Proba-3 enthüllt erstmals, was im verborgensten Teil der Sonnenkorona geschieht: Der „langsame“ Sonnenwind ist deutlich schneller als bisher angenommen
Die Europäische Weltraumorganisation hat die ersten wissenschaftlichen Ergebnisse der Mission Proba-3 veröffentlicht, und die ersten Befunde haben sofort eine der wichtigeren Fragen der modernen Heliophysik aufgeworfen: Wie genau wird der Sonnenwind in dem Bereich beschleunigt, in dem das Weltraumwetter entsteht, das später auch die Erde beeinflussen kann. Nach den Daten, die die ESA am 13. April 2026 vorgestellt hat, hat das Satellitenpaar Proba-3 seit Juli 2025 bereits 57 künstliche Sonnenfinsternisse erzeugt und mehr als 250 Stunden hochauflösender Aufnahmen der Sonnenkorona gesammelt. Die ersten Analysen zeigten, dass sich einzelne Strukturen des sogenannten langsamen Sonnenwinds in der inneren Korona drei- bis viermal schneller bewegen, als Wissenschaftler zuvor erwartet hatten. Es handelt sich um ein besonders wichtiges Ergebnis, weil gerade in diesem Bereich, sehr nahe an der Sonnenoberfläche, der Übergang zwischen der lokalen Dynamik des Magnetfelds und den Prozessen stattfindet, die die weitere Weltraumumgebung im gesamten Sonnensystem prägen.
Die veröffentlichten Ergebnisse bedeuten nicht, dass bisherige Modelle zwangsläufig insgesamt falsch sind, aber sie zeigen, dass die innere Korona erheblich komplexer, dynamischer und ungleichmäßiger ist, als sich mit bisherigen Instrumenten zuverlässig verfolgen ließ. Genau darin liegt auch der Hauptwert von Proba-3: Die Mission liefert nicht nur eine weitere Serie schöner Sonnenfotos, sondern ermöglicht erstmals eine langfristige und sehr präzise Beobachtung einer Zone, die jahrelang eine Art blinder Fleck der Beobachtung war. Während die Sonnenscheibe ständig beobachtet werden kann und die äußere Korona bereits seit Jahrzehnten mit verschiedenen Weltraum-Koronagraphen verfolgt wird, blieb der innere Teil der Korona deutlich schwerer zugänglich. Gerade dort lassen sich jedoch die anfängliche Beschleunigung von Teilchen, die Entstehung von Plasmajets und die frühen Phasen von Prozessen verfolgen, die in geomagnetischen Störungen, Kommunikationsausfällen und Auswirkungen auf Satelliten und Stromsysteme enden können.
Warum die innere Korona so wichtig ist
Die Sonnenkorona ist die äußere, sehr dünne, aber außergewöhnlich heiße Schicht der Sonnenatmosphäre. Obwohl die sichtbare Oberfläche der Sonne kühler ist als die Korona, erreicht die Korona Temperaturen von mehr als einer Million Grad Celsius, was seit Jahrzehnten zu den großen offenen Fragen der Sonnenphysik gehört. Außerdem bildet sich gerade in der Korona der Sonnenwind, ein stetiger Strom geladener Teilchen, der sich durch das Sonnensystem ausbreitet. Dieser Wind ist weder einheitlich noch stabil: Wissenschaftler unterscheiden zwischen schnellem und langsamem Sonnenwind, und der langsamere ist besonders schwer zu verstehen, weil er veränderlich, stoßweise und mit kleineren Strukturen im Magnetfeld verbunden ist.
Das Problem bestand darin, dass dieser wichtige Übergangsraum lange Zeit weder oft genug noch lange genug beobachtet werden konnte. Natürliche totale Sonnenfinsternisse von der Erde aus bieten einen außergewöhnlichen Blick auf die Korona, treten aber selten auf und dauern insgesamt nur wenige Minuten. Deshalb beschreibt die ESA Proba-3 als die erste Mission, die „auf Bestellung“ eine künstliche totale Sonnenfinsternis im Orbit erzeugen kann. Zwei Satelliten, Occulter und Coronagraph, fliegen in einer außergewöhnlich präzisen Formation. Ein Satellit blockiert das Sonnenlicht wie ein künstlicher Mond, während der andere gleichzeitig die Korona ohne das blendende Licht der Sonnenscheibe beobachtet. Nach Angaben der ESA arbeiten die Raumfahrzeuge während dieser Beobachtungen in einem gegenseitigen Abstand von ungefähr 144 bis 150 Metern, und die Ausrichtungsgenauigkeit wird in Millimetern gemessen. Damit wurde eine Technologie verwirklicht, die lange als eines der anspruchsvolleren Ziele der europäischen Raumfahrtindustrie galt.
