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Presseaussendung

Forschungssatellit SMILE steht kurz vor dem Start

Wie Europa und China mithilfe von Grazer Know-how den Weltraum zum Lächeln bringen werden

 07.04.2026
A shiny, golden spacecraft in the centre of the screen is attached to a white and grey rocket part, which is gently firing its engine. The rocket part is about two to three times longer than the spacecraft. In the background, we see Earth, with the horizon curving across the screen from lower left to upper right.
SMILE wird an Bord einer Rakete vom Typ Vega-C ins All gebracht. © ESA/ATG Europe

Der Start der Weltraummission SMILE (Solar Wind Magnetosphere Ionosphere Link Explorer) – eine gemeinsame Mission der Europäischen Weltraumorganisation ESA und der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (CAS) – ist wegen technischer Probleme auf unbestimmte Zeit verschoben. Vorgesehen war der Start für den 9. April 2026. 

Das Grazer Institut für Weltraumforschung (IWF) der Österreichischen Akademie der Wissenschaften ist mit Technologie und wissenschaftlichem Know-how mit an Bord. Ziel der Mission ist es, die Beziehung zwischen unserem Zentralgestirn – der Sonne – und unserem Heimatplaneten – der Erde – besser zu verstehen.

Beschützende Magnetosphäre

"Wir werden zum ersten Mal den unsichtbaren Schutzschild der Erde direkt in Aktion sehen", so Nakamura.

Wie ein riesiger Regenschirm hält die Magnetosphäre den Großteil der Teilchen, die die Sonne unablässig in Richtung Erde schickt, von dieser ab. Bei starker Sonnenaktivität spricht man von einem Sonnensturm, der das Erdmagnetfeld komprimiert und dabei die Magnetopause näher in Richtung Erde schiebt. Die Folge ist ein sogenannter geomagnetischer Sturm, bei dem diese Teilchen in der Umgebung der Erde stark beschleunigt werden. So entstehen einerseits beeindruckende Lichtspiele, auch bekannt als Polarlichter, andererseits aber auch negative Auswirkungen für die Erde, die unsere modernen Technologien beeinflussen, unter anderem den Funkverkehr stören oder Satelliten beschädigen.

Mit SMILE erhalten wir ein vollständiges Bild davon, wie das Magnetfeld der Erde auf Teilchenströme und Strahlungsausbrüche der Sonne reagiert. "Wir werden zum ersten Mal den unsichtbaren Schutzschild der Erde direkt in Aktion sehen", zeigt sich Rumi Nakamura, Leiterin der IWF-Forschungsgruppe Weltraumplasmaphysik, begeistert.

GIF showing the Sun blasting matter towards Earth. Around Earth is a magnetic field, with a bright patch pointing towards the Sun, curved around Earth like a shield. As the matter from the Sun hits this shield, it gets brighter and gets pushed towards Earth.
Schematische Darstellung der Wechselwirkung zwischen der Sonne und dem Magnetfeld der Erde von oben betrachtet: Der von der Sonne permanent ausgehende Sonnenwind trifft an der Magnetopause (gebogene rote Linie) auf das Erdmagnetfeld (blaue, fächerförmig dargestellte Magnetfeldlinien). © ESA

3 Jahre - 3 Rätsel

SMILE wird in einer stark elliptischen Umlaufbahn 121.000 Kilometer über dem Nordpol die Erde umrunden. Während der geplanten Missionsdauer von drei Jahren, sollen drei große Fragen beantwortet werden:

  • Was passiert, wenn der Sonnenwind auf den magnetischen Schutzschild der Erde trifft?
  • Wie können wir die gefährlichsten magnetischen Stürme früher vorhersagen?
  • Was verursacht magnetische Störungen auf der Nachtseite der Erde?

Vier Instrumente – ein gemeinsames Ziel

SMILE ist mit vier einzigartigen Messgeräten ausgestattet, um die Wechselwirkung zwischen Sonnenwind und Erde zu untersuchen. Die Nutzlast von SMILE besteht aus zwei bildgebenden Instrumenten - dem Soft X-ray Imager (SXI) und einem Ultraviolet Aurora Imager (UVI). Ein zusätzliches In-Situ-Messpaket unterstützt die Bildgebungsinstrumente bei der Erforschung der Eigenschaften des Sonnenwindes. Dieses Paket, das auf dem Wissen und der Erfahrung aus früheren europäischen Missionen wie den ESA-Cluster- und ESA/CNSA-Double Star-Satellitenflotten basiert, enthält einen Light Ion Analyser (LIA) und ein Magnetometer (MAG).

Darstellung des SMILE-Satelliten mit seiner Nutzlast
Die wissenschaftliche Nutzlast von SMILE. © ESA

 

UVI ist die erste Kamera, die Nordlichter während der zweitägigen Umlaufbahn 45 Stunden lang ununterbrochen aufzeichnet. LIA misst die Geschwindigkeit und totale Dichte der Sonnenwindteilchen. MAG misst das Magnetfeld des Sonnenwindes. SXI ist die erste Kamera, die detaillierte Röntgenbilder des Erdmagnetfelds über lange Zeiträume hinweg aufnimmt und steht unter europäischer Leitung. Die anderen drei Instrumente wurden unter der Leitung vom National Space Science Center der CAS entwickelt und gebaut.

