SURROUND Mission: Ein neuer Ansatz zur Vorhersage von Weltraumwetter

Die SURROUND-Mission will unsere Fähigkeit verbessern, Weltraumwetterereignisse vorherzusagen, die die Erde betreffen können. Solche Ereignisse, wie Koronale Massenauswürfe (CMEs) und solarenergetische Partikel (SEPs), können Technologie auf der Erde stören, zum Beispiel GPS-Systeme und Stromnetze. Momentan ist es schwer, diese Ereignisse vorherzusagen, da die bestehenden Methoden darauf basieren, die Sonne in bestimmten Lichtarten zu beobachten, was viele wichtige Signale übersehen kann.

Um das anzugehen, wird SURROUND eine Gruppe kleiner Satelliten, bekannt als CubeSats, ins All schicken. Jeder CubeSat hat ein Radiogerät, das es ihnen ermöglicht, solare Radioausbrüche (SRBs) zu erkennen und zu analysieren. Diese Ausbrüche liefern wichtige Informationen über die Sonnenaktivität und können genutzt werden, um vorherzusagen, wann gefährliche Ereignisse die Erde erreichen.

#Warum Weltraumwetter wichtig ist

In den letzten Jahren gab es einen zunehmenden Fokus auf Weltraumwetter wegen seines möglichen Einflusses auf moderne Technologie. CMEs können das Magnetfeld der Erde verändern und Risiken für Satelliten und Kommunikationssysteme darstellen. Regierungen weltweit beginnen, dies als ernsthafte Gefahr zu erkennen. Zum Beispiel hat die britische Regierung ihren Risikoregister kürzlich aktualisiert, um schwerwiegendes Weltraumwetter als ernsthafte Sorge einzuschliessen.

Um sich gegen diese potenziellen Bedrohungen zu schützen, braucht es eine bessere Überwachung und Vorhersage von Weltraumwetterereignissen. Die SURROUND-Mission will diese Lücke schliessen, indem sie ein Netzwerk von CubeSats nutzt, die die Sonnenaktivität ständig überwachen.

#Das SURROUND-Konzept

Die SURROUND-Mission wird ein Netzwerk von CubeSats nutzen, die strategisch um die Sonne herum plaziert sind, besonders in Bereichen, die als Lagrange-Punkte bekannt sind, wo die Gravitationskräfte von Erde und Sonne sich ausgleichen. Dieses Setup erlaubt es den Satelliten, die Sonnenaktivität ständig im Auge zu behalten. Die CubeSats setzen Radio-Spektrometrie ein, eine Methode, die Signale erfassen kann, die von solarer Aktivität ausgesendet werden, um Daten zu sammeln.

Das Ziel ist es, Informationen aus verschiedenen Winkeln zu sammeln, die helfen, solare Radioausbrüche genau zu orten und zu verfolgen. Wenn Wissenschaftler wissen, woher diese Ausbrüche kommen und wie sie sich verhalten, können sie besser vorhersagen, wie sich das auf die Erde auswirkt.

#Wie SURROUND funktioniert

Der Hauptfokus der SURROUND-Mission liegt auf der Verfolgung von zwei Arten von solaren Radioausbrüchen: Typ-II und Typ-III. Typ-II-Ausbrüche hängen mit den Schockwellen zusammen, die entstehen, wenn CMEs durch den Weltraum drücken, während Typ-III-Ausbrüche mit Teilchen verbunden sind, die in solaren Flares beschleunigt werden. Beide Typen von Ausbrüchen liefern wertvolle Einblicke in die Sonnenaktivität.

Die Satelliten verwenden Multilaterations-Techniken, um den genauen Standort dieser Ausbrüche zu bestimmen. Das bedeutet, die Zeit zu messen, die Signale brauchen, um jeden der CubeSats zu erreichen, und diese Infos zu nutzen, um die Quelle des Signals zu triangulieren.

Ein Vorteil der Nutzung mehrerer CubeSats ist, dass sie Daten aus verschiedenen Positionen sammeln können, was die Genauigkeit der Messungen erhöht. In Situationen, in denen traditionelle Methoden scheitern oder ungenaue Ergebnisse aufgrund schwacher Signale liefern, wird die Kombination von Daten mehrerer Satelliten die Zuverlässigkeit verbessern.

#Vorteile der SURROUND-Mission

1. Verbesserte Überwachung: Mit einem Netzwerk von CubeSats kann SURROUND eine kontinuierliche Überwachung der Sonnenaktivität bieten. Das wird unser Verständnis darüber verbessern, wann und wie gefährliche Weltraumwetterereignisse auftreten.

