ASO-S

Das Advanced Space-based Solar Observatory (chinesisch 先进天基太阳天文台), auch bekannt unter der Abkürzung ASO-S, ist ein geplanter Sonnenbeobachtungssatellit der Sternwarte am purpurnen Berg in Nanjing, Volksrepublik China. Der Satellit soll in einer um 98,3° zum Äquator geneigten, sonnensynchronen Umlaufbahn von 720 km Höhe um die Erde kreisen. Der Start mit einer Trägerrakete vom Typ Langer Marsch 2D vom Kosmodrom Jiuquan ist für das erste Halbjahr 2022 vorgesehen, um den Satelliten, der eine geplante Lebensdauer von mindestens vier Jahren besitzt,[3][2] noch vor dem Sonnenfleckenmaximum 2023/2024 in Position zu haben.[4][1]

ASO-S
Typ: Forschungssatellit
Land: China Volksrepublik Volksrepublik China
Betreiber: Sternwarte am purpurnen Berg
Missionsdaten[1]
Masse: 888 kg
Größe: 239 × 244 cm
Start: 1. Halbjahr 2022 (geplant)
Startplatz: Kosmodrom Jiuquan
Trägerrakete: Langer Marsch 2D
Betriebsdauer: 4 Jahre (geplant)
Status: im Bau
Bahndaten[2]
Umlaufzeit: 99 Minuten (geplant)
Bahnhöhe: 720 km (geplant)
Bahnneigung: 98,3° (geplant)

Geschichte

Bereits 1976, sechs Jahre nach dem Start des ersten chinesischen Satelliten Dong Fang Hong I, hatten chinesische Wissenschaftler vorgeschlagen, einen Sonnenbeobachtungssatelliten zu entwickeln. Das ASTRON-1 genannte Projekt (nicht zu verwechseln mit dem sowjetischen Weltraumteleskop Astron aus dem Jahr 1983) wurde zwar genehmigt, dann aber nicht realisiert.[2] Ein ähnliches Schicksal erlitt die Small Exploration for Solar Eruptions (SMESE), ein chinesisch-französisches Gemeinschaftsprojekt aus dem Jahr 2006.[5] Auch das Mitte der 1990er Jahre erstmals vorgeschlagene Space Solar Telescope (SST) wurde nicht realisiert.[6] Nur auf dem unbemannten Raumschiff Shenzhou 2 flogen im Jahr 2001 einige Nutzlasten mit Bezug zur Sonnenphysik mit.

Nachdem die Chinesische Akademie der Wissenschaften am 25. Januar 2011 das Weltraumwissenschaftliche Prioritätsprogramm gestartet hatte, arbeiteten Sonnenphysiker unter der Leitung von Gan Weiqun (甘为群, * 1960), damals stellvertretender Direktor der Sternwarte am purpurnen Berg,[7] zwischen September 2011 und März 2013 ein erstes Konzept für das heutige ASO-S aus. Im Januar 2014 begann man mit der Arbeit an einer detaillierten Machbarkeitsstudie, die Ende 2015 fertiggestellt war. Am 28. April 2016 wurde diese Studie von einer nach Nanjing gereisten Kommission des Nationalen Zentrums für Weltraumwissenschaften, das für die Umsetzung des Weltraumwissenschaftlichen Prioritätsprogramms verantwortlich ist, geprüft und gebilligt.[8] Nach einer Besprechung am 16. Juni 2017 im Nationalen Zentrum für Weltraumwissenschaften in Peking mit Experten von der Universität Nanjing, den Nationalen Astronomischen Observatorien der Chinesischen Akademie der Wissenschaften und dem Satellitenkontrollzentrum Xi’an begann man mit der finalen Planung.[9] Am 4. Januar 2018 begann die endgültige Auswahl der wissenschaftlichen Instrumente des Satelliten.[8] Chefwissenschaftler des Projekts ist seit 2016 Gan Weiqun.[4]

Aufbau

Der Satellit wird von der Innovationsakademie für Mikrosatelliten der Chinesischen Akademie der Wissenschaften in Shanghai gebaut. Beim ersten Prototyp hatte es zwar Qualitätsprobleme gegeben, man konnte diese jedoch identifizieren. Ein zweites Exemplar wurde hergestellt, das im September 2021 alle Tests bestand. Daraufhin begann man mit dem Bau des eigentlichen, für die Mission bestimmten Satelliten.[10] Diese Arbeiten dauerten im Dezember 2021 noch an.[11] Das Gesamtgewicht des Satelliten beträgt 888 kg, davon 366 kg Nutzlasten. Er besitzt zwei zweiteilige, schwenkbare Solarzellenflügel, die eine durchschnittliche Leistung von 898 W liefern. Beim Start, mit angelegten Solarmodulen, besitzt der im Kern würfelförmige Satellit eine maximale Diagonale von 238,5 cm und eine Höhe von 244,2 cm. Der mittels Magnettorquer dreiachsenstabilisierte Satellit kann mit einer Genauigkeit von 0,01° auf die Sonne ausgerichtet werden, mit einer Stabilität von 0,0005°/Sekunde. Die Nutzlasten besitzen zusätzlich eigene Stabilisierungssysteme. Der Satellit besitzt einen Datenspeicher von 4 TB, die Datenübertragung zur Erde erfolgt über das X-Band mit einer Datenübertragungsrate von 1 Gbit/s.[1]

