Soho antwortet wieder

Die spektakuläre Rettung des europäisch-amerikanischen Sonnenbeobachtungs-Satelliten

Am 2. Dezember 1995 trat der Kundschafter die Reise zu seinem 1,5 Millionen Kilometer entfernten Einsatzort an. Dort, am sogenannten "Lagrangeschen Punkt L1", wo sich die Anziehungskraft von Sonne und Erde gegenseitig aufheben, sollte er Posten beziehen, um die Sonne zu beobachten und regelmäßig Berichte an die Bodenstationen zu übermitteln.

Soho- Satellit, ISD VisuLab

Soho wurde der Kundschafter getauft, abgekürzt für: Sonnen- und Heliosphären-Observatorium. Die europäische Weltraumbehörde Esa hatte ihn gebaut, die amerikanische Schwesterorganisation Nasa übernahm die Verantwortung für Start und Betrieb. Wissenschaftler aus Europa und den USA hatten insgesamt zwölf komplizierte Instrumente gebaut, um die Sonne im ultravioletten Licht zu beobachten, Veränderungen auf der Oberfläche zu messen und die Zusammensetzung und Stärke des Sonnenwindes zu bestimmen.

14. Juli 1998 - Die Suche geht weiter.

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Alles klappte bestens. Schon von den ersten Daten, die der Satellit kurz nach Abschluß der Einsatzerprobung im April 1996 übermittelte, waren die Wissenschaftler begeistert. Bald darauf sprachen sie gar von einer "Revolution der Sonnenforschung": Soho entdeckte gigantische, sich ständig neu bildende Magnetschleifen, deren jede einzelne soviel Energie enthält, wie ein großes Wasserkraftwerk in einer Million Jahren erzeugt.

Soho/EIT

Die Sonnensonde beobachtete Wirbelstürme, so groß wie die Erde, die mit Geschwindigkeiten von 15 Kilometern pro Sekunde über die Sonnenoberfläche tobten. "Wie die Wettersatelliten die Wettervorhersage auf der Erde revolutioniert haben, vermitteln uns unsere Beobachtungen völlig neue Einblicke in das Wetter auf der Sonne", sagte Jean-Pierre Delaboudinière vom Institut d'Astrophysique Spatiale in Orsay, Frankreich. Jahrzehntealte Rätsel der Wissenschaft schienen der Lösung nahe.

Am 25. Juni 1998, riß die Funkverbindung mit Soho plötzlich ab.

17. Juli 1998 . Die Suche geht weiter. Kollegen aus Stanford haben sich mit ihrer 50-Meter-Radarantenne der Suche nach einem Signal von SOHO angeschlossen. Die Möglichkeit, Soho mit Hilfe von Arecibo und DSN-Radar zu lokalisieren, wird untersucht.

Hatte ein Sonnensturm oder Magnetwirbel Soho zerstört? Nein, der Fehler war hausgemacht, wie eine von Esa und Nasa gemeinsam gebildete Untersuchungskommission rasch erkannte. Zwei vorprogrammierte Kommandosequenzen hatten falsche Daten über den Zustand des Satelliten produziert, woraufhin die Bodenstation einen Befehl zum Abschalten eines Kreisels sendete. Soho führte dann offenbar mehrmals das Manöver "Notausrichtung auf die Sonne" aus - bis der Kontakt abbrach.

Was nun? Die Ingenieure nahmen an, daß der Satellit sich jetzt in einer Position befand, bei der kaum Sonnenstrahlen auf die Solarzellen fielen. Es wurde also kein Strom erzeugt. Für Ende September jedoch, wenn Soho wieder günstiger zur Sonne stand, prognostizierten die Experten ein Maximum in der Stromversorgung. Dann war die Chance, den Kontakt wiederherzustellen, am größten.

Zuvor galt es aber festzustellen, ob die Sonde sich wirklich noch an der erwarteten Stelle befand. Dafür wurden mit dem 305-m-Radioteleskop in Arecibo, Puerto Rico, ein Megawatt starke Radarsignale ausgestrahlt. Als Empfänger diente die 70-m-Antenne des Nasa-Bodenstationsnetzes für interplanetare Missionen (DSN - Deep Space Network) in Goldstone, USA, da die Anlage in Arecibo nicht schnell genug von Senden auf Empfangen umschalten kann.

23. Juli 1998 - Die Radar-Operation Arecibo-Goldstone, die von 13.00 bis 15.45 ausgeführt wurde, scheint erfolgreich gewesen zu sein. DSS 14 in Goldstone konnte starke Echos von SOHO an der vorhergesagten Stelle empfangen.

