Panorama

First Light für Sonnenteleskop

18.05.2022 - Ballongetragenes Ein-Meter-Sonnenteleskop Sunrise III besteht wichtige Tests vor dem Start.

Das ballongetragene Ein-Meter-Sonnenteleskop Sunrise III hat einen wichtigen Meilen­stein erreicht: Es gab First Light am Startplatz in Schweden für das Teleskop und für die verschiedenen Instrumente sowie die vom Leibniz-Institut für Sonnen­physik (KIS) in Freiburg entwickelte neue Bild­stabilisierung. Im Juni wird das Sunrise-Teleskop vom Esrange Space Center, der Ballon- und Raketenbasis der Schwedischen Raumfahrt­agentur (SSC) in Kiruna (Schweden), abheben und zum dritten Mal in der Strato­sphäre in einer Höhe von etwa 35 Kilometern entlang des Polar­kreises in Richtung Westen fliegen. Während des Fluges von mehreren Tagen wird es einzigartige Messungen der Sonne vornehmen.

 

Ziel der Sunrise-III-Mission ist die Untersuchung der äußeren Sonnen­atmosphäre mit einer Reihe neuer Instrumente. In der Zwischenzeit bis zum Start bereiten die technischen und wissenschaftlichen Teams aus Deutschland, Spanien, Japan und den USA alle Systeme und die wissenschaftlichen Instrumente für ihre Mission vor. Bei den Start­vorbereitungen und während des Flugs leisten die Wissenschaftler und Ingenieure des KIS in Kiruna umfangreiche Unterstützung.

Wie bei den bereits sehr erfolgreichen Flügen von Sunrise I und II in den Jahren 2009 und 2013 wird das KIS wieder die Bildstabilisierung und den Autofokus (Correlating-Wavefront-Sensor, CWS) zur Verfügung stellen. Der technische Fortschritt erlaubte dem KIS-Team unter der Leitung des Projekt­wissenschaftlers Thomas Berkefeld mit einem neuen optischen und elektronischen Aufbau der Bildstabilisierung umfangreiche Verbesserungen. Um eine typische Gondel­schwingung von einem Grad auf ein akzeptables Restschwingen von 0,005 Bogensekun-den zu reduzieren (Faktor 700.000), wird ein zweistufiges System verwendet: Die grobe Bildstabilisierung wird durch eine vom Johns Hopkins Applied Physics Laboratory, USA, gelieferte Teleskop­gondel durchgeführt, die Feinstabilisierung erfolgt durch ein vom KIS entwickeltes System aus sehr schneller Kamera, Steuerrechner und Kippspiegel, welcher 8000 mal pro Sekunde das Bildwackeln korrigiert. Ein Restwackeln des Bildes von 0,005 Bogensekunden würde es einem Schützen erlauben, ein Ziel von 1 Zentimeter Größe auf eine Entfernung von 400 Kilometern zu treffen.

Auch die wissenschaftlichen Instrumente wurden verbessert und ergänzt: An Bord sind jeweils ein Spektro­polarimeter für den ultravioletten (Max-Planck-Institut für Sonnen­system­forschung, Göttingen), den sichtbaren (spanisches Konsortium) und für den nahen infraroten (National Astronomical Observatory of Japan) Wellenlängenbereich des Lichts, mit denen die verschiedenen Schichten der Chromosphäre der Sonne und ihr Magnetfeld mit einer hohen zeitlichen Kadenz bei maximaler Bildschärfe untersucht werden können.

Im Sommer nördlich des Polarkreises zu fliegen ermöglicht ununterbrochene Beobachtungen für 24 Stunden am Tag. Es ist geplant, soweit möglich koordinierte gleichzeitige Beobachtungen mit anderen bodengebundenen und Weltraum­teleskopen durchzuführen, unter anderem mit dem 1,5-Meter-Sonnenteleskop Gregor des KIS auf Teneriffa, und damit die Beobachtungen von Sunrise III wissenschaftlich zu ergänzen.

Da bei einer Flughöhe von 35 Kilometern fast keine atmosphärischen Störungen wie Luftturbulenzen mehr auftreten, wird Sunrise III eine optimale Bildqualität aufweisen. Die räumliche Auflösung ist so hoch, dass ein Paar Auto­scheinwerfer aus 5000 Kilometern Entfernung als getrennt wahrgenommen würde. Weil die Ozonschicht größtenteils unterhalb von 35 Kilometern ist, kann Sunrise auch im ultravioletten Wellenlängen­bereich beobachten, was sonst nur mit wesentlich kleineren und teureren Sonnen­teleskopen vom Weltall aus möglich ist.

Leibniz-Gem. / DE

 

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