Genau eine solche Konfiguration ermöglichte es dem Instrument ASPIICS, die Sonnenkorona viel näher an der Oberfläche zu beobachten als klassische Weltraum-Koronagraphen. Die ESA gibt an, dass ASPIICS einen Bereich bis etwa 70.000 Kilometer von der Sonnenoberfläche entfernt „sehen“ kann, also ungefähr ein Zehntel eines Sonnenradius über dem Rand. In der Zusammenfassung der ersten wissenschaftlichen Arbeit heißt es zudem, dass das Instrument dynamische Prozesse zwischen 1,3 und 3 Sonnenradien bei einer zeitlichen Auflösung von 30 Sekunden und einer räumlichen Auflösung von 5,6 Bogensekunden beobachtet. Das ist nicht nur ein technisches Detail. In der Praxis bedeutet es, dass Wissenschaftler erstmals Zeitreihen zusammensetzen können, die dicht genug sind, um zu sehen, wie sich kleine Plasmaansammlungen beschleunigen, verlangsamen, sich von der Sonne entfernen oder sogar zu ihr zurückkehren.
Was die ersten Ergebnisse gezeigt haben
Die ersten veröffentlichten Ergebnisse beziehen sich besonders auf den sogenannten langsamen Sonnenwind. Bisherige Erwartungen gingen davon aus, dass dieser Wind nahe der Sonnenoberfläche Geschwindigkeiten von etwa 100 Kilometern pro Sekunde haben sollte. Doch das Team um Andrei Zhukov, Leiter des ASPIICS-Instruments am Königlichen Observatorium von Belgien und Hauptautor der Arbeit, registrierte Plasmastrukturen, die sich in der inneren Korona mit Geschwindigkeiten zwischen 250 und 500 Kilometern pro Sekunde bewegten. Mit anderen Worten: Was in diesem Anfangsbereich als „langsam“ galt, erwies sich zumindest in einzelnen Fällen als deutlich energiereicher und schneller als erwartet.
Wichtig ist zu betonen, dass es sich nicht um ein einzelnes isoliertes Ereignis handelt, sondern um eine größere Zahl kleiner Plasmaausflüsse und -ströme, die über das Sichtfeld des Instruments verteilt sind. Nach Angaben der ESA und der Zusammenfassung der Arbeit registriert ASPIICS nicht nur große und auffällige Strukturen wie koronale Massenauswürfe, sondern auch schwache, weit verbreitete und beständige kleine Aus- und Zuflüsse von Plasma. Gerade diese kleinen Signale lassen erahnen, warum der langsame Sonnenwind so schwer zu modellieren ist. Es handelt sich nicht um eine glatte und geordnete Strömung, sondern um ein Mosaik zahlreicher lokaler Prozesse, winziger Veränderungen in der magnetischen Rekonnexion und instabiler Ströme, die zusammen das größere Bild ergeben.
Wissenschaftler nehmen schon länger an, dass der langsame Sonnenwind dort entsteht, wo sich Magnetfeldlinien neu verbinden, trennen und erneut verbinden. Solche Prozesse können „Blasen“ oder Plasmaansammlungen in Strukturen auswerfen, die als Streamer bezeichnet werden, helle und langgestreckte Strahlen in der Korona. Was Proba-3 jetzt zeigt, ist, dass die Dynamik in diesen Bereichen stärker und vielfältiger ist, als sich aus bisherigen Beobachtungen ablesen ließ. In einigen Fällen beschleunigt sich das Plasma, wenn es sich von der Sonne entfernt, in anderen verlangsamt es sich, und es wurden auch Ströme registriert, die zur Sonne hin gerichtet sind. Eine solche Kombination unterschiedlicher Richtungen und Beschleunigungen deutet darauf hin, dass die innere Korona nicht nur ein Ort ist, an dem Material „nach außen fließt“, sondern ein Bereich eines sehr komplexen Austauschs von Energie und Bewegung.
Von einer natürlichen Finsternis von wenigen Minuten zu einer künstlichen Finsternis von mehreren Stunden
Der Vergleich mit Beobachtungen während natürlicher Finsternisse ist vielleicht der beste Weg, um zu verstehen, wie bedeutend Proba-3 als technologischer und wissenschaftlicher Sprung ist. Totale Sonnenfinsternisse auf der Erde ereignen sich im Durchschnitt ungefähr alle 18 Monate, und die Totalität an einem bestimmten Ort dauert nur wenige Minuten. Das bedeutet, dass selbst die erfolgreichsten Beobachtungskampagnen auf kurze, logistisch anspruchsvolle und meteorologisch riskante Versuche hinauslaufen. Eine einzige Wolke im falschen Moment reicht aus, damit monatelange Vorbereitungen kein vollständiges Ergebnis bringen.
