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Sonnenwind und Weltraumwetter

Instrumente der ESA-Raumsonde Solar Orbiter kalibriert

PTB-News 3.2017
05.09.2017
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Sonnen- und Atmosphärenforschung

Entwickler von Weltraumteleskopen

Solar Orbiter ist eine Raumsonde der Europäischen Raumfahrtagentur ESA, die in einer siebenjährigen Mission die Sonne umkreisen und wissenschaftlich erforschen soll. Der Start ist derzeit für Oktober 2018 geplant. Drei der Instrumente von Solar Orbiter werden die Sonne im Vakuum- bzw. extremultravioletten (VUV- bzw. EUV-) Spektralbereich mit Strahlung bei Wellenlängen kürzer als 130 nm beobachten. Die abschließende Charakterisierung bei diesen Wellenlängen wurde kürzlich mit Synchrotronstrahlung an der Metrology Light Source (MLS) der PTB durchgeführt.

Das EUI-Instrument von Solar Orbiter während der Montage im großen Vakuumtank an der MLS

Das Hauptziel der Solar-Orbiter-Mission liegt in der Beobachtung des sogenannten Weltraumwetters, d. h. von Prozessen in der Sonnenkorona, die durch ihre Partikelstrahlung, den Sonnenwind, auch direkt Einfluss auf die Erdatmosphäre haben. Sie sind für das Polarlicht verantwortlich, können aber auch u. a. Satellitenkommunikation und Luftverkehr massiv beeinträchtigen.

Solar Orbiter wird über insgesamt zehn Instrumente verfügen, von denen sechs der Fernerkundung dienen, hiervon drei im VUV- und EUV-Spektralbereich: der Extreme Ultraviolet Imager (EUI) und das SPICE-Instrument (Spectral Imaging of the Coronal Environment) sowie auch ein Beobachtungskanal des METIS (Multi Element Telescope for Imaging and Spectroscopy). Die PTB war bei allen drei Instrumenten bereits in der Entwicklungsphase durch die Charakterisierung von einzelnen optischen Komponenten beteiligt.

In der finalen Phase der Instrumentencharakterisierung wurde das EUIFlugmodell unter Nutzung des speziell für solche Zwecke konzipierten großen Vakuumtanks an der MLS und durch Rückführung auf elektrisch kalibrierte Substitutions-Kryoradiometer als primäre Empfängernormale nun direkt radiometrisch kalibriert. Die finale Kalibrierung von SPICE erfolgte dagegen extern über das Verfahren der quellengestützten Radiometrie unter Verwendung einer Hohlkathodenentladungsquelle, deren Kalibrierung wiederum auf die MLS als primäres Strahlungsnormal rückgeführt war.

Die Arbeiten wurden in enger Kooperation insbesondere mit den für den Bau und Betrieb der Instrumente verantwortlichen wissenschaftlichen Institutionen durchgeführt: dem Centre Spatial de Liège in Belgien, dem Max-Planck-Institut für Sonnensystemphysik in Göttingen und dem Rutherford Appleton Laboratory in Harwell/UK. Zurzeit werden die charakterisierten Instrumente bei der ESA auf die Raumschiffplattform endmontiert und für den Start vorbereitet.

Ansprechpartner

Alexander Gottwald, Roman Klein
Fachbereich 7.1 Radiometrie mit Synchrotronstrahlung
Telefon: (030) 3481-7130, -7140
Opens window for sending emailalexander.gottwald(at)ptb.de,
Opens window for sending emailroman.m.klein(at)ptb.de