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Audioseite Solar Orbiter passiert die Erde

Der Solar Orbiter passiert die Erde (grafische Darstellung).

Sie soll den Sonnenwind studieren und erstmals hochauflösende Bilder von den Polen unseres Zentralgestirns machen. Jetzt rast die von Darmstadt aus gesteuerte Raumsonde Solar Orbiter noch einmal an der Erde vorbei – und muss dabei mehrere Gefahrenzonen durchqueren.

Wenn sich der Solar Orbiter am kommenden Wochenende mit etwa 29 Kilometern pro Sekunde zu einem sogenannten Flyby-Manöver der Erde nähert, werden die Flugingenieure vom Darmstädter Raumkontrollzentrum ESOC hellwach sein. Die Raumsonde der Europäischen Raumfahrtagentur Esa zur Erforschung der Sonne muss zwei Bereiche durchfliegen, in denen zahlreiche Satelliten und vor allem Weltraumschrott die Erde umkreisen. Die Gefahr einer Kollision ist laut Esa zwar gering, kann aber angesichts von Millionen von Teilchen nicht vom Tisch gewischt werden.

Die Erde als natürliche Bremse

Der Vorbeiflug an der Erde dient dazu, die Sonde abzubremsen und auf Kurs Richtung Sonne zu bringen. Dazu nutzt man die Gravitation der Erde anstatt extra Treibstoff zu verbrauchen. Zweimal vollführte Solar Orbiter solche "Gravity Assist Manouevres" bereits an der Venus, sechs weitere sind bis 2030 geplant.

Um 5.30 Uhr mitteleuropäischer Zeit erreicht der Orbiter am Samstagmorgen seinen erdnächsten Punkt. Er befindet sich dann in 460 Kilometern Höhe über den Kanaren. Zuvor überquert er von Australien kommend Afrika – zu weit südlich, um das sich schnell bewegende lichtschwache Pünktchen von Hessen aus mit dem Feldstecher zu erhaschen.

Zwei Gürtel müssen zwei Mal durchflogen werden

Dabei wird es insgesamt vier Mal besonders kritisch. Am Freitagabend durchfliegt die Sonde zunächst in 36.000 Kilometern Höhe den geostationären Orbit. Zahlreiche Satelliten stehen hier über festen Erdpunkten, da ein Erdumlauf hier ebenso lange dauert wie eine Umdrehung der Erde. Schon hier könnte die Sonde zudem auf Weltraumschrott treffen.

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Die zweite Gefahrenzone liegt deutlich erdnäher. Der Low Earth Orbit (LEO) befindet sich unterhalb von etwa 2.000 Kilometern über der Erde und beherbergt ebenfalls jede Menge Satelliten und Schrottteilchen. Auch die Internationale Raumstation ISS dreht hier in durchschnittlich rund 400 Kilometern Höhe ihre Runden. Beide Zonen durchfliegt der Solar Orbiter jeweils zweimal.

Kleines Fenster für mögliche Korrekturen

Ein Ausweichmanöver können die Darmstädter Flugingenieure nach Worten des Missionsbetriebsleiters im ESOC, Simon Plum, nur bis zu sechs Stunden vor der Annäherung fliegen. Das Kollisionsrisiko liegt nach seiner Einschätzung aber "weit unterhalb einer Promillegrenze".

Der Solar Orbiter war im Februar 2020 von Cape Canaveral in Florida (USA) gestartet. Er soll erstmals hochauflösende Bilder der Polarregionen der Sonne liefern. Zudem soll der Einfluss der Sonnenstrahlung und des Solarwinds auf das Weltraumwetter und die Erde näher erforscht werden. Auf seiner Mission wird er sich bis auf 42 Millionen Kilometer unserem Zentralgestirn annähern und somit näher an der Sonne sein als der innerste Planet Merkur.

Sonde sammelt Daten über Magnetfeld der Erde

Den Besuch am Wochenende wollen die Wissenschaftler auch nutzen, um Erkenntnise über das Magnetfeld der Erde zu gewinnen. Zusammen mit den durch die Satellitenmissionen "Cluster" und "Swarm" gewonnen Daten sollen sie helfen, ein detailliertes dreidimensionales Bild des Erdmagnetfelds zu erstellen.

In den kommenden Wochen wird die wissenschaftliche Arbeit dann weiter ausgedehnt. Waren die zehn Forschungsinstrumente an Bord bislang größtenteils im Test- und Kalibrierungsmodus, sollen sie nach dem Vorbeiflug ihren vollen Betrieb aufnehmen. Die nächsten Bilder werden für März erwartet. Dann ist Solar Orbiter nur noch rund 50 Millionen Kilometer von der Sonne entfernt.