Proba-3 umgeht dieses Problem auf elegante Weise. Die ESA gibt an, dass die Mission eine künstliche Finsternis ungefähr fünfeinhalb Stunden lang aufrechterhalten kann, und in früheren Missionsbeschreibungen wurde hervorgehoben, dass einzelne Beobachtungen bis zu sechs Stunden dauern können. Das gibt Wissenschaftlern eine ganz andere Art von Daten: nicht nur ein „eingefrorenes“ Bild, sondern fast einen kontinuierlichen Film der Veränderungen. Wenn ASPIICS ein bis zwei Bilder pro Minute aufnimmt und in der wissenschaftlichen Arbeit auch Beobachtungen mit einer zeitlichen Auflösung von 30 Sekunden erwähnt werden, entstehen Sequenzen, aus denen sich die Bewegung des Plasmas durch den sonst unzugänglichen Bereich tatsächlich rekonstruieren lässt.
Eine solche Datenmenge hat auch symbolisches Gewicht. Die ESA schätzt, dass mehr als 250 Stunden Koronaaufnahmen einer Beobachtungszeit entsprechen, die auf der Erde etwa 5000 Kampagnen totaler Sonnenfinsternisse erfordern würde. Natürlich sind eine natürliche Finsternis und ein Weltraum-Koronagraph nicht unter allen Beobachtungsbedingungen identisch, aber der Vergleich zeigt den Maßstab der Veränderung deutlich. Was jahrzehntelang nur eine gelegentliche Gelegenheit war, wird nun zu einer systematischen und wiederholbaren Messung.
Was das für das Weltraumwetter und die Erde bedeutet
Obwohl die ersten Ergebnisse in erster Linie für Sonnenphysiker von Interesse sind, reichen die Folgen eines besseren Verständnisses der inneren Korona weit über die akademische Gemeinschaft hinaus. Der Sonnenwind und koronale Massenauswürfe sind die wichtigsten „Treiber“ des Weltraumwetters. Wenn verstärkte Teilchen und magnetische Strukturen die Erde erreichen, können sie geomagnetische Stürme auslösen, Polarlichter verstärken, aber auch technische Probleme in Satellitensystemen, der Navigation, der Funkkommunikation und in Stromnetzen verursachen. In früheren Veröffentlichungen über Proba-3 erinnerte die ESA auch an das starke Ereignis vom Mai 2024, als die Folgen erhöhter Sonnenaktivität sowohl in technischen Systemen als auch in außergewöhnlich ausgeprägten Polarlichtern sichtbar waren.
Gerade deshalb ist es nicht unwichtig festzustellen, ob sich der „langsame“ Sonnenwind früher und stärker beschleunigt als angenommen. Wenn die Anfangsbedingungen in der Korona falsch eingeschätzt werden, können auch die Modelle, die die Ausbreitung von Teilchen und magnetischen Strukturen durch den interplanetaren Raum vorhersagen, Einschränkungen haben. Die ersten Ergebnisse von Proba-3 liefern daher nicht nur ein neues Bild der Sonne, sondern potenziell auch einen neuen Eingangsdatenbestand zur Verbesserung von Weltraumwettervorhersagen. In einer Phase, in der ein gewaltiger Teil der globalen Kommunikation von Satellitensystemen abhängt, ist die Beobachtung der frühen Phasen solarer Prozesse nicht mehr nur ein exotischer Teil der Astronomie, sondern auch ein Teil technologischer Sicherheit.
Man sollte jedoch Maß halten. Die Wissenschaftler selbst betonen, dass es sich um den ersten Datensatz handelt und der Vergleich mit theoretischen Modellen des Magnetfelds und der Plasmabeschleunigung erst noch folgt. Mit anderen Worten: Proba-3 hat das Problem des langsamen Sonnenwinds noch nicht „gelöst“. Aber es hat gezeigt, dass sich das Problem direkter beobachten lässt als zuvor und dass bestimmte Prozesse in der inneren Korona früheren Erwartungen nicht vollständig entsprechen. Das ist vielleicht das wichtigste Merkmal einer guten Mission: Sie bestätigt nicht nur Bekanntes, sondern eröffnet neue Fragen auf der Grundlage von Messungen, die es zuvor nicht gab.
