Die letzten Astronauten des Apollo-Programms hatten Glück. Nicht nur, weil sie ausgewählt wurden, um zum Mond zu fliegen, sondern weil sie kein wirklich schlechtes Wetter auf ihrer Reise hatten. Dabei geht es nicht um einen Wirbelsturm oder eine Hitzewelle, sondern um Weltraumwetter – die Bezeichnung für Strahlung im Sonnensystem, die größtenteils von der Sonne freigesetzt wird. Im August 1972, genau zwischen den Apollo-Missionen 16 und 17, trat ein Sonnensturm auf und emittierte gefährliche Strahlungsausbrüche. Auf der Erde waren wir durch unser Magnetfeld geschützt, aber im Weltraum wäre das für die Astronauten riskant gewesen.
Die Fähigkeit, diese Art von Ereignissen vorherzusagen, wird zunehmend wichtiger, weil die NASA sich darauf vorbereitet, im Rahmen des Artemis-Programms die erste Frau und den nächsten Mann zum Mond zu schicken. Derzeitige Forschungen könnten eine zuverlässige, neue Methode gefunden haben, um diese Sonnenaktivität vorherzusagen. Die Aktivität der Sonne steigt und fällt in einem elfjährigen Zyklus. Die Vorhersage für den nächsten Sonnenzyklus besagt, dass er der schwächste der vergangenen 200 Jahre sein wird. Das Maximum dieses kommenden Zyklus (gemessen an der Anzahl der Sonnenflecken, einem Standardmaß für solare Aktivitäten) könnte 30-50 Prozent niedriger ausfallen als bei dem letzten. Die Ergebnisse zeigen, dass der kommende Zyklus im Jahr 2020 beginnen und sein Maximum im Jahr 2025 erreichen wird.
Sonnenflecken sind Regionen auf der Sonnenoberfläche mit Magnetfeldern, die tausende Male stärker sind als das der Erde. Weniger Sonnenflecken zum Zeitpunkt der maximalen Sonnenaktivität bedeuten weniger gefährliche Strahlungsausbrüche. Sowohl die Vorhersage als auch die verbesserte Fähigkeit, solche Voraussagen über das Weltraumwetter zu treffen, sind gute Neuigkeiten für die Missionsplaner. Sie können die bemannten Forschungsmissionen wenn möglich für Perioden mit geringerer Strahlung planen.
Die neue Forschungsarbeit wurde von Irina Kitiashvili vom Bay Area Environmental Research Institute am Ames Research Center der NASA im kalifornischen Silicon Valley geleitet. Sie kombinierte Beobachtungen zweier NASA-Weltraummissionen (dem Solar and Heliospheric Observatory und dem Solar Dynamics Observatory) mit Daten, die seit 1976 von dem bodenbasierten National Solar Observatory gesammelt wurden.
Eine Herausforderung für Wissenschaftler, die an der Vorhersage der Sonnenaktivität arbeiten, liegt darin, dass Forscher die inneren Abläufe unseres Sterns noch nicht vollständig verstehen. Dazu kommt, dass einige Faktoren, welche tief innerhalb der Sonne zum Tragen kommen, nicht direkt gemessen werden können. Sie müssen anhand der Messungen von damit einhergehenden Phänomenen auf der Sonnenoberfläche geschätzt werden, beispielsweise Sonnenflecken.
Kitiashvilis Methode unterscheidet sich von anderen Vorhersagemethoden, was die Rohdaten für die Vorhersage betrifft. Früher nutzten die Forscher die Anzahl der Sonnenflecken, um die Aktivität des solaren Magnetfeldes indirekt nachzuvollziehen. Der neue Ansatz macht sich direkte Beobachtungen von Magnetfeldern auf der Sonnenoberfläche zunutze – Daten, die erst zu den letzten vier Sonnenzyklen existieren.
Die Daten der drei Quellen werden mathematisch mit den Schätzungen der inneren Aktivität der Sonne verknüpft, so dass eine Vorhersage erstellt wird, die zuverlässiger ist, als sie auf Grundlage der einzelnen Quellen alleine wäre.
Im Jahr 2008 verwendeten die Forscher diese Methode, um ihre Vorhersage zu machen, die dann mittels des aktuellen Sonnenzyklus in den vergangenen zehn Jahren überprüft wurde. Die Methode hat gut funktioniert, wobei die Stärke und der Zeitpunkt des solaren Maximums in der Realität gut mit der Vorhersage übereinstimmten.
Zu wissen, wie sich die Sonne verhalten wird, kann notwendige Einblicke bringen, um Schutzmaßnahmen für unsere nächsten Raumfahrer zu planen, die in den Weltraum vordringen. Es erlaubt uns auch, Technologien zu schützen, von denen wir abhängig sind: Satellitenmissionen, die das Universum vom Weltraum aus beobachten, Landestufen und Rover auf dem Mond und Mars, sowie die Telekommunikationssatelliten direkt in unserem eigenen Hinterhof.
Die NASA will innerhalb der nächsten fünf Jahre amerikanische Astronauten zum Mond bringen und am lunaren Südpol landen. Mit einer ruhigen Weltraumwettervorhersage für das kommende Jahrzehnt ist es eine großartige Zeit für die Erforschung.
(THK)
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