Countdown für die Weltraummission „Solar Orbiter“: Kieler Messinstrumente gehen auf Reisen

Vibrationen, Temperatur- oder Spannungsschwankungen müssen Instrumente an Bord einer Raumsonde aushalten, ohne in ihrer Funktion beeinträchtigt zu werden. Damit das gesichert ist, unterzogen die Forscherinnen und Forscher im Institut für Experimentelle und Angewandte Physik ihre Messinstrumente umfangreichen Tests. Vertreterinnen und Vertreter der ESA begutachteten die Ergebnisse vor gut zwei Wochen und bescheinigten den Kieler Sensoren für solare Teilchen schließlich, nach wenigen Nachbesserungen, die Weltraumeignung. „Unsere Sensoren haben die Tests bestens überstanden!“, freut sich Wimmer-Schweingruber. „Die Instrumente sind jetzt abgenommen. Am Montag liefert unser Team sie persönlich in England ab. Dass wir diesen engen Zeitplan erfolgreich geschafft haben, ist vor allem unserem hervorragenden Team zu verdanken!“

Insgesamt vier Instrumente werden im „Energetic Particle Detector“ (EPD) an Bord der Raumsonde verbaut. Die Sensoren messen Elektronen, Protonen und Ionen aller Partikel im Weltall, von Helium-Kernen bis zu Eisenkernen. Sie müssen einen besonders breiten Energiebereich von ca. 2 Kiloelektronenvolt bis 200 Megaelektronenvolt abdecken. Die Erkenntnisse aus diesen Messungen werden dabei helfen, Sonnenstrahlen und ihre Auswirkungen auf die Erde besser zur verstehen.

Bilder stehen zum Download bereit:
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Die drei Kieler Sensoren sind bereit fürs Weltall: links EPT-HET1 und 2, rechts STEP.
Foto/Copyright: Jürgen Haacks, CAU

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Nahaufnahme des zwei-in-einem-Sensors EPT-HET (links), der in zwei Richtungen messen wird. Der Sensor STEP (rechts): Aufgrund des Magnetfeldes im Sensor wurde in der Entwicklungszeit kurzerhand der Montageort in der Raumsonde verändert, da die Sorge bestand, andere Instrumente könnten beeinflusst werden. Dem knappen Zeitplan zum Trotz gelang es dem Kieler Team rechtzeitig, ihr Instrument für den neuen Standort umzubauen.
Foto/Copyright: Jürgen Haacks, CAU

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Expertinnen und Experten, unter anderem von der ESA, nahmen am 3. November die Testergebnisse und die Kieler Sensoren genau unter die Lupe.
Foto/Copyright: Jürgen Haacks, CAU

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Das Kieler Team liefert: Ihre Sensoren werden in der Raumsonde Solar Orbiter verbaut.
Foto/Copyright: Jürgen Haacks, CAU

Hintergrundinformationen
An den EPD-Projekten („Energetic Particle Detector“) sind neben einem Ingenieurteam auch Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, Promovierende und Studierende der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel beteiligt. Sie arbeiten zusammen in einem internationalen Team mit Mitgliedern aus Spanien, Deutschland und den USA. Unter den insgesamt vier Instrumenten im (EPD) ist eine Instrumentenkontrolleinheit (Instrument Control Unit, ICU) und der Sensor SIS (SupraThermal Ion Spectrograph). SIS wird Partikelmessungen während der Reise zur Sonne im Energiebereich von rund 100 Kilo- bis 10 Megaelektronenvolt vornehmen. Unter Leitung von Professor Wimmer-Schweingruber wird dieser Sensor am Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory (APL) entwickelt.

Drei Sensoren entstanden im Reinraum der Kieler Physik:
Der Sensor STEP (Supra Thermal Electrons and Protons) misst im Energiebereich 2,5 bis 65 Kiloelektronenvolt. Strömen Partikel aus diesem Bereich ein, werden auf der einen Seite des Instruments Elektronen durch ein magnetisches Feld abgelenkt. Nur Protonen und Ionen werden hier gemessen. Auf der anderen Seite des Instruments, ohne Magnetfeld, wird der gesamte Partikelstrom aus dem relevanten Energiebereich gemessen. Die Differenz beider Seiten gibt Aufschluss über die vorhandenen Elektronen.

Die Instrumente EPT-HET1 und 2 sind baugleich und bergen jeweils zwei Sensoren: Die Sensoren EPT (Electron and Proton Telescope) und HET (High-Energy Telescope). Zusammen messen sie Elektronen im Energiebereich von 20 Kilo- bis 20 Megaelektronenvolt sowie Protonen von 20 Kilo- bis 100 Megaelektronenvolt. Das HET misst zusätzlich schwere Ionen bis 200 Megaelektronenvolt. Die Instrumente EPT-HET1 und EPT-HET2 können jeweils in zwei Richtungen (Sonnenseite/Sonnenabgewandte Seite bzw. Richtung Umlaufbahn/abgewandt von Umlaufbahn) messen.

Die Kieler Projekte werden vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) gefördert, SIS wird durch die ESA gefördert.

Weitere Informationen:
http://www.physik.uni-kiel.de/de/institute/ieap/ag-wimmer/solo

Kontakt:
Professor Robert Wimmer-Schweingruber
Institut für Experimentelle und Angewandte Physik
Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
E-Mail: wimmer@physik.uni-kiel.de
mobil: +49 173 951 3332

Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
Presse, Kommunikation und Marketing, Dr. Boris Pawlowski, Text: Claudia Eulitz
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Weitere Informationen:

http://www.uni-kiel.de/pressemeldungen/index.php?pmid=2016-386-solar-orbiter