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Eine künstlerische Darstellung der Parker Solar Probe, die sich der Sonne nähert (Bildnachweis: NASA’s Goddard Space Flight Center)

Die Astronomen streiten sich darüber, ob unser Mond einen eigenen Namen verdient. Immerhin ist er der Weg unseres Sonnensystems. Auch andere Monde haben Namen, wie Phobos und Deimos, und es gibt keinen Planeten mit dem Namen „Planet“ und keinen Asteroiden mit dem Namen „Asteroid“. Selbst Welten außerhalb unserer kosmischen Nachbarschaft haben Namen, wenn auch oft sehr langweilige. Die Namenlosigkeit unseres Mondes hat jedoch auch einen Silberstreif am Horizont: Sie zwingt uns, uns daran zu erinnern, dass er tatsächlich ein Mond ist.

Das gilt nicht für die Sonne, bei deren Namen man leicht vergisst, dass sie in Wirklichkeit ein unverständlicher, glühender Stern ist. Doch an Heiligabend dieses Jahres wird uns die kosmische Natur der Sonne dank eines robusten kleinen Raumschiffs, das sich auf einer spektakulären Reise durch den Weltraum befindet, wieder ins Gedächtnis gerufen: die Parker Solar Probe. Am 24. Dezember um 6:53 Uhr ET fliegt dieser kegelförmige Entdecker gefährlich nahe an keine geringere als unsere leuchtend gelbe Sonne heran.

„1969 haben wir Menschen auf dem Mond gelandet, an Heiligabend 2024 werden wir einen Stern umarmen“, sagt Nour Raouafi, Projektwissenschaftler der Parker Solar Probe Mission, gegenüber kosmischeweiten.de.

Am 12. August 2018 startete die NASA die Parker-Sonnensonde zur Sonne, in der Hoffnung, eine Reihe von seit langem bestehenden Sonnenrätseln zu entschlüsseln – das vielleicht verwirrendste davon betrifft die Tatsache, dass die Atmosphäre unseres Sterns seltsamerweise heißer ist als seine Oberfläche. Wodurch wird sie aufgeheizt? Das erscheint unlogisch, nicht wahr? Unter den Zuschauern am Starttag befand sich der verstorbene Dr. Eugene N. Parker, der unser Verständnis der Sonnenphysik revolutionierte, bevor die Sonnensonde ihre Expedition begann, und der Parker überhaupt erst seinen Namen gab; es war das erste Mal, dass der Namensgeber einer Raumsonde beim Start anwesend war.

Dann, am 14. Dezember 2021, gab die Behörde bekannt, dass die Parker-Sonnensonde erfolgreich in die Sonnenatmosphäre, die Korona, eingetreten ist und sich nur noch etwa 6,5 Millionen Meilen von der Oberfläche des Sterns entfernt befindet. Das war an sich schon monumental, aber seither ist die Sonde auf 21 Umläufen um die Sonne immer näher gekommen und hat dabei die Schwerkraft der Venus genutzt, um sich anzutreiben, und dabei immer wieder Rekorde gebrochen. So ist die Sonde mit einer Geschwindigkeit von 635.266 Kilometern pro Stunde (394.736 Meilen pro Stunde) offiziell das schnellste von Menschen geschaffene Objekt aller Zeiten.

Am 24. Dezember dieses Jahres wird die Parker-Sonnensonde jedoch ihren bisher engsten Vorbeiflug an der Sonne absolvieren und sich der Oberfläche des Objekts mit einer Geschwindigkeit von 690.000 km/h bis auf 6,1 Millionen Kilometer (3,8 Millionen Meilen) nähern. Damit werden alle bisherigen Rekorde gebrochen.

„Was die Parker Solar Probe an Heiligabend dieses Jahres tun wird, ist wirklich einmalig“, sagte Raouafi. „Von diesem Moment haben wir seit über 16 Jahren geträumt.“

Eine künstlerische Darstellung der Parker Solar Probe bei ihrer Arbeit um die Sonne. (Bildnachweis: NASA/Johns Hopkins APL/Steve Gribben)

Und, wie Raouafi erklärt, ist dies wahrscheinlich die einzige Annäherung, die die Sonde erreichen wird.

„Selbst wenn wir die Sonde technisch gesehen näher an die Sonne heranbringen können, ist das nicht möglich, weil der Hitzeschild nicht groß genug ist, um die Sonde zu schützen“, sagte er. „Wenn man sich der Sonne nähert, wird der Schattenkegel des Hitzeschilds enger, und möglicherweise werden Teile des Raumfahrzeugs direktem Sonnenlicht ausgesetzt – und das wollen wir nicht.“

In der Dunkelheit

Es gibt einen Aspekt der Reise der Parker-Sonnensonde, der auf den ersten Blick so aussieht, als würde er bei den Mitgliedern der Mission für Aufregung sorgen: Die Raumsonde wird während des großen Vorbeiflugs vom Netz sein; wir werden keine Möglichkeit haben, sie zu kontaktieren.

