Solar Orbiter:
Wissenschaftliche Instrumente sind bereit

Die Inbetriebnahme der Instrumente an Bord der ESA-Sonde Solar Orbiter nähert sich dem Ende. Alle Instrumente mit MPS-Beteiligung zeigen sich bisher in Topform.

25. Mai 2020

Seit Anfang Februar ist die ESA-Raumsonde Solar Orbiter auf dem Weg zu ihrer anvisierten Umlaufbahn um die Sonne. Von dort wird sie mit ihren zehn wissenschaftlichen Instrumenten einen einzigartigen Blick auf unser Zentralgestirn genießen. Diese erste Missionsphase ist jedoch mehr als bloße Anreise, sondern besonders für die beteiligten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, Ingenieurinnen und Ingenieure bereits der erste Teil des Abenteuers. In den vergangenen Wochen und Monaten haben sie alle Instrumente an Bord nach und nach in Betrieb genommen. Die Bilanz des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung (MPS), das an vier Instrumenten beteiligt ist, fällt bisher durchweg positiv aus: Alle Systeme funktionieren wie geplant.

Solar Orbiter trägt insgesamt zehn wissenschaftliche Instrumente an Bord. Zu vier Instrumenten trägt das MPS bei.

Die jüngsten guten Nachrichten kamen vom EUI-Team. Der Extreme-Ultraviolett Imager hat die Hardware-Tests erfolgreich abgeschlossen. „Das Instrument besteht aus drei Teleskopen, die eins nach dem anderen in Betrieb genommen werden mussten. Das war sehr spannend“, berichtet MPS-Wissenschaftler Dr. Udo Schühle, der zum Leitungsteam von EUI gehört, von den Arbeiten der vergangenen Wochen. EUI liefert Aufnahmen der heißen Sonnenatmosphäre, der so genannten Korona, im Sekundentakt. Es kann so schnell veränderliche Prozesse in dieser Region sichtbar machen.

Ebenfalls auf die Korona blicken zwei weitere Instrumente mit MPS-Beteiligung. Der Spektrograph SPICE (Spectral Imaging of the Coronal Environment) spaltet die ultraviolette Strahlung aus dieser Region in ihre verschiedenen Wellenlängen auf. Der Koronograph Metis liefert Informationen aus der Übergangsregion zwischen Korona und innerster Heliosphäre. Beide Instrumente konnten bereits Ende April beweisen, dass sie einwandfrei funktionieren.

Dabei zeigten die Tests unter anderem, dass die besondere Strategie aufgeht, mit der sich SPICE während des Betriebs vor Überhitzung schützt. Anders als andere Instrumente lässt SPICE die gesamte Sonnenstrahlung ins Instrument eintreten. Ein speziell am MPS entwickelter Spiegel erlaubt einem Großteil der Strahlung, den Spektrographen zu durchqueren ohne ihn aufzuheizen. Nur ein kleiner Teil wird im Instrument weiterverarbeitet. „Dass der Spiegel wie geplant funktioniert, ist ein großer Erfolg“, freut sich Schühle, der auch zum SPICE-Team gehört. „Schließlich ist er der gesamten Sonnenstrahlung ausgesetzt und so besonders anfällig für Beschädigungen durch ultraviolette Strahlung“, fügt er hinzu.

Auch der Koronograph Metis zeigt sich in den Tests von seiner besten Seite. Vor Kurzem konnte das Team die genaue Position der Blende, welche die Sonnenscheibe verdeckt und so die weniger hell strahlende Korona sichtbar macht, optimieren. „Dies ist ein sehr kritischer Schritt“, so Dr. Luca Teriaca vom MPS, der zum Leitungsteam von Metis gehört. Erste, vorläufige Bilder sehen sehr vielversprechend aus. 

Ein wenig Geduld müssen noch die Wissenschaftler aus dem Team um das Doppelteleskop PHI (Polarimetric and Helioseismic Imager) haben. Das Instrument wurde unter Leitung des MPS entwickelt und gebaut; auch die derzeitigen Tests werden am MPS koordiniert. „Die Hardware konnten wir bereits überprüfen und sind rundum zufrieden“, so MPS-Wissenschaftler Dr. Johann Hirzberger, Operations Scientist von PHI. Um für die kommenden Aufgaben optimal gewappnet zu sein, will das Team in den nächsten Tagen noch an der wissenschaftlichen Vorauswertung der Messdaten im Instrument feilen.

Bevor für Solar Orbiter die sogenannte Cruise-Phase mit ersten kurzen Messkampagnen für die MPS-Instrumente beginnt, stehen in den nächsten Wochen noch letzte Tests an. Diese sollen zeigen, dass die Instrumente harmonieren, wenn sie gleichzeitig Messungen durchführen. Der zehnfache Blick auf die Sonne und ihre Umgebung ist schließlich die besondere Stärke von Solar Orbiter.

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