Wissenschaftler haben seit langem verstanden, dass Satelliten durch Sonnenstürme gefährdet sind. Jetzt haben sie sich genauer angesehen, wie die Stürme die Magnetosphäre der Erde bestrafen und Satelliten freilegen.
Der Film oben und das Video zur Sonneneruption unten wurden heute von der European Space Agency veröffentlicht, zusammen mit Beschreibungen von zwei Sonneneruptionen, die mit den vier Cluster-Satelliten der ESA und den beiden chinesischen/ESA-Doppelstern-Satelliten beobachtet wurden.
Hochenergetische (X-3) Sonneneruption am 13. Dezember 2006. Bild: ESA/NASA/SOHO
Unter normalen Sonnenbedingungen kreisen Satelliten innerhalb der Magnetosphäre – der schützenden magnetischen Blase, die vom Erdmagnetfeld geformt wird. Wenn die Sonnenaktivität jedoch zunimmt, ändert sich das Bild erheblich: Die Magnetosphäre wird komprimiert und Partikel werden mit Energie versorgt, wodurch Satelliten höheren Strahlungsdosen ausgesetzt werden, die den Signalempfang stören können.
Wissenschaftler haben herausgefunden, dass extreme Sonnenaktivität die Magnetosphäre drastisch komprimiert und die Zusammensetzung der Ionen in der erdnahen Umgebung verändert. Sie müssen nun modellieren, wie sich diese Veränderungen auf Satelliten im Orbit auswirken, einschließlich des GPS-Systems.
Während zweier extremer Sonnenexplosionen oder Sonneneruptionen am 21. Januar 2005 und 13. Dezember 2006 waren die Sternhaufenkonstellation und die beiden Doppelsternsatelliten günstig positioniert, um die Ereignisse in großem Maßstab zu beobachten.
Bei beiden Ereignissen wurde festgestellt, dass die Geschwindigkeit positiv geladener Teilchen im Sonnenwind höher als 900 km (559 Meilen) pro Sekunde war, mehr als das Doppelte ihrer normalen Geschwindigkeit. Darüber hinaus wurde die Dichte geladener Teilchen um die Erde herum fünfmal höher als normal gemessen. Auch die im Januar 2005 durchgeführten Messungen zeigten eine drastische Veränderung der Ionenzusammensetzung.
Die zweite Explosion im Dezember 2006 setzte extrem starke hochenergetische Röntgenstrahlen frei, gefolgt von einer riesigen Masse an Masse aus der Sonnenatmosphäre (sogenannter koronaler Massenauswurf). Während der Veranstaltung ging der GPS-Signalempfang am Boden verloren.
Typische nasenartige Ionenstrukturen im erdnahen Weltraum wurden ausgewaschen, als energiereiche Teilchen in die Magnetosphäre injiziert wurden. Diese nasenähnlichen Strukturen, die sich zuvor im „Ringstrom“ in der äquatorialen Region nahe der Erde gebildet hatten, wurden gleichzeitig auf gegenüberliegenden Seiten der Erde entdeckt. Messungen des Ringstroms zeigten, dass seine Stärke zugenommen hatte.
Diese Faktoren zusammen bewirkten, dass die Magnetosphäre komprimiert wurde. Die Daten zeigen, dass die „Nase“ der Magnetopause am Tag (der äußeren Grenze der Magnetosphäre), die sich normalerweise etwa 60.000 km (40.000 Meilen) von der Erde entfernt befindet, nur 25.000 km (15.000 Meilen) entfernt war.
Ungefähr fünf Stunden nachdem der koronale Massenauswurf die Magnetosphäre der Erde getroffen hatte, beobachtete ein Doppelsternsatellit eindringende solarenergetische Teilchen auf der Nachtseite. Diese Partikel sind sowohl für Astronauten als auch für Satelliten gefährlich.
„Mit diesen detaillierten Beobachtungen werden wir in der Lage sein, Daten einzufügen und besser abzuschätzen, was bei solchen Explosionen auf der Sonne mit der inneren Magnetosphäre und dem erdnahen Raum passiert“, sagte Iannis Dandouras, leitender Forscher des Cluster-Ionen-Spektrometers und leitender Wissenschaftler Autor auf einem Papier über die Ergebnisse.
„Die Betrachtung eines so groß angelegten physikalischen Phänomens mit einem einzigen Satelliten ist vergleichbar mit der Vorhersage der Auswirkungen eines Tsunamis mit einer einzigen Boje“, fügt Matt Taylor, Projektwissenschaftler der ESA für Cluster und Doppelstern, hinzu. „Mit Cluster und Double Star haben wir beide Seiten der Erde gleichzeitig überwacht und wertvollevor OrtDaten.'
Die Ergebnisse erscheinen in der Ausgabe Februar 2009 vonFortschritte in der Weltraumforschung. Die Zusammenfassung ist verfügbar Hier .
Quelle: DIES
