Die moderne Weltraumforschung richtet ihren Blick längst nicht mehr nur auf die Erforschung ferner Planeten oder die Suche nach Leben außerhalb der Erde. Raumsonden und Weltraumteleskope ermöglichen es zunehmend, Vorgänge zu beobachten, die von der Erde aus nur schwer oder überhaupt nicht sichtbar sind. Es geht nicht um die Kolonisierung anderer Planeten, sondern um das Verständnis des Universums, und über Vorgänge auf der Erde.
Zwei aktuelle Missionen zeigen besonders eindrucksvoll, wie unterschiedlich solche Forschungsziele sein können: Die europäisch-chinesische Smile-Mission der ESA untersucht die Wechselwirkung zwischen der Sonne und dem Magnetfeld der Erde, während das Nancy Grace Roman Space Telescope der NASA neue Möglichkeiten zur Erforschung von Exoplaneten und ihrer Umgebung schaffen soll.
Wenn die Sonne die Erde beeinflusst: Weltraumwetter
Die Sonne ist nicht nur eine Licht- und Wärmequelle und bestimmendes Element des Klima auf der Erde. Sie sendet ständig einen Strom elektrisch geladener Teilchen ins All – den sogenannten Sonnenwind. Zusätzlich können gewaltige Ausbrüche auf der Sonne große Mengen geladener Teilchen und Energie ins All schleudern. Treffen diese Teilchen auf das Magnetfeld der Erde, kann es zu sogenannten geomagnetischen Stürmen kommen.
Das Magnetfeld der Erde wirkt dabei wie ein Schutzschild. Es lenkt einen großen Teil der geladenen Teilchen ab und verhindert, dass der Sonnenwind ungehindert auf die Erdatmosphäre trifft. Gleichzeitig führt die Wechselwirkung zwischen Sonnenwind und Magnetosphäre zu faszinierenden Erscheinungen: den Polarlichtern.
Genau diese Prozesse will die Smile-Mission genauer untersuchen. Smile steht für Solar wind Magnetosphere Ionosphere Link Explorer und ist ein gemeinsames Projekt der Europäischen Weltraumorganisation ESA und der Chinese Academy of Sciences (CAS). Die Sonde startete am 19. Mai 2026 mit einer Vega-C-Rakete und erreichte im Juni ihre wissenschaftliche Umlaufbahn. Sie bewegt sich auf einer stark elliptischen Bahn, die sie bis zu rund 121.000 Kilometer über den Nordpol führt.
Das Besondere an Smile ist die Kombination verschiedener Messinstrumente. Unter anderem besitzt die Sonde eine Röntgenkamera, mit der die Wechselwirkung zwischen dem Sonnenwind und dem Magnetfeld der Erde untersucht werden kann, sowie eine Ultraviolettkamera zur Beobachtung der Polarlichter. Dadurch können Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler verschiedene Aspekte desselben Vorgangs gleichzeitig betrachten.
Ende September 2026 veröffentlichte die ESA nun erste spektakuläre Aufnahmen der Ultraviolettkamera. Sie zeigen einen vollständigen Ring von Polarlichtern rund um den Nordpol. Smile ist damit seit 2008 das erste Raumfahrzeug, das diesen vollständigen Polarlicht-Ring wieder im ultravioletten Licht erfassen konnte. Die Aufnahmen stammen vom 24. Juli 2026 und zeigen, wie sich der Polarlichtring während eines sogenannten Substurms verändert.
Ein solcher Substurm ist eine vergleichsweise kurzzeitige Störung innerhalb der Magnetosphäre. Der Sonnenwind verändert dabei die Magnetfeldlinien der Erde. Schließlich wird Energie freigesetzt und ein Teil der geladenen Teilchen in Richtung der Polarregionen beschleunigt. Dort können sie mit Teilchen der oberen Atmosphäre wechselwirken und die charakteristischen Polarlichter erzeugen.
Die Bedeutung dieser Forschung geht allerdings weit über schöne Bilder hinaus. Das sogenannte Weltraumwetter kann technische Systeme auf der Erde und im Weltraum beeinflussen. Starke geomagnetische Stürme können beispielsweise Satelliten beeinträchtigen, die Funkkommunikation stören oder Auswirkungen auf technische Infrastrukturen haben. Ein besseres Verständnis der Vorgänge in der Magnetosphäre kann deshalb langfristig dazu beitragen, Weltraumwetter besser vorherzusagen und Raumfahrzeuge sowie Astronauten besser zu schützen.
