STEREO

Engl. Akronym für Solar TErrestrial RElations Observatory; Mission der US-Raumfahrtbehörde NASA aus zwei fast identischen Raumsonden, die die Sonne und die Wechselwirkung ihrer Teilchenausbrüche und Felder mit der Magnetosphäre der Erde erstmals dreidimensional beobachten sollen. Der Start erfolgte am 26. Oktober 2006 um 0:52 Uhr UTC mit einer Delta II 7925-10L von Cape Canaveral in Florida aus.

Der Kontakt zu STEREO-B brach 2014 ab, nachdem er in eine unkontrollierte Schleuderbewegung geraten war, die verhinderte, dass seine Solarpaneele genügend Energie erzeugen konnten, aber STEREO-A ist immer noch in Betrieb (2022).

Wissenschaftliche Ziele der Mission:

• Verständnis der Ursachen und Mechanismen der koronalen Masseauswürfe (engl. coronal mass ejections, CME)
• Beschreibung der Ausbreitung koronaler Masseauswürfe in der Heliosphäre
• Entdeckung der Mechanismen und Stellen der Beschleunigung der Partikel in der unteren Korona und im interplanetaren Raum.
• Ermittlung der genauen Struktur des Sonnenwindes

Koronale Massenauswürfe (CMEs) und STEREO

Koronale Masseauswürfe (CMEs, coronal mass ejections) sind mächtige Eruptionen, die bis zu 10 Mrd. Tonnen der Sonnenatmosphäre in den interplanetaren Raum schleudern können. Da sie sich mit Geschwindigkeiten von ca. 1,6 Mio. km/h von der Sonne wegbewegen, können CMEs schwere Störungen im interplanetaren Raum bewirken und starke Magnetstürme auslösen, wenn sie mit der irdischen Magnetosphäre kollidieren.

Größere Magnetstürme, die zur Erde gerichtet sind, können Satelliten beschädigen und sogar zerstören, sie sind höchst gefährlich für Astronauten, die sich gerade in einem Außeneinsatz (Extra Vehicular Activities, EVAs) befinden, und sie können den Zusammenbruch von Stromnetzen auf der Erde bewirken.

Die beiden nahezu identischen Observatorien - eines eilt der Erde auf seiner Umlaufbahn um die Sonne voraus, das andere hinterher - spüren den Energie- und Teilchenstrom von der Sonne zur Erde auf. STEREO hat die 3D-Struktur der koronalen Masseauswürfe enthüllt, jene heftigen Teilchenausbrüche von der Sonne, die große Schäden bewirken können. STEREO ist insofern eine Kernmission innerhalb der Satellitenflotte, die sich mit dem Weltraumwetter befasst, als sie mit Hilfe ihrer seitlichen Beobachtungsposition genauere Informationen über den Ankunftszeitpunkt von Sonnenausbrüchen auf der Erde liefern kann.

Die STEREO-Raumsonden auf ihrem Orbit um die Sonne Quelle: NASA

Die STEREO-Raumsonden tragen jeweils folgende vier Instrumente bzw. Instrumentengruppen an Bord:

• Sun Earth Connection Coronal and Heliospheric Investigation (SECCHI)
  Instrumentenpaket, welches aus vier einzelnen Instrumenten besteht: einer Ultraviolett-Kamera, zwei Weißlicht-Koronografen und einer Kamera zur Beobachtung der Heliosphäre. Diese Instrumente werden die koronalen Massenauswürfe auf ihrer Reise von der Geburt auf der Sonnenoberfläche an durch die Sonnenkorona und den interplanetaren Raum bis zum anschließenden Auftreffen auf der Erde mit einer dreidimensionalen Auflösung beobachten.
• STEREO/WAVES (SWAVES)
  SWAVES verfolgt die von der Sonne erzeugten Radiostörungen auf ihrem Weg von der Sonne bis zur Erde.
• In-situ Measurements of PArticles and CME Transients (IMPACT)
  IMPACT ermittelt die dreidimensionale Verteilung und die Plasmaeigenschaften der energiereichen Sonnenpartikel ermitteln und misst das lokale Magnetfeld.
• PLAsma and SupraThermal Ion Composition (PLASTIC)
  PLASTIC wird die Plasmaeigenschaften von Protonen, Alphateilchen und schweren Ionen studieren. Das Instrument wird die Massen- und Ladungsverteilung der schweren Ionen und die Unterschiede zwischen dem Plasma der koronalen Massenauswürfe und dem umgebenden Plasma ermitteln.