Sonnenwinde

Der Sonnenwind ist ein kontinuierlicher Strom geladener Teilchen (hauptsächlich Protonen und Elektronen), der von der Sonnenkorona mit Geschwindigkeiten von 300 bis 800 km/s ins All strömt. Er formt die Heliosphäre, eine Blase, die das gesamte Sonnensystem umhüllt und vor interstellarer kosmischer Strahlung schützt.

Bei Sonneneruptionen (Coronal Mass Ejections) werden Milliarden Tonnen Plasma ins All geschleudert. Treffen diese auf das Erdmagnetfeld, entstehen geomagnetische Stürme, die Polarlichter erzeugen, aber auch Satelliten, Stromnetze und Kommunikation stören können. Das Carrington-Ereignis von 1859 war der stärkste dokumentierte geomagnetische Sturm und legte Telegrafenleitungen lahm. Ein vergleichbares Ereignis heute könnte globale Infrastruktur für Wochen oder Monate lahmlegen.

In der Science Fiction sind Sonnenstürme ein beliebtes Katastrophenszenario. Stephen Baxter widmete dem Thema seinen Roman Sunstorm (2005). Die Strahlenbelastung durch Sonnenwind und kosmische Strahlung ist ein reales Problem für bemannte Marsmissionen und Langzeitraumfahrt, Andy Weirs Der Marsianer thematisiert dies am Rande.

Die Voyager-Sonden haben 2012 und 2018 die Heliopause erreicht, die Grenze, an der der Sonnenwind auf das interstellare Medium trifft. Jenseits dieser Grenze endet der Einfluss unserer Sonne.

Für bemannte Raumfahrt jenseits des Erdmagnetfelds ist der Sonnenwind ein ernstes Problem. Die Erde schützt uns durch ihr Magnetfeld, das den Großteil der geladenen Teilchen ablenkt. Astronauten auf dem Mond, auf dem Mars oder auf Flügen zum Jupiter wären dauerhafter Strahlenbelastung ausgesetzt. Bei einem starken Sonnensturm könnte die Dosis in kurzer Zeit auf lebensbedrohliche Werte steigen. NASA und ESA arbeiten an Frühwarnsystemen, die geostationäre Satelliten wie SOHO oder die Deep Space Climate Observatory (DSCOVR) betreiben. Diese Sonden sitzen am Lagrange-Punkt L1 zwischen Sonne und Erde und geben bei Sonnenstürmen rund 15 bis 60 Minuten Vorwarnung.

Der Sonnenwind ist auch Motor für eines der verheißungsvollsten Konzepte der Raumfahrt: das Sonnensegel. Photonen und geladene Teilchen aus dem Sonnenwind üben einen winzigen, aber permanenten Druck auf reflektierende Flächen aus. Große, dünne Segel könnten Raumsonden im inneren Sonnensystem auf bemerkenswerte Geschwindigkeiten beschleunigen, ohne Treibstoff zu verbrauchen. Das IKAROS-Raumschiff der JAXA testete dieses Prinzip 2010 erfolgreich auf dem Weg zur Venus.

In der Science Fiction ist der Sonnenwind der romantischste Antrieb. Arthur C. Clarkes Kurzgeschichte Sonnensegel von 1964 beschreibt eine Regatta im Weltraum, angetrieben nur durch Strahlungsdruck. Der Sonnenwind ist in solchen Geschichten nicht Gefahr, sondern Freiheit: kostenloser, unerschöpflicher Antrieb für die Segelmacher der Zukunft.