Der erste Beweis für Leben wird nicht vor dem 27. Dezember eintreffen, wenn ein Signalton das Team darüber informiert, dass die Parker-Sonnensonde ihre Reise durch die Sonnenkorona überlebt hat und sprechen kann. Die wissenschaftlichen Daten und Bilder werden allerdings erst im neuen Jahr eintreffen. John Wirzburger, Missionssystemingenieur für die Parker Solar Probe, sieht dies nicht als großes Problem. Er begrüßt sogar die Stille.

„Dies war eine großartige Zeit für die Leute, um sich zu entspannen – eine Pause zu machen – weil sie wissen, dass wir, wenn sie auf der anderen Seite herauskommen, alle wissenschaftlichen Daten löschen und das Raumschiff neu konfigurieren müssen“, sagte er gegenüber kosmischeweiten.de. „Diese Begegnung ist also fast wie eine eingebaute Atempause für uns.“

Die dunkle Phase der Parker-Exkursion ist natürlich zum Teil auf die spezielle Flugbahn der Sonde zurückzuführen – sie wird nicht in der Lage sein, Informationen über das Deep Space Network der NASA an die Erde zu übermitteln -, aber auch auf die wissenschaftlichen Ziele des Projekts.

„Weil wir der Sonne so nahe sind, stört die Sonne unsere Kommunikation“, sagt Wirzburger. „Aber wir wollen auch nicht, dass unsere Kommunikation unsere wissenschaftlichen Sammlungen stört.“

Allerdings glaubt Raouafi, dass die Anwesenheit der Parker-Sonnensonde den Raum für viele Wissenschaftler durchdringen wird, wenn auch durch Aromen von Lebkuchen und Klebeband.

„Glauben Sie mir, jeder wird Parker Solar Probe im Kopf und im Herzen haben und darüber nachdenken, was dieses kleine Ding vor dem Riesen, der unser Stern ist, macht“, sagte er. „Ich meine, wir leben seit fast 16 Jahren mit dieser Mission.“

Diese Gedanken werden jedoch hoffentlich den Geist der Weihnacht widerspiegeln. So wie man lernt, an die Fähigkeit eines Kindes zu glauben, gute Entscheidungen zu treffen, wenn es erwachsen wird und die Welt kennenlernt, hat sich die Angst des Teams der Parker-Sonnensonde, ihren Forschungsroboter so nah an die Sonne zu schicken, im Laufe der Jahre in Stolz aufgelöst.

„Zu Beginn der Mission waren wir jedes Mal, wenn wir uns der Sonne näherten, ziemlich nervös“, sagte Raouafi. „Aber jetzt haben wir den 21. Orbit geschafft, und das System funktioniert wirklich viel besser, als wir es uns vorgestellt haben.“

Keine Angst; kein Zittern

Das naheliegendste Worst-Case-Szenario für die Parker-Sonnensonde in den kommenden Tagen ist wahrscheinlich so etwas wie … „Wird sie explodieren?“ oder „Wird sie einfach nie wieder mit uns sprechen?“ Doch weder Raouafi noch Wirzburger fürchten diese Szenarien, denn sie halten sie für sehr unwahrscheinlich, vor allem wenn man bedenkt, wie hartnäckig die Sonde in den letzten Jahren war.

„Ich glaube, was mich am meisten schmerzen würde, wäre die Tatsache, dass ich während dieses Durchgangs keine wissenschaftlichen Daten gesammelt habe“, sagte Wirzburger, fügte aber hinzu, dass dieser Schmerz nur für die Dauer der nächsten Umlaufbahn anhalten würde: „Es ist nur ein dreimonatiger Schmerz aus dem Blickwinkel, dass wir uns darauf stürzen und herausfinden werden, was für Orbit 23 getan werden muss, um diese Situation zu beheben.“

Und tatsächlich hofft Raouafi, dass die Sonne die Stärke der Parker Solar Probe so gut wie möglich testet. Die Sonde wurde gestartet, als sich unsere Sonne am Anfang ihres 11-jährigen Sonnenzyklus befand – eine Zeit, die als Sonnenminimum bekannt ist, wenn die Sonne am wenigsten aktiv ist – aber sie nähert sich derzeit dem Sonnenmaximum, wenn sie am aktivsten ist.

„Ich hoffe, dass die Sonne uns eine dieser großen Explosionen – wirklich gewaltige Explosionen – schenkt, wenn Parker Solar Probe so nah an ihr ist, und wir sie damit fertig werden lassen“, sagte er. „Ich hoffe wirklich, dass die Parker Solar Probe uns eines der größten Geschenke aller Zeiten machen wird.“

Was die Geschenke angeht? Nun, die Sonde hat in den letzten Jahren bereits einige Geschenke verteilt. Zum Beispiel flog sie am 5. September 2022 direkt durch einen enormen koronalen Massenauswurf, den man sich als einen Plasmabrocken vorstellen kann, der aus der Sonne herausbricht. Dabei stellte sich heraus, dass bei einem solchen Ereignis der Weltraum buchstäblich gründlich gereinigt wird. Diese Auswürfe schienen alle Staubpartikel wegzufegen, die sich ihnen in den Weg stellten, und die Besatzungsmitglieder der Mission werden die Augen offen halten, falls diese Art von Ereignis noch einmal mit der Kamera eingefangen wird.

