Proba-3 schließt die Lücke in der Sonnenbeobachtung

Für die Proba-3-Mission der Europäischen Weltraumorganisation war es ein arbeitsreiches Jahr. Seit Beginn der Mission vor weniger als einem Jahr hat das Satellitenduo bereits mehr als 50 künstliche Sonnenfinsternisse im Orbit erzeugt. Die gewonnenen Daten bestätigen, dass Proba-3 in der Lage ist, das fehlende Puzzleteil in unseren Beobachtungen der geheimnisvollen Atmosphäre der Sonne – der Korona – zu liefern.

Bild: ESA/Proba-3/ASPIICS

Seit seinem Start im Dezember 2024 hat das Proba-3-Satellitenduo nicht nur eine, sondern gleich zwei Weltpremieren für sich verbuchen können – den ersten präzisen Formationsflug, der die Mission für die erste künstliche Sonnenfinsternis im Orbit vorbereitet hat.

Die Hunderte von Beobachtungsstunden, die darauf folgten, lassen keinen Zweifel daran, dass Proba-3 die fehlenden Daten liefert, die benötigt werden, um die derzeitige Beobachtungslücke zu schließen, und Einblicke in die inneren Regionen der Sonnenkorona ermöglicht.

Der Blick auf die innere Korona

Bislang konnten weltraumgestützte Instrumente nur die Sonnenscheibe und den äußeren Bereich der Korona zuverlässig abbilden, und die gesamte Korona konnte nur während der kurzen Phasen einer totalen Sonnenfinsternis von der Erde aus beobachtet werden. Obwohl sie nicht völlig unmöglich sind, waren Beobachtungen des inneren Koronabereichs bisher selten oder inkonsistent, sodass eine Beobachtungslücke bestand.

„Dank einer Reihe von Positionierungstechnologien an Bord, die es dem Proba-3-Duo ermöglichen, eine Sonnenfinsternis im Orbit zu erzeugen, hält die Mission ihr Versprechen, diese Lücke zu schließen“, erklärt Damien Galano, Missionsmanager von Proba-3.

In diesem weitgehend unerforschten Bereich der Sonnenkorona gewinnt der Sonnenwind an Geschwindigkeit, bevor er in das Sonnensystem strömt und schließlich sowohl das Raumfahrzeug als auch die Erde erreicht. Hier entstehen auch die meisten koronalen Massenauswürfe (CMEs). Durch die Aufnahme detaillierter Bilder ermöglicht Proba-3 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern, ihr Verständnis darüber zu vertiefen, wie der Sonnenwind beschleunigt wird und wie CMEs ausgelöst werden.

Die Zeitrafferanimation unten zeigt eine CME oben rechts und kombiniert Beobachtungen, die am 16. Juli über einen Zeitraum von anderthalb Stunden von drei verschiedenen europäischen Instrumenten an Bord verschiedener Missionen gemacht wurden: die Sonnenscheibe und die untere Korona (künstlich gelb gefärbt), aufgenommen von einem Extrem-Ultraviolett-Teleskop (SWAP) an Bord von Proba-2; die äußere Korona (in Rot), beobachtet vom LASCO C2-Koronagraphen an Bord von SOHO; und die innere Korona (in Grün), detailliert abgebildet vom ASPIICS-Koronagraphen von Proba-3, der die Lücke füllt.

Andrei Zhukov vom Königlichen Observatorium von Belgien, Hauptforscher für den ASPIICS-Koronagraphen an Bord von Proba-3, kommentiert: „Man kann sehen, wie sich die CME am Rand der Sonnenscheibe bildet, aufgenommen von Proba-2. Sie erstreckt sich bis in den inneren Koronalbereich, der nun dank Proba-3 für uns sichtbar ist, bevor sie die von SOHO beobachtete hohe Korona erreicht. Die Kontinuität, mit der wir nun die CME-Struktur beobachten können, die sich von der Sonne nach außen erstreckt, ist unglaublich.“

Totale Sonnenfinsternis auf Abruf

„Unsere künstlichen Sonnenfinsternisbilder sind mit denen vergleichbar, die während einer natürlichen Sonnenfinsternis aufgenommen werden“, fügt Andrei hinzu. „Der Unterschied besteht darin, dass wir unsere Sonnenfinsternis einmal pro Umlaufbahn erzeugen können, was 19 Stunden und 40 Minuten dauert, während totale Sonnenfinsternisse in der Natur nur etwa einmal, sehr selten zweimal im Jahr auftreten. Darüber hinaus dauern natürliche totale Sonnenfinsternisse nur wenige Minuten, während Proba-3 seine künstliche Sonnenfinsternis bis zu 6 Stunden lang aufrechterhalten kann.“

Joe Zender, Projektwissenschaftler bei Proba-3, fügt hinzu: „Bislang belief sich die Beobachtungszeit der Mission auf etwa 250 Stunden in 50 Umlaufbahnen. Das bedeutet, dass wir allein in den letzten Monaten die gleiche Datenmenge erhalten haben, die wir aus 6000 Totalfinsternis-Kampagnen auf der Erde gewinnen könnten.“

Ein Jahr Proba-3

Vor einem Jahr, am 5. Dezember 2024, wurden die beiden Proba-3-Raumfahrzeuge in die Umlaufbahn gebracht, wo sie sechs Wochen später vorsichtig voneinander getrennt wurden. Im März dieses Jahres führte das Satellitenduo seinen ersten autonomen Formationsflug durch.

Nur einen Monat später hat die Mission ihr ehrgeiziges Ziel erreicht: Zum ersten Mal haben sich zwei Raumfahrzeuge im Orbit millimetergenau in Formation ausgerichtet und ihre relative Position mehrere Stunden lang ohne jegliche Steuerung vom Boden aus beibehalten.

Um den erreichten Präzisionsgrad zu demonstrieren, nutzen die beiden Raumfahrzeuge der Proba-3-Mission – der Coronagraph und der Occulter – ihre Formationsflugzeit, um künstliche Sonnenfinsternisse im Orbit zu erzeugen.

Quelle (Englisch): https://www.esa.int/Enabling_Support/Space_Engineering_Technology/Proba-3_fills_the_solar_observation_gap