Thema: Sonnensturm beeinträchtigt Satelliten

[SiLæncer]

Eine Phase heftiger Sonnenaktivität, die am 5. Dezember begonnen und rund zehn Tage lang angehalten hatte, hat offenbar den Betrieb einiger Satelliten beeinträchtigt. Der Flugleiter der Cluster-Mission, Jürgen Volpp, berichtete von kleineren Unregelmäßigkeiten bei der Sonde Cluster 1. Bei Cluster 2 fiel die Lagekontrolle durch einen Stromausfall aus, sodass das Reservesystem einspringen musste. Bei Cluster 4 schaltete sich ein Hochleistungsverstärker ab.

Auch Envisat hatte mit Problemen zu kämpfen. Flugleiter Frank Diekmann sagte, dass der Computer an Bord des Satelliten seine Arbeit selbsttätig eingestellt habe, was dazu führte, dass sich alle Instrumente abschalteten. Integral-Flugleiter Michael Schmidt berichtet, dass das Team das Bildaufnahmegerät IBIS manuell abschalten musste, um Schäden zu verhindern. Der Röntgenmonitor JEM-X schaltete sich zweimal automatisch in den sicheren Modus. Inzwischen sind aber alle Probleme behoben, die Satelliten arbeiten wieder normal.

Grund für die Störungen waren heftige Röntgenstrahlungsausbrüche auf der Sonne, gefolgt von dabei freigesetzten hochenergetischen Protonen. Der Protonensturm hatte am 6. Dezember eingesetzt und verstärkte sich nach einem weiteren Ausbruch am 13. Dezember nochmals. In der Nacht vom 14. auf den 15. Dezember setzte mit dem Eintreffen von Plasma aus dem letzten Ausbruch ein heftiger Magnetsturm auf der Erde ein, der Nordlichter über Deutschland hervorrief. Die dafür verantwortliche Sonnenfleckengruppe 10930 ist inzwischen auf die erdabgewandte Seite der Sonne gewandert, Röntgen- und Protonenfluss sind seit einigen Tagen wieder im Normalbereich, das Erdmagnetfeld ruhig. Weitere Ausbrüche in den kommenden Tagen sind unwahrscheinlich.

Typische Folgen solcher Protonenstürme sind Störungen in Speichermodulen und Bildsensoren von Satelliten, die zu Fehlfunktionen führen können. Verrauschte Bilder des Sternenhimmels etwa können von der Lagekontrolle nicht mehr ausgewertet werden. Von der Strahlung hervorgerufene Soft Errors bei der Datenverarbeitung, so genannte Single Event Upsets (SEU), führen häufig zu Ausfällen des Computersystems. Satellitensysteme erkennen solche Fehler üblicherweise und reagieren durch Umschaltung in einen sicheren Modus. Empfindliche Instrumente müssen aber gelegentlich durch einen Eingriff der Bodenstation geschützt werden.

Derart starke Protonenausbrüche können Sonnensegel von Satelliten dauerhaft beschädigen; nach Schätzungen von Volpp dürfte der jüngste Ausbruch deren Leistung um ungefähr 0,5 bis 1 Prozent vermindert haben. Auf der Erdoberfläche sind die Wirkungen solcher Röntgen- und Protonenstürme nicht messbar, da Strahlung und Partikel von der Erdatmosphäre komplett absorbiert werden.

Quelle : www.heise.de

[ritschibie]

Eine ungewöhnlich heftige Sonneneruption könnte nach Angaben des US-Wetterdienstes den GPS-Empfang und die Stromversorgung auf der Erde stören. Es handele sich um den heftigsten Sonnensturm sei 2006, erklärte die US-Raumfahrtbehörde NASA. Dabei sei eine riesige Partikelwolke freigesetzt worden und habe sich anschließend über ein Gebiet von nahezu der halben Größe der Sonnenoberfläche gelegt.

Warnung vor verheerenden Auswirkungen

Laut dem US-Wetterdienst NWS könnte die "dramatische Eruption" ab 20.00 Uhr MESZ zu leichten bis mittelschweren geomagnetischen Stürmen führen. Dadurch könne es zu Störungen in Stromnetzen und bei der Satellitennavigation kommen. Möglicherweise müssten auch Flüge über die Polarregionen umgeleitet werden.

Forscher erwarten in den kommenden Jahren immer wieder starke Beeinträchtigungen: Die Intensität der Sonnenstürme werde vermutlich im Jahr 2013 ihren Höhepunkt erreichen, sagte Kathryn Sullivan von der US-Wetter- und Ozeanographiebehörde (NOAA) auf einer UN-Konferenz. Staaten sollten sich daher auf "potenziell verheerende Auswirkungen" einstellen. Fraglich sei nicht, ob, sondern wann ein größerer Sonnensturm die Erde treffen könnte.

Uni Göttingen entwickelt Frühwarnsystem

Auch Forscher der Universität Göttingen rechnen mit einem "Maximum an Sonnenaktivität" in den kommenden Jahren. Sie entwickeln derzeit ein europäisches Frühwarnsystem für das Weltraumwetter. Dazu würden die Daten aktueller Weltraum-Missionen ausgewertet, sagte der Astrophysiker Volker Bothmer. Mithilfe von Modellrechnungen und Computersimulationen könnten dann starke Sonnenstürme und zu erwartende Auswirkungen vorausgesagt werden. Die EU fördert das Vorhaben mit knapp zwei Millionen Euro.

