Stereo-A: Raumsonde besucht die Erde nach 17 Jahren zum ersten Mal
Am 12. August 2023 passierte die Raumsonde Stereo-A (Solar Terrestrial Relations Observatory; Observatorium für solare und terrestrische Beziehungen) der amerikanischen Raumfahrtbehörde Nasa auf seiner Sonnenumlaufbahn die Erde zum ersten Mal. Dabei wurde die Raumsonde vor 17 Jahren gemeinsam mit Stereo-B ins Weltall geschickt. Ein besonderer Besuch und Moment, bei dem Stereo-A mit anderen Raumfahrtmissionen kooperiert.
Das 2006 gestartete Zwillings-Raumsonden-Projekt ermöglichte in den ersten Jahren der Mission die stereoskopische oder multiperspektivische Sicht auf unsere Sonne. Der nächste große Meilenstein der Mission erfolgte am 6. Februar 2011, als die beiden Raumsonden Stereo-A (A für Ahead, also voraus) und Stereo-B (B für Behind, also hinterher) in ihrer Umlaufbahn um 180 Grad voneinander getrennt waren. Sie standen sich gegenüber und in ihrer Mitte befand sich die Sonne . Zum ersten Mal konnte die Menschheit unsere Sonne als vollständige Kugel sehen, als dreidimensionales Objekt.
Stereoskopisches Sehen – dank mehrerer Raumsonden
"Zuvor waren wir an die Sonne-Erde-Linie 'gefesselt' – wir sahen immer nur eine Seite der Sonne" , erklärt Lika Guhathakurta in einer Pressemitteilung der Nasa(öffnet im neuen Fenster) . Sie ist die Programm-Wissenschaftlerin der Stereo-Mission. Viele wissenschaftlich relevante Daten wurden seitdem gesammelt. Jedoch brach 2014 der Kontakt zu Stereo-B ab und seitdem umkreist nur noch Stereo-A die Sonne. Dabei fängt die Sonde Sonnenbilder ein, die von der Erde aus nicht aufzunehmen wären.
Trotz des fehlenden Zwillings kann Stereo-A bei seinem Vorbeiflug an der Erde nun etwas vollbringen, wofür die Sonde eigentlich seinen Zwilling benötigt. Mithilfe von anderen Raumfahrtmissionen kann stereoskopisches Sehen wieder ermöglicht werden. Die 3D-Aufbahmen entstehen durch den Einsatz der Raumsonden Solar and Heliospheric Observatory (SOHO; Sonnen- und Heliosphärenobservatorium) der Nasa und der europäischen Raumfahrtbehörde Esa und Solar Dynamics Observatory (SDO; Observatorium für Sonnendynamik) von der Nasa.
Durch stereoskopisches Sehen können 3D-Informationen aus zweidimensionalen, also flachen Bildern, extrahiert werden. Auf diese Weise erzeugen zwei Augäpfel (oder eben zwei Raumsonden), die die Welt von unterschiedlichen Standorten aus betrachten, eine Tiefenwahrnehmung. Die geringen Unterschiede zwischen diesen Bildern zeigen, welche Objekte näher oder weiter entfernt sind.
Wichtige Daten zu unserem Sonnensystem werden gesammelt
Die Entfernung von Stereo-A zur Erde ändert sich während des Vorbeiflugs, so dass die Stereosicht für unterschiedlich große Sonnenobjekte zu verschiedenen Zeiten optimiert wird. Es werden Daten über magnetisch komplexe Regionen, die den Sonnenflecken zugrunde liegen, gesammelt. Mit den 3D-Aufnahmen sollen Informationen über ihre Struktur entdeckt werden, die normalerweise in 2D-Bildern verloren gehen – so zumindest die Hoffnung des Projektteams.
Zudem soll gezeigt werden, dass koronale Schleifen – riesige Bögen, die oft in Nahaufnahmen der Sonne zu sehen sind – nicht das sind, was sie zu sein scheinen. "Es gibt seit Kurzem die Idee, dass koronale Schleifen nur eine optische Täuschung sein könnten. Wenn man sie aus verschiedenen Blickwinkeln betrachtet, sollte dies deutlicher werden" , erklärt Terry Kucer, Projektwissenschaftler für die Stereo-Mission.
Weitere Messungen zu den koronalen Massenauswürfen der Sonne
Neben den bildgebenden Verfahren waren auch weitere Messungen geplant. Das Magnetfeld von koronalen Massenauswürfen (CME) von der Sonne soll gemessen werden. Dieses verändert sich nämlich auf seiner 149,6 Millionen Kilometern langen Reise zur Erde. Seine Intensität ist dafür verantwortlich, ob es zu Kurzschlüssen bei Satelliten oder sogar auf der Erde kommen kann. Um zu verstehen, wie sich das Magnetfeld eines CME auf dem Weg zur Erde entwickelt, erstellen Wissenschaftler Computermodelle dieser Sonneneruptionen und aktualisieren sie mit jeder neuen Beobachtung durch eine Raumsonde.
Da eine Sonde aber nur einen kleinen Ausschnitt erfassen kann, haben in den Monaten vor und werden auch nach dem Vorbeiflug weitere Raumsonden gemeinsam Daten erfassen. Damit erhält die Fachwelt die benötigte Mehrpunktmessungen aus dem Inneren eines CMEs – und die Rätsel um die Sonne werden allmählich weniger.