Vom Schutzschild der Erde, virtuell zu fremden Welten
Während Smile untersucht, wie unser eigener Planet auf seine kosmische Umgebung reagiert, richtet sich der Blick des Nancy Grace Roman Space Telescope weit darüber hinaus. Das nach der NASA-Astronomin Nancy Grace Roman benannte Weltraumteleskop soll unter anderem erforschen, wie sich Galaxien und Planetensysteme entwickeln. Ein wichtiger Bestandteil seiner Mission ist die Suche und Untersuchung von Exoplaneten – also Planeten, die andere Sterne als die Sonne umkreisen.
Roman startete am 30. August 2026 und befindet sich derzeit in der Phase der Inbetriebnahme. Das Teleskop verfügt über zwei wissenschaftlich beziehungsweise technologisch unterschiedliche Systeme: das großflächige Wide Field Instrument und den speziellen Coronagraph Instrument, der als Technologiedemonstration für die direkte Beobachtung von Exoplaneten dient.
Eine der größten Herausforderungen bei der direkten Beobachtung eines Exoplaneten besteht darin, dass sein Stern den Planeten um ein Vielfaches überstrahlt. Ein Planet ist im Vergleich zu seinem Stern extrem lichtschwach. Selbst mit einem leistungsfähigen Teleskop kann das Licht des Sterns deshalb die schwache Strahlung oder das reflektierte Licht des Planeten vollständig überdecken.
Hier kommt der Koronograf ins Spiel. Er verwendet eine Kombination aus Masken, Filtern, Detektoren und beweglichen Spiegeln, um das intensive Licht des Sterns zu unterdrücken. Dadurch soll das wesentlich schwächere Licht eines umlaufenden Planeten sichtbar werden. Der Roman-Koronograf wurde speziell dafür entwickelt, diese Technologie unter realen Bedingungen im Weltraum zu erproben.
Ein wichtiger erster Schritt im September 2026
Ende September meldete die NASA einen wichtigen Fortschritt: Das Präzisionsführungssystem des Roman-Teleskops bestand eine Reihe von Tests. Dieses System sorgt dafür, dass das Teleskop während einer Beobachtung äußerst stabil auf sein Ziel ausgerichtet bleibt. Das ist für die Exoplanetenforschung entscheidend, denn schon kleinste Bewegungen können bei der direkten Beobachtung eines schwachen Planeten problematisch sein. NASA Science
Am 22. September 2026 nahm anschließend der Koronograf zum ersten Mal Licht aus dem Weltraum auf. Dabei handelte es sich noch nicht um die Aufnahme eines Exoplaneten. Vielmehr war es ein erster Funktionstest, mit dem die Wissenschaftler überprüfen wollten, ob das Instrument ein scharfes Bild erzeugen kann und ob seine Systeme wie vorgesehen funktionieren. Beobachtet wurde dabei ein schwacher Sternbereich in der Großen Magellanschen Wolke.
Dieser scheinbar unspektakuläre Test ist für die weitere Mission von großer Bedeutung. Bevor Roman tatsächlich nach fernen Planeten suchen kann, müssen die einzelnen Systeme sorgfältig kalibriert und aufeinander abgestimmt werden. Insbesondere der Koronograf benötigt eine außergewöhnlich präzise Stabilität, weil bereits kleinste Vibrationen oder Ungenauigkeiten beim Ausrichten des Teleskops dazu führen können, dass Streulicht des Sterns den viel schwächeren Planeten überdeckt.
Von der Aufnahme eines Planeten zu seiner Atmosphäre
Das langfristige Ziel geht noch über die bloße Entdeckung fremder Welten hinaus. Durch die direkte Beobachtung von Exoplaneten und die Analyse ihres Lichts können Wissenschaftler mehr über deren Eigenschaften erfahren. Der Roman-Koronograf soll insbesondere Technologien erproben, mit denen sich Planeten außerhalb unseres Sonnensystems direkt abbilden lassen.
