ASTRONOMIE Geladene Pistole
Die Sonne spuckte Feuer. In einem gewaltigen Ausbruch schleuderte sie eine Gasfackel hinaus ins All. Knapp tausendmal schneller als ein Düsenjäger raste die heiße, Milliarden Tonnen schwere Plasmawolke auf die Erde zu.
Knapp vier Tage später erreichte der Partikelschauer die Menschenwelt. Wie von einer Riesenfaust getroffen, wurde das Magnetfeld der Erde zusammengestaucht.
Am Boden brach der Funkverkehr teilweise zusammen, in den USA wurden TV-Programme gestört, Polarlichter verirrten sich ans Mittelmeer. Den teuersten Zwischenfall gab es im Orbit: An Bord von »Telstar 401« führte der Partikelbeschuß zu einem Kurzschluß - der 200 Millionen Dollar teure Fernmeldesatellit geriet außer Kontrolle.
Den Sonnenforschern verhalf der Teilchenorkan, der vor zwei Jahren über den Planeten hinwegbrauste, zu einem wissenschaftlichen Durchbruch. Bereits Minuten nach der Eruption auf der Sonne funkte die europäisch-amerikanische Raumsonde »Soho« gestochen scharfe Bilder zur Erde.
»Zum erstenmal gelang es, einen Sonnensturm von seiner Entstehung bis zum Eintreffen auf der Erde lückenlos zu verfolgen«, berichtet Astrophysiker Rainer Schwenn, der am Max-Planck-Institut für Aeronomie in Katlenburg-Lindau die Ausbrüche auf der Sonne erforscht. »Dabei haben wir viel gelernt.«
Inzwischen trauen sich die Sternenkundler, Alarm zu schlagen, schon bevor ein Sonnensturm die Erde erreicht. Jeden Morgen suchen Astrophysiker in der »Soho«-Kommandozentrale bei Washington die aktuellen Funkbilder aus dem All nach neuen Eruptionen auf der Sonne ab. Über das Internet ist auch Schwenn mit seinem Team beteiligt. Dann geben die Sonnenforscher ihre tägliche Vorhersage für das »Weltraum-Wetter« heraus: »In den nächsten zwei bis drei Tagen rechnen wir mit einem geomagnetischen Sturm auf der Erde.«
Noch liegt die Trefferquote ziemlich niedrig. »Unsere Prognosen sind ungefähr so zuverlässig wie die der Meteorologen vor 40 Jahren«, sagt Schwenn. Am schwierigsten sei es, die Windrichtung eines Sonnensturms präzise zu bestimmen. »Nach einem Materieausbruch weiß man nie so genau, ob die Plasmawolke tatsächlich Richtung Erde geschleudert wird. Aber von Mal zu Mal gelingt die Vorhersage besser.«
Einen weiteren Sprung nach vorn meldeten US-Forscher letzte Woche. Das Astronomen-Team glaubt jetzt einige Tage im voraus verläßlich erkennen zu können, wo und wann es auf der Sonne zu einem großen Knall kommt.
Wie die Forscher auf Bildern des japanischen Röntgensatelliten »Yohkoh« entdeckt haben, windet sich vor einer großen Eruption häufig ein schlan-
* Links: mit einem Modell der Raumsonde »Soho«; oben: Röntgenbild, aufgenommen von dem japanischen Satelliten »Yohkoh«; rechts: S-förmige Struktur zur Vorhersage von Eruptionen.
genförmiger Plasmastrom über die Sonnenoberfläche. Genau dort, wo diese Struktur auftaucht, wird das Magnetfeld des Sterns, das einem Netz aus energiegeladenen Fäden gleicht, stark verdreht. Extreme Spannung baut sich auf - und entlädt sich in einer Eruption.
»Man muß sich das wie eine geladene Pistole vorstellen«, erläuterte der Sonnenphysiker Alphonse Sterling, »die mit großer Wahrscheinlichkeit demnächst losgehen wird.«
Das Wetter im Weltall möglichst genau vorherzusagen, ist mehr als eine akademische Spielerei. Ein zuverlässiges Frühwarnsystem für Sonnenstürme könnte helfen, Millionenschäden zu vermeiden.