Milliarden Tonnen bewegen sich in atemberaubender Geschwindigkeit

Sonnenstürme sind extrem schnelle Gasausbrüche in der Atmosphäre der Sonne mit Geschwindigkeiten von bis zu zehn Millionen Kilometern pro Stunde. Innerhalb eines Tages können diese Stürme die Erde erreichen, wo sie unter anderem als Polarlichter sichtbar werden. Bei der jetzt erwarteten heftigen Eruption sprechen Wissenschaftler von einem "koronalen Massenauswurf" (KMA). Sie kommen durch Änderungen im Magnetfeld der Sonne zustande. Bis zu zehn Milliarden Tonnen Material wird ins All ausgestoßen, darunter geladene Partikel, die negative Auswirkungen auf Elektronikgeräte haben können.

Besonders gefährdet sind Telekommunikationssatelliten oder die 20.000 Kilometer von der Erde entfernt im All kreisenden Satelliten des Navigationssystems GPS, von dem die moderne Luft- und Schifffahrt weitgehend abhängig ist. Auch in Stromnetzen können Sonnenstürme Störungen verursachen. So führte 1973 eine Sonneneruption zu einem Stromausfall in der kanadischen Provinz Québec. Sechs Millionen Menschen saßen damals im Dunkeln.

Quelle: www.tagesschau.de

[Jürgen]

Aus dem Videotext des BR:
P 171 Bayerntext 24.01. 23:30:00

Sonnensturm erreicht Erde

Die ersten Ausläufer eines gewaltigen Sonnensturms haben die Erde erreicht.

Die US-Wetterbehörde NOAA registrierte erste entsprechende Werte in Erdnähe.
Zugleich korrigierte sie Angaben über die Größe:
Es handle sich nicht um den stärksten Sonnensturm seit 2005, sondern seit 2003.

Den Wissenschaftlern zufolge ereignete sich die Sonneneruption am Sonntag.
Das solare Plasma und geladene Teilchen in der hohen Atmosphäre könnten u.a. Telekommunikationssatelliten und die Satelliten des Global Positioning Systems / GPS stören und beschädigen, hieß es. Für uns heißt das auch, dass mit befristeten Abschaltungen auf einigen Satellitenpositionen zumindest gerechnet werden muss.
Die Betreiber könnten notfalls versuchen, ihre teuren Vögel vorübergehend so zu drehen, dass sie ihre empfindlicheren Komponenten den hochenergetischen Teilchenströmen möglichst wenig aussetzen.
Das kann natürlich auch Unterbrechungen der Ausstrahlungen bewirken.

Auch Kurzwelle-Übertragungen können beeinflusst werden, es kann sowohl zu starken Überreichweiten als auch zu Dämpfungen und erhöhten Rauschpegeln kommen.

Über Deutschland sind Nordlichter nicht zu erwarten, selbst wenn die Wolkendecke mal aufreißt.

Zusammengefasst:
Nein, das ist nicht der Weltuntergang 2012.
Nein, wir werden nicht von Aliens angegriffen.
Nein, das wirft uns nicht in die Steinzeit zurück.
Nein, das Aufsuchen von Schutzräumen oder Verfassen von Testamenten ist deshalb nicht angezeigt.

Jürgen

[SiLæncer]

In der vorvergangenen Nacht ereignete sich in der Fleckengruppe 11249 auf der Sonne ein großer Röntgenausbruch der Stärke X5 (500 µW/m²). Gleichzeitig mit der Röntgenstrahlung schleuderte die Sonne eine gewaltige Plasmawolke mit hoher Geschwindigkeit in den Raum (Coronal Mass Ejection, CME), die sich seither der Erde nähert. Analysen der NASA zufolge trifft der Ausbruch die Erde ziemlich mittig und könnte damit einen schweren geomagnetischen Sturm auslösen. Der Sturm begann einer Meldung des Space Weather Prediction Centers (SWPC) zufolge um 12:05 Uhr mitteleuropäischer Zeit mit Eintreffen einer starken Schockfront.

Nach Analysen des SWPC wird der geomagnetische Sturm im Maximum vermutlich die Stärke drei auf der fünfteiligen Skala erreichen ("G3 likely"), das Institut veröffentlichte bereits gestern Abend eine entsprechende Vorwarnung. Wenige Stunden nach dem Röntgenstrahlungsausbruch setzte zusätzlich ein starker Strahlungssturm ein. Die ohnehin leicht über der normalen Hintergrundstrahlung von 0,3 pfu liegenden Protonenzahlen erhöhten sich auf mittlerweile über 3000 pfu. Mit dem Einsetzen des geomagnetischen Sturms könnte dieser Wert nochmals übertroffen werden.

