Die NASA wartete 11 Jahre auf die Beobachtung, wurde jedoch durch einen Wasserrohrbruch zum Abbruch gezwungen

Wir haben viele schockierende Bilder der Sonne gesehen, wie dieses hier, „Sun Smile.jpg“, bei dem schwer zu sagen ist, ob es böse oder süß ist, und viele dynamische hochauflösende Videos.

Bildnachweis: NASA/GSFC/SDO

Viele dieser ikonischen hochauflösenden Bilder stammen vom Solar Dynamics Observatory (SDO). Seit seiner Einführung im Jahr 2010 blickt SDO in die Sonne und sammelt große Mengen wertvoller Daten, von denen die meisten auf Servern im Joint Science Operations Center (JSOC) in Stanford, USA, gespeichert sind. Diese Daten ermöglichen es den Zuschauern nicht nur, täglich Bilder der Sonne zu sehen, sondern überwachen auch Signale bevorstehender Sonnenstürme.

Anfang Oktober letzten Jahres bestätigte die NASA offiziell, dass die Sonne das solare Maximum ihres 11-jährigen Aktivitätszyklus erreicht hat . Dies ist die aktivste Periode für Ereignisse wie Sonnenflecken, Flares und koronale Massenauswürfe (CMEs). Auch deshalb ist das Solarmonitoring von SDO besonders wichtig. Die Forscher rüsten sich dafür und versuchen, mithilfe verschiedener Sonnensonden in Echtzeit Daten in verschiedenen Dimensionen zu überwachen und zu sammeln, um die Sonnenphysik besser zu verstehen. Doch während dieser kritischen Zeit kam es aufgrund eines Wasserrohrbruchs zu einer Unterbrechung der Datendienste von SDO.

Bildquelle: JSOC-Archiv

Am 27. November 2024 Ortszeit veröffentlichte das JSOC-Team ein Protokoll, in dem es hieß, dass am 26. November in dem Raum, in dem sich der Server befand, ein Kondenswasserrohr mit einem Durchmesser von etwa 10 cm (4 Zoll) gebrochen sei, wodurch sich im JSOC-Raum Wasser bis zu einer Tiefe von mehreren Zoll ansammelte und viele elektronische Geräte im Gebäude schwer beschädigt wurden , darunter der Server, der Daten von zwei Kerninstrumenten von SDO speichert und verteilt, der auch der Server des Transition Region Imaging Spectrograph (IRIS) ist. Obwohl das Wasser im Zimmer am nächsten Tag abgelassen worden war, waren verschiedene Gegenstände immer noch feucht und es gab mehrere Lecks, die immer noch elektronische Geräte beschädigten.

Nach dem Vorfall erstellte das JSOC-Team sofort eine Notfallressourcenseite, um die verfügbaren Informationen für Benutzer zu aktualisieren, die die Daten möglicherweise benötigen. Die Situation war jedoch so ernst, dass alle archivierten Daten vorübergehend nicht zugänglich waren und die Verarbeitung und Verteilung wissenschaftlicher Daten in Echtzeit vorübergehend unterbrochen wurde . Obwohl SDO und IRIS in der Weltraumumlaufbahn noch immer normal arbeiten und wie geplant Daten erfassen und die erfassten Daten nicht verloren gehen, vermittelt diese Ankündigung, die nach dem Motto „Peng, alles ist weg!“ klingt, bei den Menschen immer noch ein gewisses Gefühl der Absurdität eines „Grassroots-Teams“.

Solarfotograf

Zu Beginn des 21. Jahrhunderts schlug die NASA das Programm „Living With a Star “ (LWS) vor, dessen Ziel es ist, durch eine Reihe von Sonnenerkundungsmissionen den Einfluss der Sonne auf verschiedene Aspekte des Sonne-Erde-Systems zu verstehen und genaue Vorhersagen des Weltraumwetters zu erreichen. Das im Februar 2010 gestartete SDO ist die erste Mission des Programms. Sein wichtigstes wissenschaftliches Ziel besteht darin , die Sonne in mehreren Bändern zu beobachten, die Sonnendynamik zu verstehen, Daten zur Struktur des Magnetfelds der Sonne zu sammeln und Änderungen der Sonnenstrahlung zu überwachen.

Bildnachweis: NASA

Alle Aktivitäten der Sonne, egal wie groß oder klein, haben Auswirkungen auf die Erde . Aber wir, die wir auf der Erde leben, haben noch immer viele Fragen zu unserem Heimatplaneten.

Welcher Mechanismus treibt beispielsweise den etwa elfjährigen Aktivitätszyklus der Sonne an? Wie gibt die Sonne ihre gespeicherte magnetische Energie in die Heliosphäre ab? Wie wirkt sich kleinräumige magnetische Rekonnexion auf großräumige Turbulenzen aus und trägt sie zu den ungewöhnlich hohen Temperaturen in der Sonnenkorona bei? Welche Magnetfeldkonfigurationen führen zu Aktivitäten wie koronalen Massenauswürfen und Flares? Können Struktur und Dynamik des Sonnenwindes in Erdnähe durch das Magnetfeld und die Atmosphärenstruktur auf der Sonnenoberfläche bestimmt werden? Und vor allem: Kann das Weltraumwetter durch die Überwachung der Aktivität auf der Sonnenoberfläche zuverlässig vorhergesagt werden?

