Experimente
"Außenposten" im All
Internationale Raumstation ISS
theme

SolACES - Unsere Sonne im Visier

Autoplay
Info an
Info aus
Informationen
Schließen
Vollbild
Normal
zurück
vor
{{index}}/{{count}}
Tipp:
<Escape>, um fullscreen zu beenden.
  • Blick von der Raumfähre Atlantis auf das Columbus%2dLabor

    SolACES ist an der Außenhülle des europäischen Columbus-Moduls angebracht

    Das Instrument SolACES ist an der Außenhülle des europäischen Columbus-Moduls der Internationalen Raumstation ISS angebracht.

  • Zyklus der Sonnenaktivität

    Zyklus der Sonnenaktivität

Hintergrund und wissenschaftliche Ziele:

Die Sonnenenergie ist nicht immer konstant und hat daher einen schwankenden Einfluss auf das System Erde. Das Experiment SOLAR Auto-Calibrating EUV/UV Spectrophotometers (SolACES) nimmt von der ISS aus die Sonne ins Visier, um mehr über deren Einfluss herauszufinden. Die Sonnenaktivität unterliegt unter anderem einem circa elfjährigen Zyklus. In diesem Zeitraum durchläuft die Anzahl der Sonnenflecken ein Minimum gefolgt von einem Maximum. Auch wenn diese Zyklen bereits ausgiebig studiert wurden, sind dennoch zahlreiche Fragen weiterhin offen. Dazu zählt unter anderem der Einfluss der Sonnenaktivität auf die Thermo- und Ionosphäre der Erde. Letzterer entsteht durch die Absorption des kurzwelligen Sonnenlichts, der extrem ultravioletten (EUV-) Strahlung, in der Thermosphäre. Hierbei bilden sich Elektronen-Ionen-Paare. Die Rekombination dieser elektrischen Ladungen führt über Zwischenprozesse zur Erwärmung der Thermosphäre weit über 1.000 Kelvin - rund 730 Grad Celsius. Das macht die solare EUV-Strahlung zum wichtigsten Energieträger des Systems Thermo-/Ionosphäre. Doch diese Energiequelle unterliegt starken zeitlichen Schwankungen - wie zum Beispiel auch die Sonnenwinde. Gemeinsam bestimmen beide Energieträger das sogenannte Weltraumwetter und haben somit großen Einfluss auf die direkte interplanetare Umgebung unseres Planeten. Es ist daher sehr wichtig, den Einfluss der Sonne zu einem bestimmten Zeitpunkt zu kennen, um diese Störungen korrigieren zu können. An diesem Punkt setzt SolACES an.

Experimentbeschreibung:

Von der ISS aus misst das Experiment die Strahlung der Sonne im Bereich der ultravioletten (UV-) und der EUV-Strahlung in einem Wellenlängenbereich von 16 bis 220 Nanometern. Messungen früherer Satelliten wiesen durch eine fehlende Autokalibration eine Unsicherheit der absoluten Strahlungsflüsse von bis zu 400 Prozent auf. Die Ungenauigkeiten von SolACES liegen dagegen bei deutlich weniger als zehn Prozent. Die für die hohe Genauigkeit notwendige Autokalibration ermöglicht es, die über die Zeit sinkende Qualität des Spektrophotometers und seiner Komponenten zu berücksichtigen. Als Bestandteil des wissenschaftlichen Instrumentenpakets SOLAR ist SolACES im sogenannten Coarse Pointing Device (CPD) auf der externen Columbus-Plattform (External Payload Facility, EPF) untergebracht, das eine Ausrichtung und Nachführung auf die Sonne ermöglicht. SolACES besteht aus zwei Doppel-Spektrophotometern mit insgesamt vier Beugungsgittern und Elektronenvervielfachern als Detektoren sowie zwei Ionisationskammern mit Photodioden, um die einfallende EUV/UV-Strahlung nachzuweisen und eine In-Flight-Kalibration durchführen zu können. Pro Orbit lassen sich ein oder zwei EUV/UV-Spektrenaufnehmen. Infolge der ISS-Flugbahn entstehen ungefähr 14-tägige Beobachtungsphasen und ebenso lange Beobachtungspausen.

Status:

Seit Oktober 2008 befindet sich SolACES im regulären Messbetrieb. Die vorgesehene Betriebsdauer von 18 Monaten ist inzwischen bis Ende 2013 verlängert worden. Über eine weitere Verlängerung bis Februar 2017, die es erlauben würde, den vollständigen Anstieg der Sonnenaktivität vom solaren Minimum 2009 bis zum erwarteten Maximum zu verfolgen, wird bereits diskutiert. Die Verunreinigung der EUV-Optik während verschiedenen Triebwerksaktivitäten an der ISS verschlechtert die Messsignale. Sie lässt sich durch Ausheizen des Instruments während der kalten Beobachtungspausen (jeweils rund 14 Tage) weitgehend wieder rückgängig machen. So ist der weitere Routinebetrieb von SolACES sichergestellt.

Ergebnisse:

Seit Oktober 2008 liefert SolACES kontinuierlich absolut kalibrierte Spektren der integrierten solaren EUV/UV-Strahlung im Wellenlängenbereich zwischen etwa 16 und 150 Nanometern und stellt damit der Forschung einen in seiner radiometrischen Genauigkeit bisher unübertroffenen Datensatz zur Verfügung. An dem Ausfüllen der bestehenden Beobachtungspausen arbeitet die SolACES-Gruppe gemeinsam mit der Universität Boulder (USA) zusammen. Während des ungewöhnlich langen solaren Minimums in den Jahren 2008 und 2009, mit den niedrigsten Werten im September und Oktober 2009, ergab sich die Gelegenheit, diese Phase der Sonnenaktivität genau zu untersuchen.

Perspektiven für Forschung und Anwendung:

Die von den solaren EUV-Photonen transportierte Energie wird in der oberen Atmosphäre vollständig absorbiert, heizt sie auf und bildet zugleich die Ionosphäre. Die absorbierte Energie beeinflusst damit die Flugbahnen der Satelliten und der Internationalen Raumstation, die Elektronendichten in der oberen Atmosphäre und damit die Ausbreitung der elektromagnetischen Wellen von Navigationssystemen wie der GPS- und Galileo-Signale. Rückwirkungen auf das Weltraumwetter und der mögliche Zusammenhang zwischen niedriger Sonnenaktivität und einer klimatischen Abkühlung der Atmosphäre sollen genauer untersucht werden.

Start: 7. Februar 2008 / Space Shuttle Atlantis (STS-122)
ISS-Zeitraum seit 2008
Unterbringung außem am Columbus-Modul
Experimentator Dr. Raimund Brunner; Dr. Gerhard Schmidtke
Einrichtung Fraunhofer Institut für Physikalische Messtechnik (IPM), Freiburg
Bereich Sonnenphysik, Physik der Iono- und Thermosphäre
Partner ESA, IPM

 

Zuletzt geändert am:
03.07.2014 13:49:05 Uhr