Die Europäer erlebten so eine Situation nicht zum ersten Mal. Im Mai 1991 war der Kontakt zum Esa-Fernmeldesatelliten "Olympus" verlorengegangen. Doch die Auswertung der vor dem Ausfall aufgezeichneten Daten ließ damals darauf hoffen, daß dessen Stromversorgung sich nach und nach verbessern würde. Tatsächlich konnte vier Wochen später die Funkverbindung wiederhergestellt und der Satellit allmählich wieder zum Leben erweckt werden. Würden die gleichen Prozeduren auch bei Soho zum Erfolg führen?

Unermüdlich wurden Funksignale in Richtung Soho ausgestrahlt und auf eine Antwort gelauscht. Nach 39 Tagen erklang endlich das erste, erlösende Piepen.

4. August 1998 - Die Suche hatte endlich Erfolg! Gestern abend, 22:51 UT, nach einer weiteren Modifikation der gesendeten Kommandosequenz, wurden Trägersignale zwischen 2 und 10 Sekunden Länge sowohl von DSS 24 in Canberra als auch von der ESA-Station in Perth empfangen.

Nachdem die Funkverbindung stabilisiert worden war, galt es zunächst, sich ein Bild vom Zustand des Satelliten zu machen. Wie erwartet, hatte Soho sich stark abgekühlt. Die Batterien waren weitgehend entladen, der Treibstoff teilweise gefroren. Der wieder vorhandene Strom wurde daher zunächst dafür gebraucht, den Tank vorsichtig aufzutauen. Die langwierige Prozedur begann am 12. August und dauerte fast vier Wochen.

28. August 1998 - Haben das Aufheizen des Tanks fortgesetzt. Tank-Temperatur erreichte 9 Grad Celsius um 19:02 UT. Werden den Heizvorgang um 23 UT für 36 Stunden unterbrechen, um die Batterien aufzuladen. Werden Sonntagmorgen mit dem Aufheizen der Leitungen beginnen.

Am 8. September war das Antriebssystem endlich aufgetaut, die Batterien vollständig aufgeladen. Nun überlegten die Experten, wie sie die Raumsonde am sichersten wieder voll auf die Sonne ausrichten konnten. Ein detailliertes Manöver wurde ausgearbeitet und am 15. September in einer Simulation getestet. Dann wurde es ernst.

Soho/EIT

16. September 1998 - Ausrichtung auf die Sonne (ohne Rotationskontrolle) wurde um 18:30 UT erreicht. Alle Operationen verliefen nach Plan.

Ein Aufatmen ging durch die internationale Forschergemeinde: Soho ist wieder unter Kontrolle. Damit ist gleichwohl nur der erste und wichtigste Teil der Rettungsaktion bewältigt. Nun stehen umfangreiche Tests bevor, um festzustellen, wieviel Schaden die Bordsysteme und wissenschaftlichen Geräte in der Zwischenzeit genommen haben. "In einigen Fällen sind die Instrumente extremen Temperaturen von bis zu plus oder minus 100 Grad Celsius ausgesetzt worden", sagt der Esa-Projektwissenschaftler für Soho, Bernhard Fleck, von dem auch die aktuellen Berichte im Internet über den Stand der Rettungsarbeiten stammen, aus denen in diesem Text zitiert wurde (SOHO Recovery Updates).

Doch Fleck ist optimistisch: "Ich glaube, daß Soho seine wissenschaftiche Kapazität zur Beobachtung der Sonne weitgehend wiedererlangen kann."

Hoffen wir's: Um das Jahr 2000 herum erreicht die in elfjährigen Zyklen pulsierende Aktivität der Sonne ihr nächstes Maximum. In der Vergangenheit haben die damit verbundenen solaren Stürme zu Stromausfällen geführt und mehrere Satelliten in der Erdumlaufbahn beschädigt oder zerstört. Und seitdem hat unsere Abhängigkeit von moderner Informations- und Kommunikationstechnologie und damit die Anfälligkeit gegenüber Sonneneruptionen noch zugenommen. Es kann nicht schaden, dort draußen einen verläßlichen Kundschafter zu haben.

25. September 1998, abends - SOHO ist wieder im Normalbetrieb.

14. OKTOBER - Soho fast ganz funktionstüchtig. Neue High-Quality-Bilder der Sonne, die zu Beginn der Woche von SOHO aufgenommen wurden, haben die Hoffnung entstehen lassen, daß die Mission bald wieder zu ihren wissenschaftlichen Aufgaben zurückkehren kann.

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