Um diese Fragen im Zusammenhang mit der Sonnendynamik zu erforschen, verfügt SDO über drei wissenschaftliche Instrumente – das Helioseismological and Magnetogenic Instrument (HMI), das Extreme Ultraviolet Variability Experiment (EVE) und die Atmospheric Imaging Assembly (AIA) – die nicht nur die Sonnenaktivität in Zeitskalen von Sekunden bis Jahren kontinuierlich beobachten können, sondern auch Aktivitäten im Sonneninneren, der Photosphäre und der Korona aus mehreren Bändern beobachten können.

Bildnachweis: NASA

Unter anderem kann das AIA kontinuierliche Beobachtungen der Sonnenchromosphäre und -korona in sieben Extrem-Ultraviolett-Kanälen liefern und Temperaturänderungen von 20.000 Kelvin bis 20 Millionen Kelvin anzeigen. Dank dieses Instruments können wir seit Mai 2010 auf der vom Forschungsteam erstellten Website „The Sun Today“ täglich Bilder der Sonne sehen.

EVE befasst sich mehr mit Änderungen im Spektrum der Sonnenstrahlung . Die von der Sonne ausgestrahlten hochenergetischen extrem ultravioletten Photonen (EUV) können die obere Atmosphäre der Erde erwärmen und so die Ionosphäre bilden. Allerdings verändert sich die EUV-Strahlung ständig, und diese Veränderung hat erhebliche Auswirkungen auf die Erwärmung der Atmosphäre, den Luftwiderstand von Satelliten, Satellitenkommunikationssysteme usw. Darüber hinaus kann HMI mithilfe mehrerer Filter präzise Messungen des solaren Magnetfelds durchführen . Diese Daten können Forschern helfen, die Beziehung zwischen der inneren Dynamik der Sonne und der magnetischen Aktivität herzustellen.

Im Vergleich zum SDO, das über viele Funktionen verfügt, ist IRIS , das im Juni 2013 von der NASA gestartet wurde, nur eine kleine Sonde, die hauptsächlich ein Sonnenteleskop und ein Spektrometer verwendet, um die Sonnenchromosphäre zu erforschen , eine komplexe Schnittstelle zwischen der Sonnenphotosphäre und der Korona. Es ist ein Schlüsselbereich für das Verständnis, wie die Sonne Energie auf den Sonnenwind überträgt, und ist auch ein „Repräsentant“ für das Verständnis der Sternatmosphäre.

Das IRIS-Raumschiff wird in einem Reinraum von Lockheed Martin zusammengebaut. Bildnachweis: NASA, Lockheed Martin

Vorübergehende Abwesenheit

Während des alle elf Jahre auftretenden Sonnenmaximums hätte SDO das Magnetfeld der Sonne regelmäßig messen sollen. Dadurch könnten die Forscher die Geometrie des Magnetfelds der Sonne und die Entwicklung der Sonnenflecken genauer verfolgen, was wiederum bei der Vorhersage kommender Aktivitäten wie Sonneneruptionen helfen kann. Die Kombination mit erdgebundenen Observatorien wird den Forschern helfen, die Richtung koronaler Massenauswürfe zu bestimmen.

Doch leider müssen sowohl der „Allround-Fotograf“ SDO als auch das auf die Chromosphäre spezialisierte IRIS, die zwar weiterhin planmäßig im Orbit operieren und fleißig Daten sammeln, wegen eines Wasserrohrbruchs vorübergehend ausfallen. Glücklicherweise betraf der JSOC-Serverunfall nur die Daten von AIA, HIM und IRIS, und die Daten von EVE blieben verschont.

Seit Mitte Februar aktualisiert das JSOC-Team den Reparaturfortschritt auf der Seite „Notfallressourcen“ und stellt gleichzeitig alternative Datenquellen bereit. Das Team richtete schnell einen virtuellen Server ein, der es Benutzern ermöglicht, im Laufe der Zeit auf historische AIA- und HMI-Daten zuzugreifen. Am 14. Februar wurde die normale Datenverarbeitung schließlich wieder aufgenommen, wobei nur noch ein kleiner Teil der historischen Daten wiederhergestellt wurde.

Es ist schwer vorstellbar, dass im Grenzbereich der Weltraumforschung beinahe durch die Unzuverlässigkeit der Bodenkontrollräume enorme Verluste verursacht worden wären. Allerdings kommt es im Zuge des Fortschritts immer auch zu Unfällen, und vielleicht wird es bis zum nächsten Sonnenmaximum schon zu enormen Verbesserungen bei der Kühlausrüstung kommen.

Verweise

[1]https://gizmodo.com/busted-water-pipe-halts-nasas-solar-observations-at-the-worst-possible-time-2000533455

[2]https://www.eoportal.org/satellite-missions/sdo#sdo-solar-dynamics-observatory

[3]https://www.eoportal.org/satellite-missions/iris#eop-quick-facts-section

[4]https://suntoday.lmsal.com/suntoday/?suntoday_date=2025-02-27、

[5]https://sdoisgo.blogspot.com/

[6]https://solarweb1.stanford.edu/JSOC_Emergency_Resources.html

Planung und Produktion

Quelle: Global Science (ID: huanqiukexue)

Autor: Bu Zhou

Herausgeber: Wang Mengru

Korrekturgelesen von Xu Lailinlin