SUMER schließt die Augen

Der Spektrograph an Bord des Sonnenobservatoriums SoHO stellt nach 21 Jahren den Betrieb ein.

Nach 21 Jahren im Weltall hat SUMER, der Spektrograph an Bord der Raumsonde SoHO, seine letzten Messungen durchgeführt. Dabei spielten Forscher des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung (MPS), die das Instrument entwickelt hatten und betreiben, noch einmal die besondere Stärke des Sonnenspähers aus: Kein anderer Sonnenspektrograph kann die energiereiche ultraviolette Strahlung unseres Zentralgestirns im Wellenlängenbereich um 120 Nanometer so genau analysieren. Nach den Messungen wurde SUMER nun endgültig abgeschaltet. Schon seit Jahren zeigt das Instrument, das wie SoHO selbst ursprünglich für einen zweijährigen Betrieb entwickelt wurde, immer stärkere Alterserscheinungen. SoHO, eine der dienstältesten Sonden der europäischen und amerikanischen Weltraumagenturen im All, setzt seine Mission nun ohne SUMER fort

„SUMER zu betreiben, war in den vergangenen Jahren immer aufwändiger geworden“, begründet SUMER-Projektleiter Dr. Werner Curdt vom MPS, der das Instrument von der ersten Idee 1989 bis heute begleitet hat, die Entscheidung seines Teams. Einer der Detektoren des Instrumentes war schon vor Jahren ausgefallen, der zweite operierte am Anschlag. Zudem ließ sich der beobachtete Bereich auf der Sonne nur noch mit manueller Hilfe abrastern. Ein reibungsloser Routinebetrieb war wegen dieser Einschränkungen und weiterer Wehwehchen schon lange nicht mehr möglich.

„Als SoHO 1995 den Betrieb aufnahm, war SUMER der leistungsfähigste Sonnen-Spektrograph im All“, erinnert sich Curdt. „Heute gibt es zahlreiche Raumsonden, die aus dem Weltraum auf die Sonne blicken. Die neuen Spektrographen sind SUMER in vielerlei Hinsicht überlegen.“

Allerdings nicht in jeder Hinsicht. Das altgediente Instrument hat noch immer ein entscheidendes Alleinstellungsmerkmal: Die Strahlung der Hauptspektrallinie des Wasserstoffs kann es besser untersuchen als vergleichbare Instrumente der Enkelgeneration. Zwar können auch andere Spektrographen die Intensität dieser Strahlung messen, sie aber nicht so exakt in ihre einzelnen Wellenlängen aufspalten. „Es handelt sich um sehr energiereiche, ultraviolette Strahlung, die im Grenzbereich zur Röntgenstrahlung liegt“, erklärt Curdt. Ein optisches Instrument, das diese Strahlung zerlegt und analysiert, sei technisch noch immer schwer umzusetzen.

Ein weiteres Problem: Ein Großteil der ultravioletten Strahlung, die unser Stern ins All sendet, besteht aus genau diesen Wellenlängen; sie ist somit sehr intensiv und kann Messinstrumente leicht schädigen. Auch SUMER wagt sich an diesen Teil des Sonnenspektrums erst seit 2008 heran. Die Forscher fanden damals eine Möglichkeit, SUMER sozusagen im „Blinzel-Modus“ zu betreiben.

Eine Anstrengung, die sich auszahlt. Denn der energiereiche Wellenlängenbereich birgt wertvolle Informationen über die Sonne. Mit seinem genauen Blick auf diese Strahlung konnte bisher nur SUMER analysieren, in welcher Schicht der Sonnenatmosphäre sie entsteht. Dies erlaubt Rückschlüsse auf den Energietransport in der Atmosphäre der Sonne. Zudem stellt sich die Frage, ob sich Schwankungen dieser Strahlung auf das Klima der Erde auswirken.

In seiner letzten Messkampagne hat SUMER der energiereichen Strahlung ein letztes Mal nachgespürt. Um einen möglichst umfassenden Blick auf die entscheidenden Vorgänge auf der Sonne zu erhalten, führten einige bodengebundene Sonnenteleskope sowie die Weltraum-Sonnenobservatorien IRIS und Hinode gleichzeitige Messungen durch. „Die letzten Messdaten von SUMER sind ein Schatz für die Wissenschaft“, resümiert Curdt, der sich nicht ohne Wehmut von SUMER verabschiedet.

SoHO (Solar and Heliospheric Observatory)  – und mit ihm SUMER (Solar Ultraviolet Measurements of Emitted Radiation) – steht für eine beispielslose Erfolgsgeschichte. Ursprünglich für einen zweijährigen Betrieb entwickelt, blickt SoHO nun seit 21 Jahren auf die Sonne – und ist wie etwa das Weltraumteleskop Hubble und die Pioneer- und Voyager-Sonden eine Art Weltraum-Methusalem. Erstmals bot SoHO eine lückenlose Überwachung unseres Zentralgestirns: das Observatorium kreist in einer Entfernung von 1,5 Million Kilometer von der Erde im Gleichtakt mit dieser um die Sonne und hält unser Zentralgestirn so ununterbrochen im Blick. Die ursprünglich zwölf Instrumente deckten alle Bereiche der Sonne ab – vom Kern bis zur Sonnenatmosphäre und dem Sonnenwind. Allein auf SUMER-Daten basieren bis heute fast 1000 Artikel in referierten Fachjournalen. Zu den wichtigsten Ergebnissen zählen der Zusammenhang zwischen der Sonnenstrahlung aus den Polregionen unseres Sterns und dem schnellen Sonnenwind, der dort seinen Ursprung nimmt, sowie der Nachweis, dass die Magnetfeldbögen in der Sonnenatmosphäre akustisch schwingen – ganz ähnlich wie Orgelpfeifen.

SUMER ist nicht das einzige Instrument, das seit einiger Zeit schwächelt. Mittlerweile sind nur noch vier der ursprünglich zwölf Instrumente aktiv. Wie lange die Sonde noch durchhalten wird, ist unklar. NASA und ESA haben die Mission zunächst bis Dezember 2018 verlängert. Doch wenn alles gut geht, steht auch einem weiteren Betrieb nichts im Wege – wenn auch ohne SUMER.