Kategorie Innovation & Technologie - 5. Juni 2015

Bessere Wettervorhersage für Weltall

Astronauten im All treffen Sonnenstürme direkt. Allerdings nicht, weil ihr Raumschiff weggefegt wird: „Die Teilchendichte eines Sonnensturms ist eher gering, die Astronauten müssten aber vor den energetischen Teilchen geschützt und abgeschirmt werden“, sagt Christian Möstl vom Institut für Weltraumforschung der Österreichischen Akademie der Wissenschaften. Den Grazer Forschern ist es nun als erste gelungen zu zeigen, dass die Unwetterfronten schon an der Sonne weit stärker in eine andere Richtung abgelenkt werden können als bisher bekannt. Die Ergebnisse ihrer Arbeit veröffentlichten sie kürzlich in der Fachzeitschrift Nature Communications.

Ursprungspunkte der wilden Weltallwinde sind als dunkle Flecken erkennbare Magnetfelder direkt an der Sonne. Dort entsteht ständig Wind: Große Mengen geladener Plasmateilchen werden ins All geschleudert. Die Weltraum-Hurricans treffen aber nicht direkt auf der Erde auf, deren Magnetfeld wirkt wie ein Schutzschild.

Magnetfeld schützt die Erde

„Das ist einer der Gründe, warum Leben bei uns möglich ist“, sagt Astrophysiker Möstl. Die Energie aus dem Sonnensturm überträgt sich aber auf das Magnetfeld. Dabei entstehen energiereiche Teilchen mit zerstörerischer Kraft. Die Konsequenz: Großflächige Stromausfälle drohen, der Funkverkehr kann lahmgelegt werden, Satelliten können außer Kontrolle geraten oder GPS-Daten große Ungenauigkeiten aufweisen. „Für ein Flugzeug ist es freilich dramatisch, wenn etwa die Angaben zur Landebahn um fünfzig Meter falsch liegen“, so Möstl.

Der bisher größte in der Geschichte bekannte Sonnensturm legte 1859 Telegrafenleitungen lahm. Die Menschen, die an den Empfängern saßen, bekamen damals sogar Stromschläge. Schwere Sonnenstürme mit Folgen für die Erde sind allerdings sehr selten, so Möstl: In den letzten 25 Jahren habe es keinen schlimmen Sturm gegeben.

Verhindern lassen sich die Stürme freilich nicht. Umso wichtiger seien Prognosen, um möglichst früh warnen und vorsorgen zu können, so der Forscher. Möstl entwickelt daher in einem vom Österreichischen Wissenschaftsfonds FWF geförderten Projekt Methoden, wie sich Sonnenstürme besser vorhersagen lassen. Als eine der wenigen Forschergruppen weltweit kombinieren die Grazer Daten aus sieben verschiedenen Weltraumsonden von ESA und NASA und fügen diese zusammen. „Kaum jemand beherrscht das“, sagt Möstl stolz.

„Auch Glück gehört dazu“

Die Wettervorhersage im Weltall ist dabei weit schwieriger als auf der Erde. „Dort schaut der Wettersatellit quasi von oben hinunter und sieht, wann ein Unwetter wohin zieht“, erklärt Möstl. Im Weltraum müssen Geschwindigkeit und Richtung eines Sturms erst bestimmt werden, Sturmfronten seien für Raumsonden oft nur zum Teil sichtbar. „Ist eine Raumsonde gerade hinter der Sonne, erhält man keine Daten. Es gehört auch Glück dazu, alles muss passen“, sagt Möstl.

Die Forscher interessierte in ihrer aktuellen Arbeit vor allem der 2014 angekündigte Super-Sonnensturm, der die Erde aber verfehlte. Warum? Die Forscher konnten zeigen, dass Sonnenstürme weit schiefer an der Sonne ausbrechen als bisher angenommen. Die einmal eingeschlagene Richtung behalten sie dann aber bei. Diese lasse sich aber noch nicht vorhersagen, dämpft Möstl die Erwartungen. Und auch nicht, ob ein Sonnensturm tatsächlich ein aktiviertes Magnetfeld habe. Prognosen des Weltraumwetters seien eher ein Spiel mit Wahrscheinlichkeiten. Neue Weltraummissionen könnten hier aber neues Wissen bringen.