Solar Orbiter: Mission zur Sonne und inneren Heliosphäre zur Untersuchung der Beziehungen Sonne-Heliosphäre  und Sonne-Erde durch Beobachtungen mit hoher Auflösung

Solar Orbiter ist eine Mission, die der Physik der Sonne und der Heliosphäre gewidmet ist. Sie ist eine gemeinsame Mission von ESA und NASA. Ihr Start erfolgte am 10. Februar 2020 von Cape Canaveral mit einer ATLAS V. Nach mehreren Vorbeiflügen an Erde und Venus, um das Schwerefeld der Planeten zum Schwungholen zu nutzen, hat Solar Orbiter im Dezember 2021 den vollständigen wissenschaftlichen Betrieb aufgenommen.

Die wissenschaftlichen Motivation für die Mission Solar Orbiter ist es,  Multiwellenlängen-Beobachtungen der Sonnenatmosphäre und umfassende in-situ Messungen der unerforschten inneren Heliosphäre mit hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung zu gewinnen.

Indem sie sich der Sonne bis auf einen Abstand von 0.28 AU (Astronomical Unit, mittlerer Abstand der Erde zur Sonne) nähert, beobachtet und analysiert Solar Orbiter die Sonnenatmosphäre mit hoher räumlicher Auflösung und kombiniert dies mit in-situ Teilchen- und Feldmessungen. Im Laufe ihrer erweiterten Missionsdauer wird sich Solar Orbiter aus der Ekliptik (Erdbahnebene) herausbewegen, um Bilder und zugehörige Daten aus den Polarregionen der Sonne zu liefern. Mit seiner vollen wissenschaftlichen Nutzlast erforscht Solar Orbiter das zentrale Thema der Heliophysik: Wie erzeugt und kontrolliert die Sonne die Heliosphäre?

Die vier wissenschaftlichen Hauptfragen der Solar Orbiter Mission sind:

• Wie und wo entstehen Plasma und Magnetfeld des Sonnenwindes in der Korona?
• Wie verursachen vorübergehende Ereignisse auf der Sonne  die heliosphärische Variabilität?
• Wie erzeugen Sonneneruptionen die energetische Teilchenstrahlung, die die Heliosphäre ausfüllt?
• Wie funktioniert der solare Dynamo und wie beeinflusst der die Beziehungen zwischen Sonne und Heliosphäre?

Die wissenschaftliche Nutzlast der Mission Solar Orbiter besteht aus 10 Instrumenten. Dieser umfangreiche Satz an Instrumenten wird vielfältige wissenschaftliche Forschungen ermöglichen, von in-situ Messungen in der Sonnennähe und außerhalb der Ekliptik bis hin zu Fernerkundungsbeobachtungen der Sonne und ihrer Umgebung.

 

Instrument	Messungen
PHI: Polarimetric and Helioseismic Imager (Polarimetrischer und Helioseismischer Imager) PI: S.K. Solanki, Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung, Deutschland	Magnetfeldvektor und  Geschwindigkeit in Richtung der Sichtlinie  in der Photosphäre für die volle Sonnenscheibe und Kontinuum-Intensität im sichtbaren Wellenlängenbereich
EUI: Extreme Ultraviolet Imager  (Extrem-Ultraviolett Imager) PI: D. Bergmans, Royal Observatory of Belgium	EUV-Bildsequenzen der Schichten der Sonnenatmosphäre oberhalb der Photosphäre, simultan  mit mittlerer Auflösung für die volle Sonnenscheibe und  mit hoher Auflösung für einen Ausschnitt der Sonnenscheibe
Metis: Koronagraph PI: M. Romoli, University of Florence, Italien	Abbildung der Sonnenkorona im sichtbaren Wellenlängenbereich (polarisiert und nicht-polarisiert) und im UV
SPICE: Spectral Imaging of the Coronal Environment  (Spektrale Abbildung der koronalen Umgebung) Consortium Lead: F. Auchère, Institut d‘ Astrophysique Spatiale, Frankreich	Abbildende Spektroskopie der Korona im EUV
SoloHI: Heliospheric Imager  (Heliosphärischer Imager) PI: R. C. Colaninno, NRL, USA	Sichtbares Sonnenlicht gestreut durch Elektronen des Sonnenwinds
STIX: X-ray Spectrometer/Telescope (Röntgenspektrometer/Teleskop) PI: S. Krucker, FHNW, Schweiz	Abbildende Spektroskopie der solaren thermischen und nicht-thermischen Röntgenstrahlenemission
EPD: Energetic Particle Detector  (Detektor für energiereiche Teilchen) PI: J. Rodríguez-Pacheco, University of Alcala, Spanien	Zusammensetzung, Zeitverhalten und Verteilungsfunktionen von suprathermalen und energieeichen Teilchen
MAG: Magnetometer PI: T. Horbury, Imperial College, Grossbritanien	In-situ Messungen des heliosphärischen Magnetfeldes
RPW: Radio and Plasma Waves (Radio- und  Plasmawellen) PI: M. Maksimovic, Observatoire de Paris, Frankreich	Magnetische und elektrische Felder in hoher Zeitauflösung (in-situ und in Fernerkundung)
SWA: Solar Wind Plasma Analyser (Sonnenwind-Plasma-Analysator) PI: C. Owen, Mullard Space Science Lab, Grossbritannien	Eigenschaften der Ionen und Elektronen des Sonnenwindes (inkl. Dichte, Geschwindigkeit und Temperatur); Ionenzusammensetzung der Hauptelemente des Sonnenwindes