Vorwarnzeit ist kurz

Wie Sonnenstürme unsere Hightech-Welt bedrohen

Sonnenstürme können auf der Erde einen Ausnahmezustand verursachen. Für den Planeten selbst sind sie keine Gefahr, wohl aber für unsere hoch technologisierte Welt. Bei einem Sonnensturm rasen hochenergetische Teilchen und eine massive Plasmawolke auf die Planeten zu und können die Infrastruktur massiv stören. Schmerzlich erfahren musste dies unlängst SpaceX, das infolge eines Sonnensturms rund 40 seiner Satelliten verlor.

Sonnenstürme entstehen bei Eruptionen auf dem Stern. Dabei werden der Europäischen Raumfahrtbehörde ESA zufolge hochenergetische Teilchen und Plasma in einer Dimension von Milliarden Tonnen ins All geschleudert, die sich binnen kurzer Zeit auf die 150 Millionen Kilometer entfernte Erde zubewegen können.

Satelliten, Strom- und Kommunikationsnetze in Gefahr
Die Erde ist eigentlich durch ihr Magnetfeld und die Atmosphäre geschützt, dennoch können solche Stürme zu massiven Schäden führen. Satelliten können zerstört werden, Stromnetze oder Kommunikations- und Navigationssysteme zusammenbrechen.

Es ist jederzeit möglich, dass ein sehr extremer Sonnensturm auftritt und der kann weitreichende Folgen haben.

Melanie Heil, ESA

„Es ist jederzeit möglich, dass ein sehr extremer Sonnensturm auftritt und der kann weitreichende Folgen haben“, sagt die Koordinatorin der Weltraumwettermission beim ESA-Standort in Darmstadt, Melanie Heil.

Treffen geladene Partikel der Sonne auf die Erdatmosphäre, wird das Phänomen am Boden in Polnähe als Polarlicht (Aurora borealis) wahrgenommen.

(Bild: stock.adobe.com)

Von dem Standort mit dem Satellitenkontrollzentrum steuern die europäischen Raumfahrer ihre Beobachtungen von Sonnenstürmen. Es sei nicht „superwahrscheinlich“, dass gleich alle Satelliten kaputt gehen, aber einige könnte es treffen.

Die Vorwarnzeit ist kurz
Um die Stromnetze auf der Erde zu schützen, brauche man eine Vorwarnzeit. Wenn man Kapazitäten in Generatoren und Transformatoren runterregeln könnte, könnte dies möglicherweise ausreichen, um sie vor Schaden zu bewahren. Ein Jahrhundertereignis sei allerdings ganz schwer vorherzusagen. „Die letzten Berechnungen sagen, dass wir mit rund zehnprozentiger Wahrscheinlichkeit ein extremes Weltraumwetterereignis in den nächsten zehn Jahren erwarten können.“

Wenn wir nicht in der Lage wären, so etwas zu beobachten, wären wir jederzeit anfällig.

Melanie Heil, ESA

Die Vorwarnzeit ist dabei nur kurz, weil die Sonnenteilchen sich rasend schnell durch die Weiten des Sonnensystems bewegen. „Wenn wir nicht in der Lage wären, so etwas zu beobachten, wären wir jederzeit anfällig“, sagt Heil. Es gebe bereits gewisse Beobachtungspunkte, die Daten liefern. Allerdings sei man für verlässlichere Vorhersagen noch stark am Ausbau der Kapazitäten.

„Vigil“ soll seitlich auf die Sonne schauen
Mit der Sonde „Vigil“ erhofft sich die ESA einen weitaus besseren Blick auf Sonnenstürme. „Die Vigil-Mission wird aufgrund ihres Standorts im Weltraum einen scharfen Blick auf potenziell gefährliche Sonnenaktivitäten werfen können“, erläuterte unlängst der Leiter dieser ESA-Mission, Giuseppe Mandorlo. Die Mission soll Heil zufolge 2027 starten und kann anders als bisherige Beobachtungsmöglichkeiten seitlich auf die Sonne schauen und die Stürme so verfolgen.

Das Ausmaß des Schadens beim privaten Raumfahrtunternehmen des Milliardärs Elon Musk überraschte die ESA. „Es war eigentlich kein besonders starker Sonnensturm, deswegen wurde auch keine offizielle Warnung rausgeschickt“, sagt Heil. Die SpaceX-Satelliten waren zur falschen Zeit am falschen Ort. Durch den Sturm habe sich die Atmosphäre so stark verdichtet, dass die Orbiter in 200 Kilometern Höhe nicht aus eigener Kraft ihren eigentlich 300 Kilometer höher gelegen Zielpunkt mit eigenem Antrieb erreichen konnten und nun - siehe Video oben - verglühen.

Mit dem Starlink-System will SpaceX schnelle Internet-Verbindungen direkt über eigene Satelliten herstellen. SpaceX leiste mit Starlink „gute Arbeit“, heißt es bei der US-Raumfahrtagentur NASA. Sowohl die NASA als auch die US-Wetterbehörde NOAA arbeiteten derzeit mit SpaceX daran, den Starlink-Betrieb noch weiter zu verbessern. Die NASA arbeite zudem daran, Wetter-Vorkommnisse im Weltraum noch besser zu verstehen.

Die Sonne ist der NASA zufolge ein „lebender, atmender“ Gasball, der ständig aktiv ist. Und wie viele natürliche Prozesse auf der Erde ist auch die Aktivität der Sonne zyklisch. Die Aktivität auf der Sonnenoberfläche, wie zum Beispiel Sonneneruptionen oder koronale Massenauswürfe könne die Gesamtenergie des Sonnenwindes sowie seine Geschwindigkeit erheblich erhöhen. Die Häufigkeit von geomagnetischen Stürmen nehme mit dem Sonnenzyklus zu und ab. Während des Sonnenmaximums treten geomagnetische Stürme häufiger auf. Heil zufolge hat die Sonne im Maximum deutlich mehr Sonnenflecken und die sind möglicherweise die Quelle für Sonnenstürme. Ein Zyklus dauere elf Jahre.