2. Bessere Vorhersagen: Mit besseren Daten von den CubeSats haben Wissenschaftler eine genauere Möglichkeit, die Ankunft von solaren Ereignissen auf der Erde vorherzusagen, was potenziell rechtzeitige Warnungen ermöglicht, um Technologie und Infrastruktur zu schützen.

3. Wissenschaftliche Entdeckung: Die gesammelten Daten aus der Mission werden nicht nur bei der Überwachung des Weltraumwetters helfen, sondern auch zur wissenschaftlichen Forschung über solare Prozesse und deren Auswirkungen auf die Heliosphäre beitragen.

#Wichtige Missionsanforderungen

Um den Erfolg der SURROUND-Mission sicherzustellen, wurden mehrere wichtige Anforderungen identifiziert:

• Frequenzbereich und Sensitivität: Die CubeSats müssen in der Lage sein, ein breites Spektrum an Radiofrequenzen zu erfassen, um die Signale von solaren Ereignissen einzufangen. Die Sensitivität ihrer Instrumente muss auch hoch genug sein, um schwache Signale zu erkennen.

• Zeitauflösung: Die CubeSats müssen Daten häufig aufzeichnen, um die schnellen Veränderungen während solaren Ereignissen zu erfassen. Das wird helfen, Fehler bei der Verfolgung der Quellen der Ausbrüche zu reduzieren.

• Satellitenumlaufbahnen und Positionierung: Um die Genauigkeit der Messungen zu maximieren, müssen die CubeSats in speziellen Umlaufbahnen platziert werden, die eine optimale Trennung zwischen ihnen ermöglichen. Das wird ihre Fähigkeit verbessern, die Lage von solaren Ereignissen zu triangulieren.

• Datenübertragung: Die CubeSats müssen regelmässig Daten zurück zur Erde übertragen. Die Häufigkeit dieser Links wird von der Art der überwachten solaren Phänomene und deren Geschwindigkeit abhängen.

#Ergebnisse der Phase-0-Studie

Die erste Phase-0-Studie der SURROUND-Mission hat vielversprechende Ergebnisse geliefert. Sie hat ergeben, dass eine Konstellation von 3 bis 5 CubeSats die Ziele der Mission effektiv erreichen kann. Diese Studie hat einige wichtige Erkenntnisse hervorgehoben:

• Unterschiedliche Konfigurationen von Satelliten wirken sich auf die Genauigkeit der Verfolgung solaren Ereignisse aus. Eine grössere Anzahl von Satelliten tendiert dazu, präzisere Daten zu liefern.

• Die Einrichtung von Umlaufbahnen und deren Beibehaltung während der Mission wird Herausforderungen mit sich bringen, besonders für die, die am nächsten zur Erde sind.

• Die Mission hat das Potenzial, die Vorhersagen für SEPs und CMEs zu verbessern und wertvolle Einblicke zu liefern, die helfen können, Risiken zu mindern.

#Nächste Schritte

Die nächsten Phasen der SURROUND-Mission werden die verwendeten Techniken zur Überwachung und Vorhersage weiter verfeinern. Dazu gehört auch umfangreicheres Testen der vorgeschlagenen Methoden zur Verfolgung solarer Radioausbrüche.

Indem die Fähigkeiten der CubeSats genutzt werden, zielt die SURROUND-Mission darauf ab, ein zuverlässigeres System zur Vorhersage von Weltraumwetterereignissen zu schaffen. Das wird ein wichtiger Schritt sein, um die technologische Infrastruktur der Erde zu schützen und unser Wissen über Sonnenaktivität zu erweitern.

#Fazit

Die SURROUND-Mission stellt einen bedeutenden Fortschritt in der Überwachung von Weltraumwetter dar. Durch den Einsatz eines Netzwerks von CubeSats mit fortschrittlichen Radio-Spektrometern soll unsere Fähigkeit verbessert werden, solare Ereignisse zu verfolgen und vorherzusagen, die das Leben auf der Erde beeinflussen könnten.

Mit der wachsenden Anerkennung der Risiken, die mit Weltraumwetter verbunden sind, sind Projekte wie SURROUND von grosser Bedeutung. Sie helfen nicht nur, aktuelle Technologie zu schützen, sondern bieten auch einen Rahmen, um das Verhalten der Sonne und ihren Einfluss auf das Sonnensystem besser zu verstehen. Die erfolgreiche Umsetzung der SURROUND-Mission könnte den Weg für einen neuen Standard in der Überwachung und Vorhersage von Weltraumwetter ebnen, was sowohl der Wissenschaft als auch der Gesellschaft insgesamt zugutekommt.