Eine totale Sonnenfinsternis vor einem schwarzen Himmel. Die nächste Sonnenfinsternis erreicht die Vereinigten Staaten am 8. April 2024.(Bildnachweis: Paul Souders/Getty Images)
Der neue NASA-Astronaut Andre Douglas hat früher beruflich das Verhalten der Sonne studiert.
Damit ist Douglas, der am 5. März die Grundausbildung zum NASA-Astronauten bestanden hat, in der perfekten Position, um über die totale Sonnenfinsternis 2024 zu sprechen, die am 8. April über die Vereinigten Staaten hinwegziehen wird.
Der Mond wird aus der Perspektive eines kleinen Teils der Erde entlang des Totalitätspfads vollständig vor der Sonne vorbeiziehen und kurzzeitig einen spektakulären Anblick bieten, und Douglas gehört zu einer Gruppe begeisterter NASA-Astronauten, die dieses Ereignis feiern. Douglas war einst an einem Missionsvorschlag zur Erforschung der Sonne beteiligt, den er kosmischeweiten.de wenige Stunden nach Abschluss seiner Grundausbildung mitteilte.
„Wir versuchten, das Verhalten der Sonne zu verstehen, da unsere Sonne in 11-jährigen Zyklen arbeitet, und wir versuchten, die Heliosphäre zu verstehen“, erinnerte sich Douglas. Die Heliosphäre ist die Blase im Sonnensystem, in der der Sonnenwind, also der ständige Teilchenstrom unserer Sonne, seinen Einfluss ausübt: Polarlichter oder Nordlichter sind eines der bekanntesten Beispiele dafür.
Douglas war zuvor Ingenieur am Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory in Baltimore und arbeitete an vielen Missionen mit. Für die Sonne gehörte er zu einem Team, das eine Mitfahrmission für Raumfahrzeuge namens SIHLA (Spatial/Spectral Imaging of Heliospheric Lyman Alpha) vorschlug.
SIHLA war einer der beiden Halbfinalisten, die 2019 an einer NASA-Mission zur Erforschung des interstellaren Raums und zur Kartierung der Heliosphäre teilnehmen dürfen. Die IMAP-Mission (Interstellar Mapping and Acceleration Probe) der NASA wird frühestens 2025 starten. (SIHLA wurde nicht für den Start ausgewählt, da stattdessen ein Instrument zur Untersuchung der Erdatmosphäre ausgewählt wurde, aber die Arbeit von SIHLA könnte für zukünftige Missionsvorschläge nützlich sein).
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Künstlerische Darstellung der Teile der Heliosphäre, des Einflussbereichs der Sonne auf die Erde. Abgebildet sind auch (nicht maßstabsgetreu) die Raumsonden Voyager 1 und Voyager 2 der NASA, die sich jetzt im interstellaren Raum befinden und auf ihren ausgedehnten Missionen Untersuchungen der Heliosphäre durchführen. (Bildnachweis: NASA)
Die Arbeit von Douglas wird zwar nicht mit IMAP funktionieren, aber er hat einen Teil der Software für ein anderes spektakuläres NASA-Projekt namens DART (Double Asteroid Redirection Test) geschrieben, das im Jahr 2022 erfolgreich in einen Asteroidenmond einschlug. Douglas war ein Ingenieur für Fehlermanagement, der Programmierskripte schrieb, um den DART-Computer in einen „sicheren Modus“ zu versetzen, falls etwas schief gehen sollte.
„Diese Projekte waren ziemlich cool“, sagte Douglas über seine Zeit bei APL, einschließlich seiner Arbeit in der Sonnenforschung. Und er ist nicht der einzige neue NASA-Astronaut, der sich häufig mit der Sonnenwissenschaft beschäftigt hat.
NASA-Astronaut Andre Douglas während eines Weltraumspaziergangs oder eines Trainings für außerkörperliche Aktivitäten im Neutral Buoyancy Laboratory der NASA in Houston. (Bildnachweis: NASA/James Blair)
Christopher Williams, ein Astrophysiker und Medizinphysiker, bevor er zur NASA kam, sagte, er freue sich auf die Sonnenfinsternis, weil sie uns einzigartige Einblicke in die äußere Atmosphäre der Sonne geben werde.
Williams weiß im Detail, was ihn erwartet, da er früher regelmäßig Sterne studierte: Bei seiner Arbeit am U.S. Naval Research Laboratory untersuchte er Supernovas, also Sternexplosionen, mit einem weltberühmten Satz von Radioteleskopen, dem Karl G. Jansky Very Large Array. (Die Antennen stehen in der Wüste von New Mexico und in Hollywood und halfen einst bei der Kommunikation mit Außerirdischen für den Film „Contact“ (1997) mit Jodie Foster in der Hauptrolle).
