Proba-3-Mission: Beginn einer neuen Ära weltraumgestützter Beobachtungen „künstlicher Sonnenfinsternisse“

Schematische Darstellung der Proba-3-Mission. Bildnachweis: ESA-F. Zonno

Autor: Huang Xianghong Duan Yuechu

Auf ihrer großen Reise zur Erforschung des Universums steht die Europäische Weltraumorganisation (ESA) kurz vor einem bahnbrechenden Schritt: Der Start der Mission Proba-3 ist für den 4. Dezember um 18:38 Uhr Pekinger Zeit vom Satish Dhawan Space Center in Indien geplant.

Die Proba-3-Mission ist keine einfache. Es wird von zwei Satelliten durchgeführt. Obwohl ihr Gesamtgewicht nur etwa 550 kg beträgt und sie ein wenig „klein und fein“ aussehen, sollten Sie diese beiden Brüder nicht unterschätzen. Nach dem erfolgreichen Start und dem Erreichen der vorbestimmten Umlaufbahn werden sie in die stark elliptische Umlaufbahn der Erde einschwenken, mit einem Apogäum von 60.530 Kilometern und einem Perigäum von 600 Kilometern Entfernung von der Erde. Die Bahnneigung beträgt fast 59 Grad, wie bei interstellaren Reisenden, die ihre Routen genau geplant haben und auf ein mysteriöses Datum zusteuern.

Die beiden Satelliten haben eine klare Arbeitsteilung und können als Paar mit perfektem Verständnis bezeichnet werden. Einer der Satelliten trägt eine Sonnenschutzscheibe mit einem Durchmesser von 1,4 Metern, quasi einen kosmischen „Sonnenschirm“; der andere ist mit einem fortschrittlichen Koronagraphensystem ausgestattet, das für die Beobachtung der Sonnenkorona zuständig ist. Nachdem sie die Umlaufbahn erreicht und einen stabilen Flug erreicht hatten, begannen die beiden Flugzeuge mit dem Formationsflug und passten ihre Fluglagen in einem Abstand von etwa 150 Metern geordnet an. Dann geschah eine zauberhafte Szene: Der Satellit mit der Sonnenschutzscheibe nutzte die Gelegenheit und blockierte präzise die „Sicht“ des Koronagraphen-Satelliten auf die Sonne. Auf diese Weise wurde eine „künstliche Sonnenfinsternis“ im Weltraum inszeniert.

Die Beobachtung der Sonnenkorona war schon immer ein langjähriges Problem in der Astronomie. Wenn man früher die Sonnenkorona im Detail beobachten wollte, konnte man sich nur auf eine totale Sonnenfinsternis freuen, aber diese Gelegenheit war erbärmlich selten. Jede totale Sonnenfinsternis war wie ein Strohfeuer und dauerte nur wenige Minuten. Die Astronomen hatten gerade ihre Geräte aufgebaut und die Parameter angepasst, und bevor sie Zeit hatten, ihre Augen an der Sonnenfinsternis zu weiden, war sie vorbei und alle trommelten auf die Brust und stampften mit den Füßen. Mit der Einführung der Proba-3-Mission konnte dieser Stillstand endgültig beendet werden. Seine Umlaufzeit beträgt etwa 19 Stunden und 36 Minuten. Noch überraschender ist, dass die Dauer der „künstlichen totalen Sonnenfinsternis“ in jedem Zeitraum etwa sechs Stunden betragen kann, was den Astronomen genügend Zeit zur Beobachtung lässt. Es ist, als ob die flüchtige Schönheit in einem ultralanglebigen Dokumentarfilm eingefroren wäre, und es ist schwierig, die Beobachtungsgenauigkeit nicht zu verbessern.

