Anfang Januar erlebte die Erde ein seltenes Weltraumwetterereignis historischen Ausmaßes. Das amerikanische Space Weather Prediction Center registrierte den stärksten Sonnenstrahlungssturm seit Oktober 2003.
Spektakuläre Polarlichter in südlichen Breitengraden
Das Ereignis bescherte in weiten Teilen Europas ein besonderes Naturschauspiel, auch in südlichen Breitengraden. In Deutschland ließen sich Polarlichter in fast allen Regionen beobachten. Doch während Polarlichter ein faszinierendes Naturschauspiel sind, verbirgt sich dahinter ein ernstes Weltraumwetterereignis mit potenziellen Konsequenzen für moderne Infrastruktur im All.
Der geomagnetische Sturm erreichte die höchste Warnstufe und könnte Auswirkungen auf Stromnetze, Flugverkehr und Satelliten haben. Für Astronauten im Weltall und auf Missionen wie dem geplanten Artemis-Programm, das in diesem Jahr Astronauten zum Mond bringen soll, stellt solch intensive Strahlung ein erhebliches Risiko dar.
Wie entstehen Polarlichter?
Sonnenstrahlungsstürme entstehen durch starke magnetische Eruptionen auf der Sonne, oft begleitet von koronalen Massenauswürfen. Diese beschleunigen geladene Teilchen auf extreme Geschwindigkeiten. Dadurch überbrücken sie die Strecke zwischen Sonne und Erde in wenigen Minuten. Bei der Ankunft durchdringen die energiereichsten Partikel die magnetischen Schutzschichten der Erde und dringen entlang der Magnetfeldlinien zu den Polarregionen vor. Deshalb kann man auf der Erde Polarlichter beobachten.
Technische Schutzmaßnahmen im All
Laut Roskosmos, der russischen staatlichen Raumfahrtbehörde, setzen Spezialisten mehrere bewährte Strategien ein, um Infrastruktur im Weltall zu schützen. Zunächst werden nur bewährte Komponenten verwendet und alle elektronischen Elemente auf ihre Strahlungsbeständigkeit überprüft, bevor sie zum Einsatz kommen.
Teile mit unzureichender Strahlungsbeständigkeit werden durch dickere Strukturen oder spezielle Beschichtungen geschützt, die ionisierende Strahlung absorbieren. Zusätzliche Schutzschirme reduzieren die Menge der eindringenden geladenen Teilchen.
Während der Mission kontrollieren spezielle Sensoren die Strahlungsintensität kontinuierlich in Echtzeit. Einige Systeme unterbrechen die Stromversorgung kurzzeitig, wenn Partikel in empfindliche Bereiche eindringen. Das reduziert das Risiko von Störungen und Ausfällen.
Internationale Raumstation unbeeinflusst
Trotz des Sturms blieb die Internationale Raumstation (ISS) in der vergangenen Woche unbeeinflusst. Für die Besatzung und die Stationssicherheit bestand keine Gefahr, wie Roskosmos mitteilte. Die ISS befindet sich in der Thermosphäre und ist damit weniger akut solcher Strahlung ausgesetzt, als es bei zukünftigen Missionen, beispielsweise zum Mars, der Fall wäre. Von der Raumstation aus konnte die Besatzung die Polarlichter sogar selbst beobachten und hatte dabei die wohl beste Aussicht.
Allerdings werden die Herausforderungen größer, je weiter Astronauten von der Erde entfernt sind. Außerhalb des schützenden Magnetfeldes und der Atmosphäre unseres Planeten stellt die ionisierende Strahlung im Weltall ein ernstes Risiko dar.
Das Problem bei solchen Sonneneruptionen, wie sie in der vergangenen Woche auftraten, ist, dass Astronauten die Strahlung weder sehen noch spüren können. Während akute Strahlenkrankheit während des Weltraumflugs auftreten kann, birgt die Langzeitbelastung durch galaktische kosmische Strahlen noch größere Risiken.
Mehrschichtiger Schutz für zukünftige Missionen
Die NASA entwickelt Weltraumwetter-Vorhersagesysteme, um vor Sonneneruptionen frühzeitig zu warnen. Auf der ISS gibt es bereits besser geschützte Bereiche, die Raumfahrer bei Sonnenstürmen zusätzlich schützen können, wenn frühzeitig gewarnt wird. Auch bei zukünftigen Missionen weiter von der Erde entfernt ist eine frühe Vorhersage daher essenziell, um Raumfahrer rechtzeitig in Sicherheit bringen zu können.
Außerdem wird kontinuierlich daran geforscht, die biologischen Effekte von Weltraumstrahlung auf den menschlichen Körper besser zu verstehen und medizinisch vorbeugen zu können.
