PROBA-3 - Formationsflug mit Blick auf die Sonne

Beobachtungen der Sonnenkorona mit Koronografen sind ein wichtiger Stützpfeiler der Weltraumwetter-Vorhersage. Mit ihrer Hilfe können plötzliche Auswürfe riesiger Plasmawolken aus der Sonnenkorona (koronale Massenauswürfe) frühzeitig erkannt werden und sie erlauben es, mit einigen Stunden Vorlauf Maßnahmen zum Schutz erdnaher Satelliten und von Astronauten auf der Raumstation zu treffen. Die Stationierung der Koronografen im Weltraum mit 24-stündiger Beobachtungsmöglichkeit, ungetrübt von Beeinträchtigungen durch die Erdatmosphäre hat sich seit 25 Jahren mit den Missionen SOHO und STEREO bewährt.

Mit dem Koronografen ASPIICS (Association of Spacecraft for Polarimetric and Imaging Investigation of the Corona of the Sun) der ESA-Technologie-Mission PROBA-3 (PRoject for On-Board Autonomy) wird eine neue Generation dieser Instrumente eingeläutet. PROBA-3 wird zum ersten Mal demonstrieren, dass ein Koronograf auf zwei Sonden, die im Formationsflug die Erde umkreisen, verteilt betrieben werden kann. Während traditionelle Koronografen die helle Sonnenscheibe mit einer kleinen Okkulterscheibe im Strahlengang des Teleskops ausblenden, um die sehr viel dunklere Sonnenkorona sichtbar zu machen, nutzt ASPIICS eine frei fliegende, zweite Raumsonde in einem Abstand von 144 Metern von dem eigentlichen Koronateleskop auf der Hauptsonde. Damit diese exakt im Schatten der Okkultersonde bleibt, ist es notwendig, die Positionen und Ausrichtungen der beiden Sonden während des Fluges exakt einzuhalten: Die relative Lage der Sonden und ihre Orientierung zur Sonne darf nicht mehr als etwa einen Millimeter von den Sollwerten abweichen.

Durch diese Konfiguration wird die Beobachtung der Sonnenkorona von drei Sonnenradien bis fast an den Sonnenrand bei 1,1 Sonnenradien möglich. Die Bilder haben eine Auflösung von 2,8 Bogensekunden. Die Qualität der zu erwartenden Daten wird der von Koronabeobachtungen während einer Mondfinsternis nahekommen - mit dem Unterschied, dass ASPIICS fast täglich beobachten wird. Zudem ist ASPIICS mit drei Polarisationsfiltern und drei spektralen Interferenzfiltern in den Wellenlängen 535-565 Nanometern (gelb-rotes Kontinuum) 530 Nanometern (Emissionslinie des Fe XIV Ions) und 588 Nanometern (D3 Linie von He I) ausgestattet.

Das Instrument ASPIICS wurde vom Centre Spatial de Liège im Auftrag der ESA entworfen und wird dort gebaut. Wissenschaftlich wird die Konstruktion von einem Konsortium unter der Federführung des Royal Observatory of Belgium in Brüssel begleitet. Derzeit ist die Mission in der Konstruktionsphase; das Koronateleskop von ASPIICS wird voraussichtlich Ende 2021 fertiggestellt und der Start der Mission ist für Anfang 2023 geplant.

Das MPS beteiligt sich an der Planung und Bereitstellung der komplexen Software-Pipeline, die aus den zu erwartenden Rohdaten Koronabilder höchster Qualität für die wissenschaftliche Auswertung errechnet.