Interstellar Probe: Interstellare Sonde soll unser Sonnensystem von außen erforschen
Copyright: Johns Hopkins APL
München (Deutschland) – 2012 und 2018 verließen die beiden Sonden „Voyager 1 und 2“ als erste irdische Raumschiffe die „Sonnenhülle“ unseres Sonnensystem, die sogenannte Heliosphäre und traten in den interstellaren Raum ein. Da die beiden Sonden aber nur begrenzt Daten liefern, planen die NASA und ihre Partner-Raumfahrtorganisationen nun eine neue interstellare Sonde. Nicht zuletzt soll diese erstmals Ansichten unseres Sonnensystems aus der Ferne liefern.
Wie die „European Geoscience Union“ (EGU) in einer Pressemitteilung berichtet, haben die Voyager zwar die 120-fache Entfernung zwischen Erde und Sonne (= Astronomische Einheit = AE) zurückgelegt, um die Grenze der Heliosphäre zu erreichen, doch stellen sich noch viele offene Fragen.
Die Heliosphäre umgibt blasenartig unser Sonnensystem, das vom Sonnenwind beeinflusst wird. Die Voyager entdeckten den Rand dieser Blase, ließen aber viele Fragen darüber offen, wie unsere Sonne mit dem lokalen interstellaren Medium interagiert. „Die Instrumente der Zwillingsreisenden liefern nur begrenzte Daten und lassen kritische Lücken in unserem Verständnis dieser Region.“
Nun planen NASA und ihre Partner, dass das nächste interstellare Raumschiff, das derzeit noch unter dem Projektbezeichnung „Interstellar Probe“ läuft, viel tiefer in den interstellaren Raum vordringen soll: 1.000 astronomische Einheiten (AU) von der Sonne entfernt, hoffen sich die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen mehr darüber zu erfahren, wie sich unsere heimische Heliosphäre gebildet und entwickelt hat.
„Die Sonde soll in den unbekannten lokalen interstellaren Raum eindringen, in den die Menschheit noch nie zuvor gelangt ist“, sagt Elena Provornikova, die Heliophysikerin und Projektwissenschaftlerin vom Johns Hopkins Applied Physics Lab (APL) in Maryland. „Zum ersten Mal werden wir von außen ein Bild unserer riesigen Heliosphäre machen, um zu sehen, wie unsere Heimat aussieht.“ Provornikova und ihre Kollegen werden auf der aktuellen Generalversammlung 2021 EGU die Möglichkeiten der Heliophysik für die Mission erörtern.
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Das von der APL geleitete Team, an dem rund 500 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, Ingenieure und Enthusiasten aus der ganzen Welt beteiligt sind, hat erarbeitet, welche Arten von Untersuchungen die Mission planen und beinhalten sollte. „Es gibt wirklich herausragende wissenschaftliche Möglichkeiten, die sich über Heliophysik, Planetenforschung und Astrophysik erstrecken“, so Provornikova.
Einige Fragen und Rätsel, die das Team mit der Mission lösen möchte, sind: Wie das Plasma der Sonne mit interstellarem Gas interagiert, um unsere Heliosphäre zu erzeugen; was jenseits unserer Heliosphäre liegt; und wie unsere Heliosphäre überhaupt aussieht.
Die Mission plant, „Bilder“ unserer Heliosphäre mit energetisch neutralen Atomen aufzunehmen und vielleicht sogar „extragalaktisches Hintergrundlicht aus den frühen Zeiten unserer Galaxienbildung zu beobachten – etwas, das von der Erde aus nicht zu sehen ist. Die Forschenden hoffen auch, mehr darüber zu erfahren, wie unsere Sonne mit der lokalen Galaxie interagiert, was dann Hinweise darauf geben könnte, wie andere Sterne in der Galaxie mit ihren interstellaren Nachbarschaften interagieren.
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Die Heliosphäre ist auch deshalb wichtig und von wissenschaftlichem Interesse, weil sie unser Sonnensystem vor hochenergetischen galaktischen kosmischen Strahlen schützt. „Die Sonne bewegt sich in unserer Galaxie durch verschiedene Regionen im interstellaren Raum, erklärt Provornikova. „Die Sonne befindet sich derzeit in der sogenannten lokalen interstellaren Wolke. Aber neuere Forschungen legen nahe, dass sich die Sonne möglicherweise zum Rand der Wolke bewegt und danach in die nächste Region des interstellaren Raums eintritt – von der wir noch nichts wissen. Eine solche Veränderung könnte dazu führen, dass unsere Heliosphäre größer oder kleiner wird oder die Menge der galaktischen kosmischen Strahlen, die in die Erde eindringen und zum Hintergrundstrahlungsniveau auf der Erde beitragen.“
2021 ist das letzte Jahr einer vierjährigen „pragmatischen Konzeptstudie“, in der das Team untersucht hat, welche wissenschaftlichen Erkenntnisse mit dieser Mission erzielt werden können. Ende des Jahres wird das Team der NASA einen Bericht vorlegen, in dem dann potenzielle wissenschaftliche Erkenntnisse, beispielsweise Instrumentennutzlasten sowie Raumfahrzeug- und Flugbahnentwürfe für die Mission aufgeführt werden.
Die Mission könnte in den frühen 2030er-Jahren starten. Dann würde es ungefähr 15 Jahre dauern, um die Heliosphären-Grenze zu erreichen. Die Voyager-Sonden brauchten hierzu im Vergleich ganze 35 Jahre.
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Quelle: EGU
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