Aus Sicht der wissenschaftlichen Forschung ist die Mission Proba-3 von außerordentlicher Bedeutung. Die Sonnenkorona war schon immer in Geheimnisse gehüllt. Als äußere Atmosphäre der Sonne herrschen hier extrem hohe Temperaturen und äußerst komplexe Materiebewegungen. Es enthält viele wichtige Hinweise zur Sonnenaktivität, Energiefreisetzung und sogar zur Entwicklung des Sonnensystems. Aufgrund der begrenzten Beobachtungsbedingungen war das Verständnis der Wissenschaftler in der Vergangenheit so lückenhaft wie das eines Blinden, der einen Elefanten berührt. Mit Proba-3 sind nun kontinuierliche und detaillierte Beobachtungen möglich geworden, was der Sonnenphysikforschung zweifellos neuen Auftrieb verleiht.

Professor Smith, ein Experte der Internationalen Astronomischen Union, erklärte begeistert: „Die Proba-3-Mission stellt einen Meilenstein der Astronomie in den letzten Jahren dar. Sie ist, als würde sich für Astronomen eine Tür zu einer neuen Welt der Koronaforschung öffnen. Früher konnten wir während einer totalen Sonnenfinsternis nur wenige Fotos machen und nur begrenzte Daten sammeln. Jetzt können wir über einen langen Zeitraum und in alle Richtungen beobachten. Viele bislang ungelöste Rätsel könnten bald Antworten finden.“ Andere Wissenschaftler haben kühn spekuliert, dass die durch Proba-3 erzielten Beobachtungsergebnisse das bestehende Warnmodell für Sonnenstürme erneuern werden, sodass sich die Menschheit im Voraus vorbereiten und die potenziellen Schäden des Weltraumwetters an den Kommunikations- und Stromnetzen der Erde verringern kann.

Wenn man auf die Explorationsgeschichte der Europäischen Weltraumorganisation zurückblickt, hat die Proba-Serie von Satelliten immer eine Vorreiterrolle gespielt und die Mission einer miniaturisierten und kostengünstigen Weltraumerkundung übernommen. Die Proba-3-Mission ist die Kulmination früherer Erfahrungen und hat die Anwendungsgrenzen wichtiger Technologien wie Formationsflug und hochpräzise kollaborative Steuerung erweitert. Obwohl es im Laufe des Prozesses viele Schwierigkeiten gab, von den strengen Anforderungen an die Gewichtsreduzierung der Satellitenkomponenten bis hin zu den Schwierigkeiten präziser Steuerungsalgorithmen für Formationsflüge, musste das Forschungs- und Entwicklungsteam zahllose Neustarts und lange Nächte durchmachen, um die Schwierigkeiten zu überwinden. Doch es war diese Beharrlichkeit, die den Traum wahr werden ließ.

Wenn die Mission Proba-3 erfolgreich abgeschlossen wird, wird sie in vielen Bereichen Wirkung zeigen. Auf pädagogischer Ebene können die anschaulichen Beobachtungsbilder der „künstlichen Sonnenfinsternis“ in den Unterricht einfließen, die Liebe junger Menschen zur Astronomie entfachen und Talente für die Zukunft bewahren. In der Luft- und Raumfahrtindustrie wird die Ansammlung relevanter Technologien in die Satellitenherstellung, die Erforschung des Weltraums und andere Projekte einfließen und die dynamische Entwicklung der kommerziellen Luft- und Raumfahrt unterstützen. Im Bereich der Populärwissenschaft wird die öffentliche Aufmerksamkeit für die Weltraumforschung und die Sonnenforschung zunehmen und einen nationalen Hype um die Erforschung des Universums auslösen.

Heute sind die Augen unzähliger Menschen auf der ganzen Welt auf das Satish Dhawan Space Center gerichtet, und alle haben dieselbe Erwartung: Möge die Mission Proba-3 starten und reibungslos verlaufen und einen weiteren Höhepunkt zum Verständnis des Universums der Menschheit beitragen. Dieses von der Europäischen Weltraumorganisation sorgfältig vorbereitete Weltraumfest hat gerade erst begonnen und man darf sich schon auf die anschließende Spannung freuen. Der Weg der Weltraumforschung ist lang und die Suche der Menschheit nach der Wahrheit über das Universum wird niemals enden.