Grazer Technologie verhilft SMILE zu seinem Röntgenblick

Qualifikationsmodell der SXI-Elektronikbox
Qualifikationsmodell der SXI-Elektronikbox. © ÖAW/IWF

Mit der Röntgenkamera SXI wird SMILE die Sonnenwindteilchen bei der Interaktion mit dem Erdmagnetfeld sichtbar machen. Diese Bilder werden Aufschluss darüber geben, wie sich das schützende Magnetfeld der Erde verhält, um uns gegen Sonnenwind und Sonnenstürme abzuschirmen. SXI wurde von der Universität Leicester, UK, im Auftrag der ESA entwickelt und gebaut. Das IWF Graz koordinierte die Entwicklung und das Design der Digital Processing Unit (DPU), in der die Daten verarbeitet werden, und lieferte die dazugehörige Hardware in Form einer Elektronikbox.

Neben SXI ist das IWF Graz wissenschaftlich auch an MAG beteiligt. Mit seiner langjährigen Expertise bei der Entwicklung von Magnetometern für frühere Weltraummissionen unterstützte das IWF seine chinesischen Partner bei der Kalibrierung von MAG, um präzise Magnetfeldmessung zu gewährleisten.

Grazer Know-how für Interpretation der SMILE-Daten

Das IWF entwickelte Analysemethoden zur Interpretation der Röntgendaten. Damit kann die Dynamik des Erdmagnetfeldes im Wechselspiel mit dem Sonnenwind zuverlässig bestimmt werden. 

Computersimulation der Intensität der Röntgenstrahlung, die durch die Wechselwirkung zwischen dem Sonnenwind und den neutralen Teilchen der Erdatmosphäre entsteht. Da die geladenen Teilchen des Sonnenwindes nicht in die Magnetosphäre eindringen können, wird an der Tagseite das Erdmagnetfeld komprimiert. In Polnähe können die Sonnenwindteilchen relativ ungehindert in die Atmosphäre eindringen.
Computersimulation der Intensität der Röntgenstrahlung, die durch die Wechselwirkung zwischen dem Sonnenwind und den neutralen Teilchen der Erdatmosphäre entsteht. Da die geladenen Teilchen des Sonnenwindes nicht in die Magnetosphäre eindringen können, wird an der Tagseite das Erdmagnetfeld komprimiert (oranger Bereich im weißen Quadrat, der von SXI beobachtet wird). Die weißgelben Bereiche in Polnähe (N, S) zeigen die sogenannten Cusp-Regionen, in denen die Sonnenwindteilchen relativ ungehindert in die Atmosphäre eindringen können. Dabei wird auch das UV-Polarlicht erzeugt, das von UVI gemessen wird. © Kim et al., Earth Planet. Phys., 2024, DOI: 10.26464/epp2023069

 

MAG misst die Magnetfelder sowohl der Sonne als auch der Erde und gibt so indirekt Aufschluss über die Wechselwirkung zwischen unserem Zentralgestirn und Heimatplaneten. Damit werden die aufgenommenen Röntgenbilder in Kontext zu den gemessenen Sonnenwinddaten gesetzt. "Somit bekommen wir Einblick, wie sich das schützende Erdmagnetfeld abhängig von der Sonnenaktivität ändert", fasst Nakamura zusammen.

Why space research matters - SMILE

"Dieses Wissen über die Prozesse im erdnahen Weltraum kann auch auf Planeten außerhalb unseres Sonnensystems angewandt werden", schließt Helling.

SMILE baut auf dem wissenschaftlichen und technologischen Vermächtnis früherer Weltraummissionen auf. Es wird Daten sammeln, die vergangene (zB Cluster, Double Star) und aktuelle Missionen (zB MMS, THEMIS, Solar Orbiter) ergänzen und den Weg für die zukünftige Weltraumwetterforschung (zB Vigil) ebnen. Die dynamischen Prozesse in der Erdmagnetosphäre, ausgelöst durch die Wechselwirkung zwischen Sonne und Erde, bilden eine Datenquelle für die Grundlagenforschung, die für eine genauere Vorhersage des Weltraumwetters dienen kann. "Dieses Wissen über die Prozesse im erdnahen Weltraum kann auch auf Planeten außerhalb unseres Sonnensystems angewandt werden", schließt IWF-Direktorin Christiane Helling, die dem Raketenstart gemeinsam mit weiteren Mitgliedern des IWF-SMILE-Teams beiwohnen wird.

 

Nähere Informationen finden Sie im deutschsprachigen SMILE-Starterpaket und bei der ESA.

Der Start von SMILE wird live von der ESA übertragen.

 

Rückfragen

Doz. Rumi Nakamura
T +43 316 4120-573
M +43 664 4032672
rumi.nakamura(at)oeaw.ac.at