SolarOrbiter

Künstlerische Darstellung der 'Solar Orbiter' Raumsonde bei der Annäherung an die Sonne.

Solar Orbiter ist eine ESA Mission zur Beobachtung der Sonne bei hoher räumlicher Auflösung und für in-situ Messungen der Heliosphäre sehr nahe der Sonne. Der Orbiter nähert sich der Sonne auf einem exzentrischen Orbit bis zu 60 Sonnenradien Abstand (0,28 AE), so nah wie keine andere Weltraumission zuvor. Ausserdem wird es mit SolarOrbiter erstmal möglich sein, die Pole der Sonne direkt zu beobachten.

Die Instrumentierung ist aufgeteilt in einen in-situ und einen "remote sensing" (Fernerkundung) Teil, wobei sich das Kiepenheuer-Institut bei letzterem engagiert. Das remote sensing Paket besteht aus einem Magnetographen der im sichtbaren Wellenlängenbereich arbeitet (Photospheric Helioseismic Imager - PHI) und die Photosphäre untersuchen soll, sowie jeweils einem EUV Spektrographen und Filtergraphen zur Untersuchung der heißen Übergangsregion und Korona. Daneben ist noch ein Koronograph (im Sichtbaren und UV) vorgesehen.

Die Mission unterteilt sich im Wesentlichen in zwei Phasen. In der ersten Phase, während der ersten Orbits um die Sonne, wird die Geschwindigkeit der Sonde in Sonnennähe etwa der Hälfte der Sonnenrotation entsprechen, so dass die Sonde für ca. 10 Tage sich vergleichsweise langsam relativ zur Sonnenoberfläche bewegen wird. So wird es in diesem Zeitraum möglich sein, die Entwicklung einer Region auf der Sonne unter nur langsam veränderlichen geometrischen Verhältnissen (Blickwinkel) zu verfolgen und gleichzeitig Teilchen, die aus dieser Region in die Heliosphäre entweichen direkt nachzuweisen und zu untersuchen.

In der zweiten Phase der Mission wird die Umlaufbahn der Sonde die Ekliptik verlassen, und es werden zunehmend höhere heliographische Breiten erreicht, bis zu 35 Grad. Dies wird es erstmals ermöglichen, die Magnetfelder an den Polen der Sonne mit hoher Auflösung und Genauigkeit zu untersuchen. Außerdem wird es erstmals möglich sein, direkt den schnellen Sonnenwind, ein Teilchenstrom der aus den polaren koronalen Löchern der Sonne entweicht, im EUV Bereich zu untersuchen.

Die offizielle ESA Projekt-information findet man unter sci.esa.int/home/solarorbiter/

Im Februar 2010 hat das Programmkomittee (SPC) der ESA den Solar Orbiter und zwei weitere Missionen für die Definitionsphase (Phase B) ausgewählt.  Im Oktober 2011 wurde Solar Orbiter dann endgültig ausgewählt. Als Starttermin ist das Jahr 2017 vorgesehen. An eine etwa dreijährigen cruise phase schließt sich die erste science operations phase an, die ebenfalls etwa drei Jahre dauren wird.

Beteiligung des KIS am Solar Orbiter:

Zusammen mit dem Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (MPS) und dem Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), hatte das KIS im Auftrag der ESA eine Machbarkeitsstudie für für den Photospheric and Helioseismic Imager (PHI) (seinerzeit VIM genannt)  erarbeitet, die als Grundlage für die Nutzlast-Definition durch die ESA herangezogen wurde.Das Instrument PHI wurde von ESA als eines der remote-sensing Instrumente uzsgewählt.

PHI wird von einem internationalen Konsortium unter der Führung des MPS gebaut.

PHI besteht aus zwei Teleskopen und einem Filter-Spektro-Polarimeter zur Messung des Magnetfelds und der Materieströmungen auf der Sonne mit hoher Genauigkeit. Das Full-Disk-Telescope beobachtet die ganze Sonnenscheibe bei geringer Winkelauflösung, während das High-Resolution Telescope mit seiner Öffnung von 14 cm einen Ausschnitt der Sonnenoberfläche von 1000 x 1000 Bogensekunden untersucht, mit einer Winkelauflösung von einer Bogensekunde. PHI wird von einem internationalen Konsortium unter der Leitung des MPS entwickelt. Um die in den Science Requirements festgelegte polarimetrische Genauigkeit zu erzielen, wird das HRT mit einer Bildstabilisierungseinheit ausgestattet, welche die Bildbewegung bei Frequenzen unterhalb 5 Hz um mindestens ein Faktor 30 reduziert, und um einen Faktor 10 für Freqeunzen zwischen 5 und 10 Hz. Unter normalen Bedingungen wird die verbleibende Bildbewegung rund 0.1 Bogensekunden betragen.

Die Bildstabilisierungseinheit (Image Stabilization System - ISS) für PHI wird unter der Federführung des KIS unter Beteiligung der Universität Barcelona (E) und dem Institut für Astronomie in Granada (E) entwickelt.

Neben dem instrumentellen Beitrag werden sich Wissenschaftler des KIS aktiv an der wissenschaftlichen Datenauswertung beteiligen.

Mehr Information zum Instrument PHI findet man unter www.mps.mpg.de/333963/PHI