionen, für ungeschützte Astronauten und die Raumschiffbesatzungen, sowie für Satelliten, macht solche Vorraussagen sehr wichtig.

„Wir haben eine viel bessere Einsicht in die stärksten und gefährlichsten Sonneneruptionen, und wie Voraussagen zu entwickeln sind, welche ein „all clear“ (ruhiges Wetter) für bedeutungsvolles Weltraumwetter über längere Zeiträume vorherzusagen.“, sagte Dr. Karel Schrijver vom Lockheed Martin Advanced Technology Center (ATC).

Sonneneruptionen sind starke Explosionen in der Atmosphäre der Sonne, verursacht durch plötzliche Ausstöße von magnetischer Energie. Plötzlich kann das magnetische Feld in der Sonnenatmosphäre zu einer neuen Gestalt übergehen. Energie von bis zu einer 10 Milliarden Megatonnen Nuklearbombe kann dabei ausgestoßen werden.

Das Wetter im Weltraum vorherzusagen stellt ein Problem dar. Sonnenforscher konzentrieren sich prinzipiell auf die Komplexität der sonneneigenen magnetischen Feldmuster um Sonnenstürme vorherzusagen. Das ist jedoch nicht immer verlässlich. Damit Sonnenstürme auftreten braucht es mehrere Voraussetzungen. Es war lange bekannt, dass große elektrische Strömungen vorhanden sein müssen um Eruptionen anzutreiben.

Der Einblick in die Gründe der größten Sonneneruptionen kam in zwei Stufen. „Zuerst entdeckten wir charakteristische Muster von magnetischen Feldentwicklungen im Zusammenhang mit starken elektrischen Strömungen in der Sonnenatmosphäre“, meint Dr. Marc DeRosa vom ATC. „Es sind diese starke Strömungen, welche Sonneneruptionen vorangehen.“

Nachträglich entdeckten die Forscher, dass die Regionen, welche am ehesten auflodern, neue magnetische Felder in sich zusammenfügen, was deutlich außerhalb des Normalen des existierenden Feldes liegt. Dieses hervorstechende Feld vom Sonneninneren scheint mehr Strömungen hervorzubringen, als es selbst und das existierenden Feld aufeinander wirken.

Das Team entdeckte ebenso, dass Eruptionen nicht notwendigerweise auf das Erscheinen eines neuen magnetischen Feldes folgen müssen. Scheinbar müssen sich die elektrischen Ströme erst über mehrere Stunden aufbauen, bevor das Feuerwerk startet. Exakt voraussagbar, wenn eine Eruption passiert, ist als würde man eine Lawine beobachten. Letztere passieren nur nachdem sich genug Schnee angesammelt hat. Wenn einmal die Schwelle erreicht wurde, kann die Lawine zu jeder Zeit losgehen, durch Prozesse, welche bis jetzt noch nicht komplett verstanden wurden.

„Wir fanden, dass Ströme-betreibende Regionen zwei- bis dreimal so oft auflodern wie Regionen ohne große Ströme“, erklärt Schrijver. „Auch das durchschnittliche Eruptionsausmaß ist dreimal so groß bei der Gruppe der aktiven Regionen mit großen Stromsystemen, wie bei der anderen Gruppe.“

Die Entdeckung wurde durch Vergleiche von Daten über magnetische Felder der Sonnenoberfläche mit den schärfsten ultravioletten Bilder von der Sonnenschicht Corona möglich. Dabei wurden Ergebnisse zwei verschiedener Missionen kombiniert. Die Karten zum Magnetismus stammen von einem Instrument vom Observatorium SOHO, die Bilder von der Corona sind vom Transition Region and Coronal Explorer Spacecraft (TRACE).

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