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WeltraumwetterMagnetfeldmessungen

Sonnenstürme: Frühwarnsystem im All entsteht mit Austro-Technologie

Ein neues Frühwarnsystem wird Sonnenstürme bis zu einer Stunde vor deren Ankunft bei der Erde messen können. Die erste Ausbaustufe des Systems liefert eine nun erfolgreich gestartete US-Raketenmission, die Technologie von Weltraumforscher:innen der ÖAW mitführt.

25.09.2025
Darstellung des SWFO-L1-Satelliten der NOAA in der Umlaufbahn neben einem Bild der Sonne, die eine koronale Massenauswurf erzeugt. Die Erde ist in der Ferne zu sehen.
Künstlerische Darstellung des SWFO-L1-Satelliten zur Erforschung der Wechselwirkung zwischen Sonne und Erde. © NOAA

Als erster der drei US-amerikanischen Satelliten Space Weather Follow On - Lagrange 1 (SWFO-L1) zur Überwachung der Sonnenaktivität stieg am 24.9.2025 vom NASA Kennedy Space Center in Florida aus eine  SpaceX-Trägerrakete vom Typ Falcon 9 in den Himmel. Mit an Bord führt sie Elektronik zur Messung des Sonnenmagnetfeldes, die vom Grazer Institut für Weltraumforschung der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW) geliefert wurde. 


Die US-amerikanische Satellitenmission wird ihr Ziel, den auf dem Weg zwischen Sonne und Erde gelegenen Lagrange-Punkt 1 (L1), im Jänner 2026 erreichen und zwei Monate später mit ihren fünf- bis zehnjährigen Beobachtungen beginnen. Die beiden weiteren Satelliten der Mission folgen 2029 und 2032.

SWFO-L1 wird kontinuierlich die Sonne beobachten und deren Sonnenwindstörungen überwachen. © NASA's Goddard Space Flight Center Conceptual Image Lab


Vom Lagrange-Punkt 1 aus kann die künftige Sensorstation die Auswirkungen eines Sonnensturms 10-60 Minuten vor der Ankunft bei der Erde messen und daher als Frühwarnsystem eingesetzt werden. Sie besteht aus einem speziellen Sonnenteleskop zur Überwachung der Sonnenaktivität sowie einer Reihe von Instrumenten zur Echtzeitmessung des Sonnenwinds. Als Sonnenwinde bezeichnet man Ströme geladener Teilchen, die sich ausgehend von unserem Zentralgestirn in den Weltraum ausbreiten und dabei auch auf das Erdmagnetfeld treffen. Die Mission Space Weather Follow On - Lagrange 1 wird Echtzeitdaten zur Erde senden und so schnellere und genauere Vorhersagen, Beobachtungen und Warnungen ermöglichen. Damit können frühzeitig Maßnahmen zum Schutz von Stromnetzen sowie Kommunikations- und Navigationssystemen ergriffen und die Sicherheit von Astronauten und weltraumgestützten Infrastrukturen erhöht werden.

Magnetfeldmessung mit steirischer Technologie

Das Grazer Institut für Weltraumforschung ist an dem Magnetometer (MAG) an Bord von SWFO-L1 beteiligt. MAG misst das interplanetare Magnetfeld, das vom Sonnenwind transportiert wird, auf plötzliche Veränderungen, die durch interplanetare Schocks, koronale Massenauswürfe, korotierende Interaktionsregionen oder Hochgeschwindigkeits-Sonnenwind verursacht werden können.

"Die Magnetfelddaten von L1 sind für die Untersuchung des Sonnenwindplasmas von entscheidender Bedeutung."

"Damit leistet es einen wesentlichen Beitrag zur operativen und gleichzeitig wissenschaftlichen Zielsetzung der Mission", betont Rumi Nakamura­­­, Forschungsgruppenleiterin am Institut für Weltraumforschung. "Die Magnetfelddaten von L1 sind für die Untersuchung des Sonnenwindplasmas von entscheidender Bedeutung, darunter Turbulenzen, Instabilitäten und großräumige Strukturen.", so die Forscherin weiter. 

MAG-Flugmodell mit den beiden Fluxgate-Sensoren (links und rechts) und der sensornahen Elektronikplatine (Mitte) mit den beiden Mikrochips. © IWF/ÖAW

Why space research matters

Das Weltraumwetter, zu denen Sonnenstürme gezählt werden, sorgt nicht nur für beeindruckende Lichtspiele, auch bekannt als Polarlichter, sondern kann auch gehörigen Einfluss auf unsere modernen Technologien nehmen. Geomagnetische Stürme können beispielsweise die Stromversorgung, GPS-Systeme und andere Kommunikationssysteme, auf die unsere moderne Gesellschaft angewiesen ist, erheblich beeinflussen. Eine Ausdehnung unserer Raumfahrtprogramme und die zunehmende technologische und auch menschliche Präsenz im Weltraum, wie auf der Internationalen Raumstation oder bald wieder auf dem Mond, setzt eine genaue Vorhersage der Sonnenaktivität voraus.

"Die Sonne-Erde-Wechselwirkung kann direkt auf Stern-Exoplanet-Systeme übertragen werden kann".

Die aktuell laufenden Missionen liefern in diesem Zusammenhang einen wertvollen Beitrag als Frühwarnsystem und Datenquelle für die Grundlagenforschung. Gemeinsam mit Satelliten wie MMS und THEMIS, die sich bereits im erdnahen Weltraum befinden, aber auch der Mission SMILE, die nächstes Jahr startet, lassen sich die dynamischen Prozesse in der Erdmagnetosphäre und damit die Wechselwirkung zwischen Sonne und Erde noch besser verstehen. "Diese wiederum liefert ein Referenzmodell, das direkt auf Stern-Exoplanet-Systeme übertragen werden kann", schließt Christiane Helling, Direktorin des Instituts für Weltraumforschung und Leiterin der Forschungsgruppe Exoplaneten: Wetter und Klima.