Ausreichend Vorwarnung vor dem nächsten Sonnensturm: Ein internationales Forscherteam hat den ersten Prototypen eines europäischen Frühwarnsystems für Weltraumwetter entwickelt. Das Frühwarnsystem analysiert die Daten aktueller Weltraummissionen in Echtzeit und berechnet Stärke, Richtung, Geschwindigkeit und Verlauf von Sonnenstürmen sowie die zu erwartenden Folgen auf der Erde.
Starke Sonnenstürme können den reibungslosen Betrieb von Technologien auf der Erde beeinträchtigen oder sogar zum Erliegen bringen. Besonders kritisch wird es, wenn die energiereichen Strahlen- und Teilchenströme aus dem All länger andauernde Stromausfälle oder Störungen der Satellitennavigation und -kommunikation auslösen. Entsprechend wichtig ist es daher, rechtzeitig gewarnt zu sein. Denn dann können beispielsweise Satellitenbetreiber sensible Systeme abschalten oder die Astronauten der ISS in geschützte Bereiche flüchten.
Die Entfernung zwischen Erde und Sonne beträgt rund 150 Millionen Kilometer, doch für die rasend schnellen Strahlen- und Teilchenströme eines Sonnensturms sind sie schnell überwunden: Mit Geschwindigkeiten von bis zu zehn Millionen Kilometern pro Stunde können diese bei solaren Plasmaeruptionen freigesetzen Stürme innerhalb eines Tages die Erde erreichen. Damit ein herannahender Sturm rechtzeitig entdeckt wird, nutzt das Frühwarnsystem die Daten von Sonnen-Observatorien der NASA, aber auch der ESA-Mission Proba 2 sowie der internationalen Raumstation ISS.
3D-Kartierung zeigt Gefahrenzonen im Erdumfeld
„Die Daten werden speziell aufbereitet, und bereits zwei Minuten später haben wir die erste Meldung, ob der prognostizierte Sonnensturm die Erde erreicht“, erläutert Projektleiter Volker Bothmer von der Universität Göttingen. „Aus der Analyse lassen sich die Eigenschaften des Sonnensturmes ableiten, der Zeitpunkt, wann er ungefähr auf der Erde eintrifft und welche Auswirkungen das Unwetter hier haben wird.“ Daraus werden unter anderem zeitlich hochaufgelöste 3D-Kartierungen der Elektronendichteverteilung in der oberen Erdatmosphäre erstellt. Sie verraten die Stärke der elektrischen Ströme, das Auftreten von Polarlichtern und welche Gefahr Navigationssystemen droht.
Die Wissenschaftler können diese Informationen bereits eine Stunde nach Auftreten eines starken Sonnensturms zur Verfügung stellen. Die Vorwarnzeit bei starken Sonnenstürmen reicht von einem halben Tag bis zu mehreren Tagen, auch langfristige „Groß-Weltraumwetterlagen“ können über einen Zeitraum von ein bis zwei Wochen erstellt werden. Sollte ein heftiger Sonnensturm die Erde zu reffen drohen, wird über eine Kooperation mit Medien auch die Bevölkerung informiert. Die Frühwarnungen werden zudem auf der Internetseite des Projekts veröffentlicht.
(Georg-August-Universität Göttingen, 25.09.2013 – NPO)
