Eine Weltraummission ins interstellare All, bis zu 1000 Astronomische Einheiten?

Der Schild unseres Sonnensystems, die Heliosphäre, spielt eine entscheidende Rolle beim Schutz der Planeten vor extrem energiereichen galaktischen kosmischen Strahlen. Aber wie kann man sie erforschen?


Die Heliosphäre besteht aus Sonnenwind, solaren Transienten und dem interplanetaren Magnetfeld. Diese Elemente bilden einen Schutzschild gegen galaktische kosmische Partikel, die durch Ereignisse wie Supernovae beschleunigt werden. Ohne die Heliosphäre würden diese Partikel den Planeten erheblichen Schaden zufügen.

Jedoch bleiben die genaue Form und die Grenzen der Heliosphäre ungewiss. Studien, wie die von der Universität Michigan geleitete und in Frontiers in Astronomy and Space Sciences veröffentlichte, erforschen Konzepte für interstellare Missionen. Diese Missionen jenseits des Einflusses der Sonne zielen darauf ab, die Größe und Form unseres "Hauses" von außen zu verstehen.

Die Interaktionen der Heliosphäre mit dem lokalen interstellaren Medium, einem Material aus Plasma, Staub und neutralen Partikeln, bestimmen die Form unserer Heliosphäre und beeinflussen die Zusammensetzung des Weltraumumfelds im Sonnensystem, einschließlich der Nähe zur Erde.

Bislang sind die Voyager-Sonden 1 und 2 die einzigen Missionen, die möglicherweise die Heliosphäre verlassen haben. Die Analyse ihrer Flugbahn und der gesammelten Daten betont die Bedeutung neuer Messungen außerhalb der Heliosphäre, um deren endgültige Form zu bestimmen. Forscher empfehlen, wissenschaftliche Messungen bei zukünftigen Missionen an den Grenzen der Heliosphäre durchzuführen, um ihre Interaktion mit dem interstellaren Medium besser zu verstehen.

Ein Missionskonzept von 2021 hat die technischen Aspekte verschiedener Trajektorien für eine zukünftige interstellare Sonde hervorgehoben. Die Forscher kamen zu dem Schluss, dass eine Trajektorie, die den heliosphärischen Flank bei ihrer „potenziellen Schwanzregion“ durchquert, die beste Perspektive auf die Form der Heliosphäre bieten und die wissenschaftlichen Ergebnisse maximieren würde. Aktuelle Modelle prognostizieren, dass die Heliosphäre eine kugelförmige, gestreckte oder sichelförmige Form annehmen könnte.

Die Voyager-Sonde hat nach einer Reise von 46 Jahren etwa 163 astronomische Einheiten von der Erde entfernt zurückgelegt. In Zukunft könnte eine interstellare Sonde für eine Mission von 50 Jahren konzipiert werden, die etwa 400 astronomische Einheiten zurücklegen und sogar bis zu 1.000 astronomische Einheiten erreichen könnte, und somit eine bisher unerreichte Ansicht unserer Heliosphäre und des interstellaren Mediums darüber hinaus bieten.