Antennenschüsseln des Karl G. Jansky Very Large Array-Radioteleskops in der Nähe von Magdalena, New Mexico. (Bildnachweis: Jon G. Fuller/VWPics/Universal Images Group via Getty Images)Ich forschte im Bereich der Radioastronomie und untersuchte Supernovas und insbesondere die Radioemission von Supernovas, die uns Aufschluss über die Geschichte des explodierten Sterns gibt“, erklärte Williams. Die Schockwellen von Supernovas, die auf den Sonnenwind treffen, geben Hinweise auf die Sternentwicklung, indem sie zeigen, wie das Licht im Radio [Wellenlängen] verblasst“, fügte er hinzu, da dieser Prozess einzigartige Lichtsignaturen erzeugt.
Die Verwendung des Very Large Array zur Untersuchung dieser Supernovas „war eine großartige Erfahrung“, die den langen Weg ebnete, der Williams schließlich zur NASA führte, erklärte er. Seine Liebe zur Radioastronomie führte ihn dann an das Massachusetts Institute of Technology (MIT), wo er seinen Schwerpunkt auf die Kosmologie oder die Geschichte des Universums legte.
NASA-Astronaut Christopher Williams bei der Arbeit an der Hardware für Weltraumspaziergänge im Johnson Space Center der NASA in Houston. (Bildnachweis: NASA/Riley McClenaghan)
Während seiner Zeit am MIT arbeitete Williams weit draußen in der Wüste von Australien. Er half beim Bau des Murchison Widefield Array (MWA), das mit mehr als 4.000 Einzelantennen arbeitet, die ihren Blick über einen weiten Bereich des Himmels verteilen. Es ist ein großartiges Instrument für die großflächige Kartierung des Kosmos und die Erfassung kurzer Ereignisse wie Supernovae.
„Wir haben versucht, uns ein Bild von den so genannten ‚dunklen Zeiten‘ des Universums zu machen, oder dem sehr frühen Universum [etwa] 100.000 Jahre nach dem Urknall“, sagte Williams über seine Forschung. Die MWA-Untersuchung, an der er arbeitete, untersuchte, wie sich Wasserstoff in dieser Zeit bildete; sein Team plante, neutralen Wasserstoff zu untersuchen, um wiederum mehr darüber zu erfahren, wie die ersten Sterne und Galaxien entstanden.
Dieses zusammengesetzte Bild zeigt die rote Radiowellensignatur des Nachthimmels, die über das Murchison Widefield Array – ein hochmodernes Radioteleskop im australischen Outback – schwebt. (Bildnachweis: © MWA Collaboration und Curtin University)
In den ersten 380.000 Jahren nach dem Urknall verschmolzen Materie und Energie zu überhitztem Gas (oder Plasma), das sich mit der Größe des Universums ständig ausdehnte. In dieser Zeit gab es zu viele Kollisionen subatomarer Teilchen, als dass Elektronen stabile Atome hätten bilden können. Nachdem das Universum jedoch groß genug und kühl genug war, konnten Elektronen aus subatomaren Teilchen gebildet werden.
Diese Abkühlungszeit war die Zeit, in der sich neutrale Wasserstoffatome bildeten, obwohl die Atome schnell ionisiert wurden, nachdem genügend Sterne geboren worden waren. Die ultravioletten Lichtphotonen dieser jungen Sterne, die nicht mehr vom Wasserstoff absorbiert wurden, reisten dann ohne Hindernisse durch das Universum und beendeten das „dunkle Zeitalter“. Aber das Licht kam nicht so schnell durch: Der Prozess begann etwa 680 Millionen Jahre nach dem Urknall und endete etwa 1,1 Milliarden Jahre nach dem Urknall.
„Es steckt viel wissenschaftliche Tiefe darin, aber im Grunde geht es darum, herauszufinden, wie sich Galaxien gebildet haben“, sagte Williams über die Forschung. „Es war eine unglaubliche Erfahrung, denn ich konnte sowohl an der Kosmologie als auch an der Wissenschaft dahinter arbeiten – und mir die Hände schmutzig machen, indem ich beim Bau dieses Teleskops in der abgelegenen Wüste von Westaustralien half, wo es nicht viele andere konkurrierende Radioquellen gibt.“
Näher an der Heimat sind auch die neuen NASA-Astronauten, die sich dem Korps mit anderen Fachkenntnissen angeschlossen haben, bereit für die neue Sonnenfinsternis.
Die neue Astronautin Jessica Wittner, Marinefliegerin und Testpilotin, erinnert sich daran, wie sie in ihrer kalifornischen Grundschule mit einer Sonnenbrille eine Sonnenfinsternis beobachtete (vermutlich war das die ringförmige „Feuerring“-Sonnenfinsternis vom 4. Januar 1992). „Ich liebe alles, was mit dem Weltraum zu tun hat. Wenn es zu dieser (Sonnenfinsternis) kommt, werde ich wieder ganz das kleine Kind sein, wenn es passiert“, sagte sie gegenüber kosmischeweiten.de.
Der befreundete Marineflieger und neue Astronaut Jack Hathaway sagte, er hoffe, dass er seine Kinder im Schulalter zu dem Ereignis mitbringen könne, da es so nah an Houston sei: „Hoffentlich bekommen wir die Gelegenheit, uns das anzusehen“, sagte er in einem anderen Interview. „Es wird eine großartige Gelegenheit sein, aus erster Hand zu erfahren, was für Wunder das Universum bewirken kann.“