Das ist ein wichtiger Schritt für zukünftige Weltraummissionen. Der Koronograf von Roman ist als Technologiedemonstration konzipiert und soll zeigen, wie sich das Licht eines Sterns so weit unterdrücken lässt, dass sein Planet sichtbar wird. Nach Angaben der NASA ist das Instrument darauf ausgelegt, Planeten zu untersuchen, die bis zu hundert Millionen Mal lichtschwächer als ihr Zentralstern sein können.
Damit entsteht eine Verbindung zu einem der großen Ziele der modernen Astronomie: der Untersuchung der Atmosphären fremder Planeten. Die Zusammensetzung einer Atmosphäre kann Hinweise darauf liefern, unter welchen Bedingungen ein Planet existiert und wie sich seine Umwelt entwickelt hat. Besonders interessant sind dabei langfristig Planeten, die hinsichtlich ihrer Größe, Temperatur und Entfernung von ihrem Stern der Erde ähneln.
Zwei Missionen, ein gemeinsames Ziel
Auf den ersten Blick könnten Smile und Roman kaum unterschiedlicher sein. Die eine Mission beobachtet die unmittelbare Umgebung der Erde und untersucht die Auswirkungen des Sonnenwinds auf unser Magnetfeld. Die andere richtet ihren Blick auf Sterne und Planetensysteme in großer Entfernung.
Dennoch verfolgen beide Missionen ein ähnliches Grundprinzip: Sie machen unsichtbare oder nur schwer beobachtbare Prozesse messbar.
Smile ermöglicht es, die Wechselwirkung zwischen Sonnenwind und Magnetosphäre aus einer neuen Perspektive zu beobachten. Die ersten UV-Aufnahmen zeigen bereits, wie sich ein Polarlichtsturm über der Nordpolarregion entwickelt. Roman wiederum entwickelt Technologien, die das Licht fremder Sterne gezielt unterdrücken sollen, damit schwache Planeten in ihrer unmittelbaren Umgebung sichtbar werden.
Zusammenfassung
Beide Beispiele zeigen damit, wohin sich die Raumfahrtforschung entwickelt: Es geht zunehmend darum, komplexe Zusammenhänge zu verstehen, statt lediglich einzelne Himmelskörper zu fotografieren. Die Erde wird dabei ebenso zum Forschungsobjekt wie weit entfernte Planetensysteme.
Die kommenden Jahre versprechen deshalb neue Erkenntnisse auf zwei sehr unterschiedlichen Ebenen. Smile soll helfen, die Vorgänge zwischen Sonne und Erde besser zu verstehen und damit unser Wissen über das Weltraumwetter zu erweitern. Roman soll dagegen den Weg zu einer immer detaillierteren Untersuchung fremder Planetensysteme ebnen. Die ersten Bilder und Funktionstests beider Missionen sind dabei nicht das Ende ihrer wissenschaftlichen Arbeit, sondern vielmehr der Beginn einer neuen Beobachtungsphase.
Bild: Screenshot von Video über Smile-Mission
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11 Kommentare
Wie bei der angeblichen Coronakrise, die ich als Diktatur bezeichne, werden wir bei der Raumforschung niemals alle Hintergründe und Abgründe erfahren.
Nur eines ist sicher, weil es dafür schon wissenschaftliche Beweise von Global 2000, von DI, Dr. Burtscher gibt: Die Ewigkeitschemikalien in unserem Trinkwasser, die sich nicht mehr abbauen lassen, stammen nicht nur von Pestiziden, Herbiziden, Fungiziden, sondern auch von der Raumfahrt!
Schön. Eine weitere Möglichkeit herauszufinden, dass wir eigentlich nix wissen & verstehen und beste Gelegenheit, sich ob dieser neuen „Erkenntnisse“ wie die Krone der Schöpfung zu fühlen.
Wenn Wissenszuwachs mehr neue Fragen als Antworten verursacht, ist das untrügliches Indiz von niedrig entwickelter Intelligenz/Zivilisation.
Die Unfähigkeit dieses niedere Level zu erkennen und einzugestehen, ist dann der Beweis.
Sorry to have spoiled the party…
Je mehr eine Kultur begreift, dass ihr aktuelles Weltbild eine Fiktion ist, desto höher ist ihr wissenschaftliches Niveau.