Nutzlasten

Die Hauptaufgabe v​on ASO-S i​st die ganztägige Beobachtung d​es Magnetfelds d​er Sonne s​owie von Sonneneruptionen u​nd koronalen Massenauswürfen i​m Zeitraum u​m das für 2023/2024 erwartete Maximum d​er Sonnenaktivität. Hierfür h​at der Satellit d​rei vom Nanjinger Institut für Astronomische Optik u​nd Technologie (国家天文台南京天文光学技术研究所) u​nd dem Changchuner Institut für Optik, Feinmechanik u​nd Physik d​er Akademie d​er Wissenschaften entwickelte Nutzlasten a​n Bord:

Derzeit nimmt man an, dass die den Funkverkehr auf der Erde und im Weltall stark störenden Sonneneruptionen und koronalen Massenauswürfe von Schwankungen im Magnetfeld der Sonne verursacht werden. Die Wissenschaftler um Gan Weiqun hoffen, über ASO-S einen besseren Einblick in diese Mechanismen zu erlangen und zum Beispiel koronale Massenauswürfe 40 Stunden vor ihrem Eintreffen auf der Erde vorhersagen zu können.[3] Zum Vergleich: das Dosimeter der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel auf dem Lander der Mondsonde Chang’e 4 registrierte die energiereichen Protonen von der Sonneneruption am 6. Mai 2019 zweieinhalb Stunden nach der ersten Warnung durch die erhöhte Röntgenstrahlung.[12] Die geplante Bahnhöhe von 720 km mit einer Umlaufzeit von 99 Minuten ist ein Kompromiss zwischen der Anforderung für wenig Streulicht beim Lyman-α-Teleskop und wenig Störung durch kosmische Strahlung beim Röntgenteleskop.[13] Zwischen Mitte Mai und August tritt der Satellit für bis zu 18 Minuten pro Umlauf in den Erdschatten ein.[2]

Einzelnachweise
  1. Gan Weiqun et al.: Advanced Space-based Solar Observatory (ASO-S): an overview. In: researchgate.net. 25. November 2019, abgerufen am 24. Januar 2021 (englisch).
  2. The Advanced Space-based Solar Observatory(ASO-S). In: aso-s.pmo.ac.cn. Abgerufen am 23. Januar 2021 (englisch).
  3. Hua Xia: China's first solar probe to be lofted in 2022. In: xinhuanet.com. 21. Januar 2021, abgerufen am 23. Januar 2021 (chinesisch).
  4. 朱晓颖: 中国科学家造太阳探测卫星 拟“全景”记录“太阳风暴”. In: tech.sina.com.cn. 11. Mai 2016, abgerufen am 24. Januar 2021 (chinesisch).
  5. Gan Weiqun, Jean-Yves Prado et al.: A brief introduction to SMESE mission. In: researchgate.net. Abgerufen am 23. Januar 2021 (englisch).
  6. China Exclusive: Scientists looking for site for giant solar telescope. In: spacedaily.com. 29. August 2012, abgerufen am 23. Januar 2021 (englisch).
  7. 简历. In: pmo.cas.cn. 24. Juli 2009, abgerufen am 23. Januar 2021 (chinesisch).
  8. 明年发射！中国首颗太阳探测卫星. In: thepaper.cn. 22. Januar 2021, abgerufen am 18. Oktober 2021 (chinesisch).
  9. ASO-S passes the review for phase-A study. In: aso-s.pmo.ac.cn. 22. Juni 2017, abgerufen am 24. Januar 2021 (englisch).
  10. 先进天基太阳天文台卫星转入正样研制阶段. In: nssc.cas.cn. 15. September 2021, abgerufen am 3. Oktober 2021 (chinesisch).
  11. 太阳活动将于2025年达到高峰，有何影响？ In: 163.com. 8. Dezember 2021, abgerufen am 4. Januar 2022 (chinesisch).
  12. Xu Zigong, Robert Wimmer-Schweingruber et al.: First Solar Energetic Particles Measured on the Lunar Far-side. In: researchgate.net. 20. Oktober 2020, abgerufen am 24. Januar 2021 (englisch).
  13. Esra Bulbul: An In-depth Study of Particle Background of X-ray Detectors. In: the-athena-x-ray-observatory.eu. 26. Februar 2020, abgerufen am 24. Januar 2021 (englisch).
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