Gesundheit : US-Raumsonde: Der Fänger im Sonnenstaub: "Genesis" startet im Juli

Rainer Kayser

Ein Stückchen Sonnenmaterie zur Erde holen - das ist der Traum der Sonnenforscher. Vielleicht wird dieser Traum schon bald Wirklichkeit: Am 30. Juli nämlich startet die amerikanische Raumsonde "Genesis" - und wenn alles klappt wie geplant, dann wirft die Sonde im September 2004 eine Kapsel mit Sonnenmaterie über dem US-Bundesstaat Utah ab.

Natürlich ist die Sonne viel zu heiß - rund 6000 Grad beträgt die Temperatur an ihrer Oberfläche -, um an eine Landung auf ihr auch nur zu denken. Jedes Raumfahrzeug würde gnadenlos zerschmelzen, lange bevor es auch nur in die Nähe unseres Zentralgestirns kommt. Die Wissenschaftler müssen sich deshalb mit einem Trick behelfen: Sie sammeln die Materie im freien Weltraum ein. Denn zum Glück bläst die Sonne einen ständigen Strom von Atomen ins All - und diesen Sonnenwind soll Genesis mit seinen Detektoren über einen Zeitraum von knapp drei Jahren einsammeln. Grafik: Der Flug der Genesis Dazu fliegt die 255 Millionen Dollar teure Sonde genau in Richtung Sonne zum so genannten "Lagrange-Punkt", 1,5 Millionen Kilometer von der Erde entfernt. An diesem Punkt heben sich Anziehungs- und Fliehkräfte gerade so auf, dass die Sonde dort bequem "parken" kann. Antriebslos bewegt sie sich dann etwa zweieinhalb Jahre lang gemeinsam mit der Erde um die Sonne.

An diesem Ort befindet sich Genesis weit außerhalb des irdischen Magnetfelds, welches den Sonnenwind ablenkt. Ungehindert kann der Partikelstrom mit einer Geschwindigkeit von über einer Million Kilometer pro Stunde auf die Raumsonde treffen. Blöcke aus ultrareinen Materialien - Silizium, Diamant, Saphir, Gold, Aluminium und Germanium - sollen einzelne Atome des Sonnenwinds abbremsen und einfangen. Die Materialien wurden so ausgewählt, dass sie jeweils bestimmte Elemente des Sonnenwinds besonders gut abbremsen, ohne sie chemisch oder physikalisch zu verändern.

Im April 2004 soll sich Genesis auf den Heimweg machen. Es wird die erste Sonde sein, die vom Erde-Mond-System stammende Materie zu unserem Planeten zurückbringt. Genesis selbst soll am 8. September 2004 in der Atmosphäre verglühen. Das in einer Kapsel gesammelte Sonnenmaterial wird an einem Gleitschirm über dem Testgebiet der US Air Force in Utah hinabschweben. Speziell trainierte Hubschrauberpiloten sollen die Kapsel vor dem Aufprall in der Luft abfangen, um die wertvolle Fracht unversehrt zu bergen.

Donald Burnett, Physiker an der Forschungsschmiede Caltech im kalifornischen Pasadena und Chefwissenschaftler des Projekts, rechnet mit einer Ausbeute von gerade einmal 10 bis 20 Millionstel Gramm Sonnenmaterie. Das erscheint wenig, reicht aber für jahrzehntelange Forschungsarbeiten und Auswertungen im irdischen Labor: "Genesis wird uns eine kleine, aber sehrwertvolle Menge an Daten liefern, die entscheidend für unser künftiges Wissen über die Sonne ist", sagt der Wissenschaftler.

Denn damit hätten die Forscher erstmals die Möglichkeit, die genaue chemische Zusammensetzung der Materie an der Sonnenoberfläche - wo der Ursprung des Sonnenwinds liegt - zu bestimmen. Mehr noch: Die Wissenschaftler können sogar ermitteln, wie häufig die verschiedenen Isotope eines Elements sind. Isotope sind Atome eines chemischen Elements, die sich durch eine unterschiedliche Anzahl von Neutronen in ihrem Atomkern unterscheiden.

Diese Kenntnisse erlauben es den Forschern, einen Blick in die Zeiten zu werfen, als das Sonnensystem entstanden ist. Denn an der Sonnenoberfläche befindet sich, davon sind Burnett und seine Kollegen überzeugt, ursprüngliche, unveränderte Materie aus dem Urnebel, aus dem vor 4,5 Milliarden Jahren die Sonne und die Planeten entstanden sind.

Zwar produziert unser Leitstern seine gewaltige Energie durch die ständige Kernfusion von Wasserstoff zu Helium. Doch diese Prozesse laufen nur im Zentralbereich ab, bei Temperaturen von über zehn Millionen Grad. Und eine Durchmischung der Materie im Sonnenzentrum und an ihrer Oberfläche findet nicht statt. Um zu verstehen - und im Computer simulieren zu können -, wie aus einer großen Gaswolke zunächst die Sonne und später Planeten, Monde, Asteroiden und Kometen entstehen konnten, müssen die Astronomen die exakte Zusammensetzung der Materie des Urnebels kennen.

Der Name der Raumsonde ist also zugleich Programm: "Genesis" bedeutet "Entstehungsgeschichte".

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