A. Einstein
Wissenszuwachs führt immer zwangsläufig zu mehr Fragen … Es fehlt nicht an Erkenntnis, es fehlt an Demut! Und ja, dass ist ein Zeichen niedrig entwickelter Zivilisation. Da waren wir schonmal weiter …
Da muss ich widersprechen: nicht immer. Hätten wir bereits über 50% aller Rätsel des Universums (tatsächlich) gelöst, würde diese Relation automatisch zu Gunsten des Wissens wechseln, weil der „Pool“ der möglichen Fragen immer kleiner wird und der der erlangten Antworten immer größer. Uns würden immer mehr Parallelen auffallen.
Und darauf wollte ich hinaus. Solange eine Antwort 2 oder mehr neue Fragen aufwirft, können wir schlicht nicht über diese 50% gekommen sein.
Bei der Demut gebe ich Ihnen absolut recht.
Schließlich können wir unserer Begrenztheit nur so begegnen, dass wir unser Bestes tun zu wachsen und das Universum als unseren Lehrmeister anzuerkennen.
@therMOnukular
Ich sehe das, was Sie Universum nennen, eher als etwas Organisches – dort gibt es keinen festen „Pool“ an Rätseln, die man lösen und dann – ein für alle Mal – in Wissen überführen kann … Vielmehr kann ein gelöstes Rätsel eine Antwort hervorbringen, die bei der selben Frage wiederum ihr Gegenteil bedeuten kann.
Ohje, diese Autokorrektur ist eine schreckliche Erfindung, bei der man sich Fehler anrechnen lassen muss, die man gar nicht gemacht hat … wer ihn bei meiner ersten Antwort findet, darf sich seiner gern erfreuen. 😂
@Andreas Sch.
Wenn man das Universum selbst als wachsendes Etwas betrachtet, dann werden Sie recht behalten.
Guter Punkt. Gefällt mir. Danke für den Input.
Allerdings: wir wissen also nicht einmal, ob das Universum eine messbare (fixe) Größe/Struktur ist, oder ein sich entwickelndes „Wesen“.
Also vielleicht gelten unsere Naturgesetze von „hier“ deshalb nicht überall im Universum, weil es während seiner Ausdehnung auf dem Weg dazugelernt hat….?
Schade, dass man auf solche Dinge nicht wetten kann….;))
Prämisse 1: Wir betrachten das Universum als ein nicht-finites, sich ausdehnendes.
Prämisse 2: Wir stellen das gesamte ‚Wissen‘ als Kreis dar. Außerhalb des Kreises liegt das noch Ungewusste.
Jeder Wissenszuwachs führt zu einer Ausdehnung des Kreises. Jede Ausdehnung des Kreises erhöht die Grenzfläche mit dem Ungewussten. Fragen entstehen durch die Kontaktzone Wissen-Ungewusstes.
Also: Jede Wissenszunahme erhöht das Wissen um das Ungewusste (je mehr man weiß, um so mehr begegnet man dem Nicht-Wissen). Jede gültige Antwort vermehrt die potenziellen Fragen – um mehr als 1.
Wenn Wissenszuwachs nicht zu mehr Fragen führt, dann deshalb, weil die ‚Wissenden‘ träge werden. Oder weil das Universum finit wird. Was vielleicht das gleiche ist.
Und wenn es eine Gleichgewichtsbeziehung zwischen verteilter Masse und Raum gibt? Je mehr konzentrierte Masse, desto mehr Raum? Dann würde der Aufbau von immer mehr größeren Atomkernen in den Sonnen, den Abstand zwischen den Sonnen erhöht haben… und wenn man erst an die Ultrariesenatome (schwarze Löcher) denkt, war es ganz viel früher wohl noch ein Katzensprung zum nächsten Stern… aber nur insofern das Urknallmodell überhaupt weiter trägt, weil es erklärt eher nichts wirklich und man kommt ins Zweifeln über die Mathematik, die mit diesem Universum erstmal garnichts zu tun hat, von wegen unendlich und so. Wenn sich alles um alles dreht, ist eine Gerade immer ein Kreis, von dem man den Radius nur nicht kennt…
Oh, das ist auch eine interessante Sichtweise! So betrachtet schließt sich wieder der, von mir immer gern bemühte, sprichwörtliche Kreis. 😁
Das will ich lieber mit eigenen Augen sehen vor Ort.
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