Der geomagnetische Sturm könnte der heftigste seit fünf Jahren werden. Das ist nicht weiter verwunderlich, denn in den vergangenen fünf Jahren durchlief die Sonne ein so langes und tiefes Aktivitätsminimum wie seit rund einhundert Jahren nicht mehr und nähert sich nun wieder dem Aktivitätsmaximum. Wie schwer der Sturm genau ausfällt, ist schwierig einzuschätzen, weil die Interaktion der Plasmawolke mit dem Erdmagnetfeld nicht nur von Geschwindigkeit und Dichte der Plasmawolke abhängt – beide sind bei diesem Ausbruch hoch – sondern auch von der magnetischen Ausrichtung des Feldes innerhalb der Plasmawolke.

Eine besondere Gefahr für Satellitensysteme oder Infrastruktur auf der Erde geht von Ereignissen dieser Stärke nicht aus. Transpolare Flüge müssen jedoch wegen des starken Strahlungssturms auf niedrigere Flughöhen oder niedrigere Breiten umgeleitet werden, um die Crew und die Passagiere zu schützen. Transpolare Kurzwellenverbindungen werden durch den Strahlungssturm weitgehend ausfallen, GPS-Systeme durch den geomagnetischen Sturm etwas ungenauer.

Satellitensysteme werden durch Single Event Upsets, also kippende Bits im Arbeitsspeicher und Rauschen auf den Bildaufnehmern durch den Strahlungssturm beeinträchtigt. Solche Effekte werden aber bei der Konstruktion von Satelliten berücksichtigt. Falls der geomagnetische Sturm stärker als erwartet ausfällt und bis zur ersten Nachthälfte in Mitteleuropa anhält, könnten in Deutschland wieder Nordlichter sichtbar sein, es lohnt also ein Blick zum Nachthimmel.

Die große und magnetisch komplexe Fleckengruppe, die den aktuellen Ausbruch produziert hat, ist weiterhin aktiv. Das SWPC schätzt die Wahrscheinlichkeit, dass Röntgenstrahlungsausbrüche der Klasse X stattfinden, für die folgenden drei Tage mit jeweils 40 Prozent ein, die der kleineren Klasse M gar mit 85 Prozent. Da die Fleckengruppe derzeit in der Nähe des Zentralmeridian liegt, ist die Wahrscheinlichkeit hoch, dass Plasmawolken eventueller weiterer Ausbrüche die Erde treffen und weitere Stürme hervorrufen.

Quelle : www.heise.de

[SiLæncer]

Der geomagnetische Sturm, der am Donnerstag und Freitag herrschte, fiel exakt so stark aus, wie das US-amerikanische Space Weather Prediction Center (SWPC) vorhergesagt hatte. Er fiel in die Klasse G3 der fünfteiligen Skala des SWPC. Wie bei einem Sturm dieser Intensität zu erwarten, gab es keine Schäden, weder an Satelliten im Orbit noch an irdischer Infrastruktur. Selbst geomagnetische Stürme der Klasse G5 haben in der Regel keine Konsequenzen, denn sowohl die Konstrukteure von Satelliten als auch die Betreiber von Stromnetzen berücksichtigen Effekte dieser Stärke, wie sie mehrfach in jedem Sonnenfleckenzyklus vorkommen, bei der Auslegung ihrer Systeme.

Auf die Erde rollt nun eine weitere Schockfront zu. Möglicherweise wird sie weniger heftig ausfallen als die jüngste; zum einen war der dafür verantwortliche Röntgenstrahlungsausbruch um rund eine Größenordnung schwächer als bei der vorherigen Eruption, zum anderen wird die Hauptmasse des ausgestoßenen Plasmas die Erde nach vorliegenden Analysen knapp verfehlen. Das SWPC warnt dennoch erneut vor einem Sturm der Klasse G3 oder größer am 11. März.

Solche Vorhersagen sind trotz der immer engmaschigeren Satellitenbeobachtung der Sonne und deren Umfeld mit einem erheblichen Unsicherheitsfaktor behaftet, da die magnetische Ausrichtung in der Plasmawolke entscheidend für die Wirkung auf das Erdmagnetfeld ist, sich aber nicht abschätzen lässt. Beim zurückliegenden Sturm war diese zunächst stark nordwärts orientiert, also gleichgerichtet zum Magnetfeld der Erde. Das schwächte die Wucht des ersten Aufpralls ab. Im Verlauf des Sturms drehte sich das Magnetfeld bei der Passage der Plasmawolke aber dann doch noch zeitweise in die Gegenrichtung, was die Wirkung aufs Erdmagnetfeld und damit die Heftigkeit des Sturms erheblich verstärkte.

Auf der Sonnenoberfläche befinden sich derzeit zwei aktive Fleckengruppen mit magnetisch komplexer Konfiguration, die größere Ausbrüche produzieren könnten. Das SWPC schätzt die Wahrscheinlichkeit für weitere Ausbrüche unverändert sehr groß ein mit 80 Prozent für Flares der Klasse M und 40 Prozent für Flares der höchsten Klasse X. Die Chance für sichtbare Nordlichter in unseren Breiten ist beim neuerlichen Sturm sehr gering. Eventuelle weitere Ausbrüche könnten diese aber erhöhen.

Quelle : www.heise.de