Raumfahrt Smile: Sonnenstürme, geomagnetische Stürme und Weltraumwetter verstehen

Am 19. Mai 2026 startete die Raumsonde Smile mit einer Vega-C-Rakete vom europäischen Weltraumbahnhof in Französisch-Guayana. Smile als Gemeinschaftsprojekt der ESA und der Chinesischen Akademie der Wissenschaften will zeigen, wie die Erde auf Partikelströme und Strahlungsausbrüche der Sonne reagiert.

Solar Wind Magnetosphere Ionosphere Link Explorer, kurz Smile, wird vier wissenschaftliche Instrumente einsetzen, um zu untersuchen, wie die Erde auf den Sonnenwind reagiert. Auf diese Art und Weise wird Smile das Verständnis von Sonnenstürmen, geomagnetischen Stürmen und der Wissenschaft des Weltraumwetters verbessern. Dabei zeichnet sich die ESA verantwortlich für die Bereitstellung des Nutzlastmoduls von Smile, eines der vier wissenschaftlichen Instrumente des Raumfahrzeugs, nämlich den Soft-X-ray-Imager, SXI, die Trägerrakete sowie die Einrichtungen und Dienstleistungen für die Montage, Integration und Erprobung. Die ESA trägt zu einem zweiten wissenschaftlichen Instrument, dem Ultraviolet-Imager, UVI sowie zum Missionsbetrieb bei, sobald Smile sich in der Umlaufbahn befindet.

Die Chinesischen Akademie der Wissenschaften (CAS) stellt die übrigen drei wissenschaftlichen Instrumente sowie die Raumfahrzeugplattform bereit und ist für den Betrieb des Raumfahrzeugs im Orbit verantwortlich.

„Wir stehen kurz davor, etwas zu erleben, was wir noch nie zuvor gesehen haben – die unsichtbare Schutzhülle der Erde in Aktion“, erklärt ESA-Generaldirektor Josef Aschbacher. „Mit Smile erweitern wir die Grenzen der Wissenschaft, um große Fragen zu beantworten, die seit unserer Entdeckung vor über siebzig Jahren, dass die Erde sicher in einer riesigen magnetischen Blase liegt, ein Rätsel geblieben sind.“ David Agnolon, Projektleiter für Smile bei der ESA ergänzt: „Smile wird Licht in die Geheimnisse des Erdmagnetfelds bringen. Die Mission wird durch eine reibungslose Zusammenarbeit zwischen der ESA und der CAS ermöglicht, mit Beiträgen von Partnern aus ganz Europa. Es ist das erste Mal, dass die ESA und China gemeinsam eine Mission ausgewählt, konzipiert, umgesetzt, gestartet und betrieben haben, und wir sind alle sehr gespannt auf die bedeutenden wissenschaftlichen Entdeckungen, die wir in den nächsten drei Jahren von Smile erwarten.“

Wie funktioniert die Abwehr gegen den Sonnenwind?

Seit fast vier Milliarden Jahren hält die Erde einen riesigen Schutzschild gegen den unerbittlichen Ansturm geladener Teilchen von der Sonne aufrecht. Dieser Sonnenwind kann alles auf seinem Weg beschädigen, besonders wenn er sich zu Sonnenstürmen aufbaut. Der Sonnenwind würde die grüne und blaue Erde in eine felsige braune Ödnis verwandeln – gäbe es nicht das Magnetfeld, das tief im Inneren unseres Planeten entsteht. Dieses Magnetfeld bildet eine riesige Schutzblase um die Erde herum, die Magnetosphäre.

Zum ersten Mal in der Geschichte ist die Menschheit an einen Punkt angelangt, an dem wissenschaftlichen Instrumente und Technologien soweit fortgeschritten sind, dass sich klären lässt, wie diese Abwehr gegen den Sonnenwind funktioniert. Smile ist mit einem Instrumentenset ausgestattet, das erstmals einen umfassenden Einblick darin geben soll, wie das Erdmagnetfeld auf die unerbittlichen Angriffe der Sonne reagiert.

Das Magnetfeld der Erde wird mit Röntgenaugen betrachtet, um aufzudecken, wo und wie es vom Sonnenwind getroffen wird. Diese Wechselwirkung löst Störungen aus – von kleinen Substürmen bis hin zu großen geomagnetischen Stürmen –, die sich durch die Magnetosphäre in Richtung Nord- und Südpol ausbreiten. Dort lösen die Magnetstürme ein Lichtspektakel aus, die Aurora. Smile wird die Nordlichter mit Hilfe von Ultraviolettstrahlung 45 Stunden am Stück aufzeichnen und ist damit die erste Mission, die sie so lange beobachtet, sowie die erste seit 2008, die den gesamten Kreis der Aurora um den Nordpol im ultravioletten Licht beobachtet.

Durch den Vergleich der Röntgen- und Ultraviolettbilder lässt sich in Echtzeit verfolgen, wie die Erde auf den Ansturm des Sonnenwinds reagiert.

Datenerfassung startet im Juli

Im Laufe des nächsten Monats wird Smile durch elf Triebwerkszündungen langsam an Höhe gewinnen und schließlich in einer extrem elliptischen Umlaufbahn landen, die sie 121.000 km über den Nordpol führt, um Daten zu sammeln, bevor sie auf 5.000 km über den Südpol absinkt, um diese Daten effizient an die gespannt wartenden Wissenschaftler auf der Erde zu übermitteln.

Die Datenerfassung wird im Juli ernsthaft beginnen, nachdem das Team die Ausleger ausgefahren, die Kameraabdeckungen geöffnet und bestätigt hat, dass alles wie erwartet funktioniert.

Zusammenarbeit made in Europe

Smile ist ein internationales Projekt mit wichtigen europäischen Beiträgen. Im Auftrag der ESA hat Airbus Defence and Space in Spanien das Nutzlastmodul von Smile gebaut. Dieser entscheidende Teil des Raumfahrzeugs beherbergt drei der vier wissenschaftlichen Instrumente der Mission – darunter die Röntgen- und Ultraviolettkameras sowie die Steuereinheit für die Instrumente und den Kommunikationskanal, über den alle wertvollen wissenschaftlichen Daten zur Erde zurückgesendet werden.

Europa war auch für die Röntgenkamera verantwortlich, das größte Instrument von Smile. Im Auftrag der ESA wurde diese Kamera in Großbritannien von der University of Leicester in Zusammenarbeit mit dem Mullard Space Science Laboratory und der Open University sowie mehreren anderen Institutionen in ganz Europa entwickelt und gebaut.

An der Entwicklung des Nutzlastmoduls und der Röntgenkamera waren insgesamt Institute und Unternehmen aus 14 europäischen Ländern beteiligt, wobei das Vereinigte Königreich und Spanien die größten Beiträge leisteten.

Der finanzielle Beitrag der ESA zur Mission beläuft sich auf 130 Millionen Euro und umfasst über 25 Beschaffungsverträge mit mehr als 40 Unternehmen und Instituten. Alle ESA-Mitgliedstaaten leisten einen indirekten Beitrag über das Wissenschaftsprogramm der Agentur, wobei der durchschnittliche Beitrag zu Smile bei etwa 28 Cent pro Einwohner Europas liegt. (se)

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