Missionen liefern können, die möglicherweise intensiven Weltraumumgebungen ausgesetzt sind, wie z. B. solche, die die Regionen um Jupiter oder Saturn erforschen wollen, wo die Strahlungswerte extrem hoch sind.

„Wir müssen unsere Solarzellen aktiv kühlen; wir pumpen deionisiertes Wasser durch sie hindurch, um sie kühl zu halten“, sagte Wirzburger. „Können andere Missionen dies übernehmen? Vielleicht nicht aus Gründen der Überlebensfähigkeit, aber aus Gründen der Effizienz.“

Angesichts dieser Belastung könnte man meinen, dass die Parker-Sonnensonde ziemlich abgenutzt ist (das habe ich auch), aber das könnte nicht weiter von der Wahrheit entfernt sein. Seltsamerweise hat sich die Sonne wie eine schöne Autowaschanlage für die Sonde verhalten.

„Im Grunde nehmen wir alle unsere Teile und backen sie aus, um zu versuchen, Verunreinigungen zu entfernen und sie schön sauber zu bekommen, bevor wir sie starten“, sagte Wirzburger. „Aber wir schicken sie in einen der besten Öfen im Sonnensystem, nahe der Sonne.“

„Wir sind der Meinung, dass der obere Schild – insbesondere das Hitzeschutzsystem – heute sauberer ist als bei seinem Start“, fügte er hinzu. „Wir denken, dass das Raumfahrzeug wahrscheinlich sehr schön aussieht und ein sehr schönes weißes TPS [Wärmeschutzsystem] auf der Oberseite hat.“

Mit Ausnahme einiger kleinerer Staubschäden an einem seiner Instrumente und einiger mikrometergroßer Partikel, die beim Aufprall auf klassischen Weltraumschrott von seinem Körper abgeschossen wurden, ist Parker in bester Verfassung.

„Das System verhält sich im Grunde so, als hätten wir es gestern eingeführt“, sagte Raouafi. „Es funktioniert so gut.“

Ein echter Star

Es ist nicht nur ein philosophisches Wunder, dass unsere Sonne ein Stern unter Milliarden von Billionen anderer im Universum ist; es ist auch ein praktisches Konzept für Astronomen.

„Wir benutzen die Sonne als Labor, um andere Welten da draußen zu untersuchen“, sagte Raouafi und betonte, dass das, was die Parker-Sonnensonde findet, die Feinheiten der Milliarden und Abermilliarden anderer Sterne da draußen im Universum erklären kann. Und in der Tat hofft das Team, dass es diese Feinheiten zusammen mit den Entdeckungen, die andere wissenschaftliche Bereiche über den Kosmos machen, für eine lange, lange Zeit aufdecken wird.

Die Sonde verfügt wahrscheinlich über genügend Treibstoff, um theoretisch mehrere Dutzend Jahre – möglicherweise sogar hundert Jahre – weiterarbeiten zu können, solange sie sich in einer Umlaufbahn um die Sonne befindet. Laut Wirzburger reicht dieser Treibstoffvorrat zwar aus, um den Schwung der Sonde aufrechtzuerhalten, aber er erlaubt es den Wissenschaftlern nicht, die Flugbahn der Sonde zu verändern. Das bedeutet, dass Parker wahrscheinlich ein Sonnenforscher bleiben wird, zumindest so lange, wie wir sehen können.

„Es ist nicht so, dass die Sonde herauskatapultiert und aus dem Sonnensystem geschleudert wird oder so etwas, oder dass wir in eine Spirale geraten“, sagte Wirzburger. „Für die absehbare Zukunft befinden wir uns also in unserer endgültigen Umlaufbahn, und sie wird für eine lange Zeit beibehalten.“

„Es besteht die Möglichkeit, dass wir im Jahr 2032 zur Venus zurückkehren könnten“, spekulierte er. „Das hängt von der NASA ab; von dem, was sie gerne tun würde – aber die Frage, die sich stellt, ist, wenn wir zur Venus zurückkehren können, was dann?“

In gewissem Sinne ist die Vorhölle, wenn man weiß, dass sie eine Ziellinie hat, ein schöner Raum, in dem man sich selbst wiederfindet, weil er eine kleine Pause bietet, in der die Fantasie die Führung übernehmen kann. Sicherlich ist es die bodenlose Vorstellungskraft der Wissenschaftler, die uns überhaupt erst an diesen historischen Punkt gebracht hat.

„Als ich als junger Wissenschaftler aufwuchs und mich mit dem Weltraum beschäftigte“, sagte Raouafi, „hörte ich von den vorherigen mindestens ein oder zwei Versuchen, eine Sonnensonde zu realisieren – und als sie alle nicht zustande kamen, war das wirklich ein saurer Geschmack.

„Für mich war es ein Traum, diese Mission noch zu meinen Lebzeiten zu erleben – aber für uns, die wir so stark daran beteiligt sind und sie auch leiten, ist es mehr als ein Traum; wir träumen mit offenen Augen.“

Update 23.12.: Der Vorbeiflug ist derzeit für 6:53 Uhr ET geplant.