Erster Satellit für neues Frühwarnsystem vor Sonnenstürmen startet

Der Satellit "Space Weather Follow On - Lagrange 1" (SWFO-L1) soll Sonnenstürme mithilfe eines Magnetometers frühzeitig erkennen. Die sensorennahe Elektronik wurde vom Grazer Institut für Weltraumforschung entwickelt, wie die Österreichische Akademie der Wissenschaften bekanntgab.

Frühwarnsystem vor Sonnenstürmen soll im März starten

Das SWFO-Programm wird von der "US National Oceanic and Atmospheric Administration" (NOAA) betrieben. Insgesamt besteht es aus drei Satelliten, die 2025, 2029 und 2032 abheben werden. Der erste, SWFO-L1, wird am Dienstag Huckepack mit der NASA-Sonde "Interstellar Mapping and Acceleration Probe" (IMAP) fliegen. Der Start der SpaceX-Trägerrakete vom Typ Falcon 9 erfolgt um 13.32 Uhr MESZ vom NASA Kennedy Space Center in Florida. Im Jänner 2026 soll der Satellit dann sein Ziel, den Lagrange-Punkt 1 (L1), der auf der Verbindungslinie zwischen Sonne und Erde liegt, erreichen.

Die Lagrange- oder Liberationspunkte sind fünf Punkte im System zweier Himmelskörper. Ein leichterer Körper, wie beispielsweise ein Satellit, kann hier den massenreicheren Himmelskörper, in diesem Fall die Sonne, antriebslos und mit derselben Umlaufzeit wie der massenärmere Himmelskörper, die Erde, umkreisen. Außerdem ändert sich seine Position relativ zu den beiden Himmelskörpern nicht. Da SWFO-L1 dem Zentralgestirn der Milchstraße etwa 1,5 Millionen Kilometer näher sein wird als die Erde, kann er die Auswirkungen eines Sonnensturms rund zehn bis 60 Minuten vor deren Ankunft beim Planeten messen. Das macht den Satelliten als Frühwarnsystem einsetzbar. Mit seinen Beobachtungen wird er voraussichtlich im März 2026 beginnen. Die Missionsdauer beträgt laut Mitteilung fünf Jahre, die Lebensdauer und Nutzlast sind auf zehn Jahre ausgelegt.

Sonnenstürme bedrohen moderne Technologien

Der Sonnenwind besteht aus einem Strom geladener Teilchen, die sich von dem Zentralgestirn ausgehend in den Weltraum ausbreiten. Dabei treffen sie beispielsweise auf das Magnetfeld der Erde, wobei durch die Ladung der Teilchen beispielsweise die Polarlichter entstehen. Die durch den flüssigen Erdkern induzierte Magnetosphäre des Planeten schützt im Regelfall auch moderne Technologien, wie die Stromversorgung, GPS-Systeme und andere Kommunikations- und Navigationssysteme.

Wenn Sonnenstürme allerdings zu stark sind und das magnetische Schutzschild der Erde überwinden, können sie enorme negative Auswirkungen verursachen. Plötzliche Veränderungen des interplanetaren Magnetfelds, das durch Sonnenwinde transportiert wird, könnten dann nicht nur die Stromversorgung lahmlegen, sondern auch elektronische Systeme beschädigen oder zerstören. Solche Veränderungen können beispielsweise durch koronale Massenauswürfe, also Sonneneruptionen, bei denen Plasma ausgestoßen wird, oder Hochgeschwindigkeitssonnenwinde verursacht werden. Sonnenstürme können auch die Gesundheit von Astronauten im Weltraum gefährden.

IWF Graz an Magnetometer für neues Frühwarnsystem vor Sonnenstürmen beteiligt

Um vor Sonnenstürmen warnen zu können, besteht die SWFO-Mission aus einem speziellen Sonnenteleskop und mehreren Instrumenten zur Echtzeitmessung des Sonnenwindes. Das IWF Graz ist am Magnetometer (MAG) an Bord von SWFO-L1 beteiligt. Es wurde unter der Leitung vom Southwest Research Institute (SwRI) entwickelt und gebaut. Das MAG besteht aus zwei dreiachsigen Fluxgate-Sensoren der University of New Hampshire. Sie sollen die Komponenten des interplanetaren Magnetfelds, das vom Sonnenwind transportiert wird, messen.

Für die sensornahe Elektronik ist das IWF Graz verantwortlich. Zwei miniaturisierte, strahlungsresistente Mikrochips sind das Herzstück der Platine. Sie enthalten mehr als 50.000 elektronische Schaltungselemente, also Transistoren, und wurden von ams-OSRAM in Premstätten südlich von Graz gefertigt. Die Chips sind gerade einmal vier mal fünf Millimeter groß.

"Wir fiebern dem Start von SWFO-L1 entgegen und freuen uns gleichzeitig, dass der Vertrag für den Bau der Magnetometer der beiden Nachfolgemissionen vor wenigen Tagen unterschrieben wurde", sagte IWF-Projektleiter David Fischer aus der Forschungsgruppe Weltraummagnetometer. Bisher fliegen die Mikrochips bereits auf fünf Satelliten, einem südkoreanischen und vier der NASA, im All. Für das SWFO-Programm sollen sie nun Daten für die Frühwarnung vor Sonnenstürmen und als Basis für die Grundlagenforschung zu Plasmaprozessen, wie Welle-Teilchen-Wechselwirkungen, sammeln.

(APA/Red)