Erweiterter Schutz vor Sonnenstürmen
Immer wieder schleudert die Sonne gigantische Wolken geladener Teilchen in Richtung Erde. Wenn diese auf das Magnetfeld der Erde treffen, können sie Satelliten beschädigen, Telekommunikationssignale stören und Elektronen der erdnahen Umgebung beschleunigen, die starke elektrischen Ströme auf dem Boden produzieren können. Auf diese Weise führen Sonnenstürme zu Störungen oder gar Ausfällen der Kommunikationssysteme, Stromnetze und Satelliten. Mit EU-Mitteln versucht das Projekt AFFECTS (Advanced forecast for ensuring communications through space) die Vorhersage schwerer Sonnenstürme zu verbessern, wobei der besondere Schwerpunkt auf ihren Auswirkungen auf Telekommunikations- und Navigationssystemen liegt. Wenn die Auswirkungen mit dem höchstmöglichen Grad an Zuverlässigkeit geschätzt werden, können Maßnahmen zur Sicherung gefährdeter Technologie rechtzeitig durchgeführt werden. Ingenieure entwerfen bereits Kommunikations- und Navigationssysteme und berücksichtigen dabei bereits das Weltraumwetter, indem sie theoretische Modellen nutzen, mit denen sich vorhersagen lässt, inwiefern diese von Sonnenstürmen betroffen sind. Darüber hinaus ist das Weltraumwetter weit dynamischer als dies die Modelle vorhersagen, und es gibt viele verschiedene Möglichkeiten, wie geladene Teilchen die technischen Infrastruktur moderner Gesellschaften zerstören können. Die größte Schwierigkeit besteht darin, dass, wenn etwas schief geht, Ingenieure dies nicht analysieren können, um festzustellen, was passiert ist. Um ein besseres Verständnis der Auswirkungen des Weltraumwetters auf satelliten- und bodengestützte Kommunikationssysteme zu erlangen , analysieren die Wissenschaftler von AFFECTS Weltraumwetterdaten von mehreren Weltraummissionen. Dazu gehörten PROBA-2, STEREO, Solar Dynamics Observatory, Advanced Composition Explorer und die Internationale Weltraumstation ISS. Die Analyse in Echtzeit ermöglicht es den Forschern, Eigenschaften, wie Stärke, Richtung, Geschwindigkeit und Verlauf eines Sonnensturm abzuleiten. Diese Informationen werden innerhalb von nur 1-2 Stunden nach dem Auftreten eines schweren Sonnensturms der Öffentlichkeit über die Projektwebseite zugänglich gemacht. Ausgehend von der Analyse der Eigenschaften der Sonnenkorona und des Sonnenwinds schätzen die Wissenschaftler von AFFECTS die Zeit, die ein Sonnensturm benötigt, um auf der Erde anzukommen, sowie dessen mögliche Auswirkungen auf die Umwelt des erdnahen Weltraums. Die Weltraumwetterbedingungen können über einen Zeitraum von zwei Wochen vorhergesagt werden. Mithilfe von 3D-Karten zur Verteilung der Dichte geladener Teilchen in der oberen Erdatmosphäre können Weltraumwetterbedingungen und deren Auswirkungen auf Telekommunikations- und Navigationssysteme vorhergesagt werden. AFFECTS hat wesentlich zur Überbrückung der Kluft zwischen Ingenieuren und Weltraummeteorologen beigetragen. Man erhofft sich, dass ein besseres Verständnis der Motoren des Weltraumwetters zur Entwicklung robusterer Systeme und Komponenten für die nächste Generation von Kommunikationssatelliten und betroffener technischer Infrastrukturen für das Weltraumwetter im Allgemeinen führen wird.
Schlüsselbegriffe
Sonnenstürme, Frühwarnsystem, Weltraumwetter, Telekommunikations- und Navigationssysteme
