Wissenschaft

Mit Interstellar den Weltraum erkunden

STATUE: Wissenschaftler hoffen, dass die vorgeschlagene interstellare Sonde uns mehr über unser Zuhause in der Galaxie und die Interaktion anderer Sterne in der Galaxie mit ihren interstellaren Nachbarschaften lehrt. Vision Mehr

Bildnachweis: Johns Hopkins APL

MÜNCHEN – Als die vier Jahrzehnte alten Raumschiffe Voyager 1 und Voyager 2 2012 bzw. 2018 in den interstellaren Raum eintraten, feierten Wissenschaftler. Diese mutigen Raumschiffe hatten bereits die 120-fache Entfernung von der Erde zur Sonne zurückgelegt, um die Grenze der Heliosphäre zu erreichen, der Blase, die unser Sonnensystem umgibt und vom Sonnenwind beeinflusst wird. Die Voyager entdeckten den Rand der Blase, ließen die Wissenschaftler jedoch viele Fragen zur Interaktion unserer Sonne mit dem lokalen interstellaren Medium offen. Die Instrumente der Twin Voyagers liefern nur begrenzte Daten und lassen kritische Lücken in unserem Verständnis dieser Region.

Die NASA und ihre Partner planen jetzt das nächste Raumschiff, das derzeit das ist Interstellare SondeUm viel tiefer in den interstellaren Raum zu reisen, 1000 astronomische Einheiten (AU) von der Sonne entfernt, in der Hoffnung, mehr darüber zu erfahren, wie unsere Heimateliosphäre entstanden ist und wie sie sich entwickelt.

“Die interstellare Sonde wird in einen unbekannten lokalen interstellaren Raum gehen, in den die Menschheit noch nie zuvor gegangen ist”, sagte Elena Provornikova, Heliophysikerin der interstellaren Sonde am Johns Hopkins Applied Physics Lab (APL) in Maryland. “Zum ersten Mal machen wir ein Foto von außerhalb unserer riesigen Heliosphäre, um zu sehen, wie unser Haus im Sonnensystem aussieht.”

Provornikova und ihre Kollegen werden diskutieren die heliophysikwissenschaftlichen Möglichkeiten für die Mission auf der Generalversammlung der Europäischen Geowissenschaftlichen Union (EGU) 2021.

Das von der APL geleitete Team, dem rund 500 formelle und informelle Wissenschaftler, Ingenieure und Enthusiasten aus der ganzen Welt angehören, hat untersucht, welche Arten von Studien die Mission planen sollte. “Es gibt wirklich hervorragende wissenschaftliche Möglichkeiten, darunter Heliophysik, Planetenforschung und Astrophysik”, sagt Provornikova.

Einige der Rätsel, die das Team mit der Mission lösen möchte, sind: Wie das Plasma der Sonne interstellares Gas bildet, um unsere Heliosphäre zu erzeugen; Was ist jenseits unserer Heliosphäre? und wie unsere Heliosphäre überhaupt aussieht. Die Mission plant, “Bilder” unserer Heliosphäre mit energetisch neutralen Atomen zu erstellen und vielleicht sogar “extragalaktische Hintergrundbeleuchtung aus den frühen Zeiten unserer Galaxienbildung zu beobachten – etwas, das von der Erde aus nicht zu sehen ist”, sagt Provornikova. Wissenschaftler hoffen auch, mehr über die Interaktion unserer Sonne mit der lokalen Galaxie zu erfahren, die dann Hinweise darauf geben könnte, wie andere Sterne in der Galaxie mit ihren interstellaren Nachbarschaften interagieren, sagt sie.

Die Heliosphäre ist auch wichtig, weil sie unser Sonnensystem vor hochenergetischen galaktischen kosmischen Strahlen schützt. Die Sonne wandert um unsere Galaxie und durchquert verschiedene Regionen des interstellaren Raums, sagt Provornikova. Die Sonne befindet sich derzeit in der sogenannten lokalen interstellaren Wolke, aber neuere Forschungen legen nahe, dass sich die Sonne möglicherweise an den Rand der Wolke bewegt und in die nächste Region des interstellaren Raums eindringt – über die wir nichts wissen. Eine solche Änderung könnte dazu führen, dass sich unsere Heliosphäre ausdehnt oder schrumpft oder die Menge der galaktischen kosmischen Strahlen ändert, die in das Hintergrundstrahlungsniveau der Erde eintreten und dazu beitragen, sagt sie.

Dies ist das letzte Jahr einer vierjährigen “pragmatischen Konzeptstudie”, in der das Team untersuchte, was die Wissenschaft mit dieser Mission erreichen könnte. Ende des Jahres wird das Team der NASA einen Bericht vorlegen, in dem die potenziellen wissenschaftlichen Erkenntnisse wie Instrumentenauszahlungen und Beispiele für Raumfahrzeug- und Umlaufbahnkonstruktionen für die Mission dargelegt werden. „Unser Ansatz ist es, das Menü zusammenzustellen, was in einer solchen Weltraummission getan werden kann“, sagt Provornikova.

Die Mission könnte in den frühen 2030er Jahren beginnen und es würde ungefähr 15 Jahre dauern, bis die Heliosphärengrenze erreicht ist – ein Tempo, das im Vergleich zu den Voyagern, die 35 Jahre brauchten, um dorthin zu gelangen, schnell ist. Das aktuelle Missionsdesign soll 50 Jahre oder länger dauern.

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Lili Falk

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