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Technology Review

Sonnensturm beeinträchtigt Satelliten

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Eine Phase heftiger Sonnenaktivität, die am 5. Dezember begonnen und rund zehn Tage lang angehalten hatte, hat offenbar den Betrieb einiger Satelliten beeinträchtigt. Der Flugleiter der Cluster-Mission, Jürgen Volpp, berichtete von kleineren Unregelmäßigkeiten bei der Sonde Cluster 1. Bei Cluster 2 fiel die Lagekontrolle durch einen Stromausfall aus, sodass das Reservesystem einspringen musste. Bei Cluster 4 schaltete sich ein Hochleistungsverstärker ab.

Auch Envisat hatte mit Problemen zu kämpfen. Flugleiter Frank Diekmann sagte, dass der Computer an Bord des Satelliten seine Arbeit selbsttätig eingestellt habe, was dazu führte, dass sich alle Instrumente abschalteten. Integral-Flugleiter Michael Schmidt berichtet, dass das Team das Bildaufnahmegerät IBIS manuell abschalten musste, um Schäden zu verhindern. Der Röntgenmonitor JEM-X schaltete sich zweimal automatisch in den sicheren Modus. Inzwischen sind aber alle Probleme behoben, die Satelliten arbeiten wieder normal.

Grund für die Störungen waren heftige Röntgenstrahlungsausbrüche auf der Sonne, gefolgt von dabei freigesetzten hochenergetischen Protonen. Der Protonensturm hatte am 6. Dezember eingesetzt und verstärkte sich nach einem weiteren Ausbruch am 13. Dezember nochmals. In der Nacht vom 14. auf den 15. Dezember setzte mit dem Eintreffen von Plasma aus dem letzten Ausbruch ein heftiger Magnetsturm auf der Erde ein, der Nordlichter über Deutschland hervorrief. Die dafür verantwortliche Sonnenfleckengruppe 10930 ist inzwischen auf die erdabgewandte Seite der Sonne gewandert, Röntgen- und Protonenfluss sind seit einigen Tagen wieder im Normalbereich, das Erdmagnetfeld ruhig. Weitere Ausbrüche in den kommenden Tagen sind unwahrscheinlich.

Typische Folgen solcher Protonenstürme sind Störungen in Speichermodulen und Bildsensoren von Satelliten, die zu Fehlfunktionen führen können. Verrauschte Bilder des Sternenhimmels etwa können von der Lagekontrolle nicht mehr ausgewertet werden. Von der Strahlung hervorgerufene Soft Errors bei der Datenverarbeitung, so genannte Single Event Upsets (SEU), führen häufig zu Ausfällen des Computersystems. Satellitensysteme erkennen solche Fehler üblicherweise und reagieren durch Umschaltung in einen sicheren Modus. Empfindliche Instrumente müssen aber gelegentlich durch einen Eingriff der Bodenstation geschützt werden.

Derart starke Protonenausbrüche können Sonnensegel von Satelliten dauerhaft beschädigen; nach Schätzungen von Volpp dürfte der jüngste Ausbruch deren Leistung um ungefähr 0,5 bis 1 Prozent vermindert haben. Auf der Erdoberfläche sind die Wirkungen solcher Röntgen- und Protonenstürme nicht messbar, da Strahlung und Partikel von der Erdatmosphäre komplett absorbiert werden. (uma)