Nach einer Schätzung des US-Verteidigungsministeriums verursachen die solaren Teilchenschauer allein an den amerikanischen Regierungssatelliten jährlich rund 150 Ausfälle in der Bordelektronik; die Schadenssumme wird auf rund hundert Millionen Dollar beziffert. Andere Experten gehen davon aus, daß Sonnenstürme jedes Jahr mindestens einen Satelliten zum Absturz bringen.
Diese Gefahr wird noch rapide zunehmen. Nach den derzeitigen Plänen sollen in den nächsten fünf Jahren rund 800 neue Kommunikationssatelliten in den Orbit geschossen werden. Um die Transportkosten zu senken, werden immer kleinere und leichtere Flugkörper gebaut.
»Durch die Miniaturisierung der elektronischen Bauteile werden die Satelliten immer verwundbarer«, warnt Sonnenphysiker Schwenn. »Ein einziges Killer-Teilchen, das an der falschen Stelle eines Schaltkreises einschlägt - und die Steuerungsautomatik oder die Funkanlage fällt komplett aus.«
Um so wichtiger wird es deshalb für die Satellitenbetreiber, rechtzeitig vor einem herannahenden Teilchenschauer gewarnt zu werden. Als eine mögliche Schutzmaßnahme könnten dann besonders gefährdete elektronische Bauelemente abgeschaltet werden, bis der Plasmasturm nachläßt.
Wie stark sich der Ausfall nur eines einzigen Satelliten auf eine total vernetzte High-Tech-Gesellschaft auswirken kann, zeigte sich vor einem Jahr, als plötzlich der amerikanische Nachrichtensatellit »Galaxy IV« funktionslos durchs All trudelte.
Offenbar ein Kurzschluß hatte einen winzigen Chip in der Steuerungsautomatik lahmgelegt. Die Folge: Über 30 Millionen US-Bürger, darunter die meisten Ärzte im Bereitschaftsdienst, waren nicht mehr über ihre Pieper erreichbar; der CBS-Nachrichtensprecher verschwand von den TV-Bildschirmen; Reuters konnte keine Börsenkurse mehr senden.
Auch Kraftwerksbetreiber haben an Weltraum-Wetterberichten neuerdings starkes Interesse. Wenn ein Teilchenschauer der Sonne gegen das Erdmagnetfeld prasselt, entstehen Stromimpulse mit einer Stärke von mehreren Millionen Ampere, die bis zum Erdboden durchschlagen.
Als Folge davon können irdische Stromnetze zusammenbrechen. Bei einem starken Sonnensturm im März 1989 begann die Spannung im Versorgungsnetz von Quebec plötzlich stark zu schwanken; wenige Sekunden später gingen in der Provinz die Lichter aus. Sechs Millionen Kanadier waren in der Winternacht ohne Strom.
Der Netzausfall kostete den kanadischen Stromkonzern Hydro-Quebec zehn Millionen Dollar. Wären die Ingenieure vor dem Sonnensturm gewarnt worden, hätten sie rechtzeitig die Kraftwerke herunterfahren können.
Seit dem 89er Teilchenorkan hat es keine vergleichbaren Schäden an irdischen Stromnetzen mehr gegeben. Aber in den letzten Jahren ging es auf der Sonne auch vergleichsweise ruhig zu. Wie die Astronomen seit langem wissen, wandelt sich der Glutball in einem Zyklus von jeweils elf Jahren von einem gemächlichen Leuchtriesen in einen tobenden Gaswüterich.
»Inzwischen nehmen die Eruptionen wieder beträchtlich an Zahl und Stärke zu«, berichtet Sonnenforscher Schwenn. »In nächster Zeit wird es auf der Sonne wieder sehr stürmisch werden.« OLAF STAMPF
* Links: mit einem Modell der Raumsonde »Soho«; oben:Röntgenbild, aufgenommen von dem japanischen Satelliten »Yohkoh«;rechts: S-förmige Struktur zur Vorhersage von Eruptionen.