Eine europäische Mission, die ihre technologischen Ziele bereits erfüllt hat
Proba-3 wurde nicht nur als wissenschaftliches Projekt konzipiert, sondern auch als Technologiedemonstration. Die ESA beschreibt sie als die erste europäische, aber auch weltweit erste Mission des präzisen Formationsflugs. Die beiden Satelliten wurden am 5. Dezember 2024 vom indischen Weltraumzentrum Satish Dhawan in Sriharikota auf einer PSLV-XL-Rakete gestartet. Schon die Idee, dass zwei getrennte Raumfahrzeuge im Orbit fast wie ein einziges Instrument funktionieren, war anspruchsvoll, und noch anspruchsvoller war es, die Ausrichtung so stabil zu halten, dass ein Satellit dem anderen über das optische System hinweg einen präzisen Schatten wirft.
Nach Veröffentlichungen der ESA erzielte Proba-3 im Jahr 2025 mehrere Weltpremieren: zunächst den ersten präzisen autonomen Formationsflug dieser Art und danach die erste künstliche totale Sonnenfinsternis im Orbit. Bis April 2026 hatte die Mission mehr als 60 äußerst präzise orbitale Formationsflugzyklen abgeschlossen, von denen 57 zur Erzeugung künstlicher Finsternisse für wissenschaftliche Beobachtungen bestimmt waren. Damit ist zumindest nach den derzeit verfügbaren Daten der Großteil der technologischen Ziele bereits erreicht, sodass die Mission nun immer stärker in die Phase der wissenschaftlichen Nutzung übergeht.
Das ist auch aus europäischer Perspektive wichtig. Proba-3 zeigt, dass sich sehr komplexe Operationen autonomer Steuerung und koordinierten Flugs in konkreten wissenschaftlichen Nutzen umsetzen lassen. Eine solche Technologie könnte künftig auch außerhalb der Sonnenphysik breitere Anwendungen haben, von präzisen Weltraum-Interferometern bis zu zukünftigen Missionen, die eine extrem stabile gegenseitige Positionierung mehrerer Raumfahrzeuge erfordern. In diesem Sinne ist Proba-3 nicht nur ein Instrument zum Verständnis der Korona, sondern auch ein Musterbeispiel dafür, wie eine Technologiedemonstration unmittelbar Spitzenwissenschaft hervorbringen kann.
ASPIICS ist nicht das einzige Instrument auf Proba-3
Obwohl ASPIICS wegen der spektakulären Bilder und der ersten Ergebnisse zum Sonnenwind im Mittelpunkt der Aufmerksamkeit steht, trägt Proba-3 auch andere nützliche Instrumente. DARA, also Digital Absolute Radiometer, misst kontinuierlich den gesamten Energieausstoß der Sonne mit sehr hoher Präzision. Solche Messungen sind wichtig, um Veränderungen der Sonnenstrahlung im Zeitverlauf zu verfolgen und die solare Variabilität besser zu verstehen. Das dritte Instrument, 3DEES, verfolgt energetische Elektronen in den Van-Allen-Strahlungsgürteln der Erde, also ihre Anzahl, ihre Ankunftsrichtung und ihre Energie.
Insgesamt betrachtet zeigt diese Kombination, dass Proba-3 nicht nur der Beobachtung der Sonne „aus der Ferne“ dient, sondern Prozesse auf der Sonne mit Auswirkungen in der erdnahen Weltraumumgebung verbindet. Das ist eine logische wissenschaftliche Einheit: Wenn auf der Sonne Teilchenströme und magnetische Strukturen entstehen und ihre Folgen bei der Erde in den Strahlungsgürteln und im weiteren Weltraumwetter gemessen werden können, ergibt sich ein umfassenderes Bild von Ursache und Wirkung. In einer Zeit, in der Satellitenkonstellationen immer zahlreicher werden und die Orbitinfrastruktur immer wichtiger wird, sind genau solche verknüpften Messungen von besonderem Wert.
Die größte Arbeit steht erst noch bevor
Vielleicht ist der interessanteste Teil der ganzen Geschichte die Tatsache, dass der Großteil der Daten erst noch analysiert werden muss. Die ESA betont, dass ein großer Teil der bisher gesammelten Beobachtungen noch nicht verarbeitet wurde und dass Wissenschaftler aufgefordert sind, die ASPIICS-Daten zu nutzen, um die Korona und die Prozesse des Weltraumwetters zu erforschen. Das bedeutet, dass die ersten Ergebnisse erst der Anfang und nicht das Schlusswort sind. In der Praxis eröffnet sich jetzt erst Raum für detailliertere Vergleiche mit numerischen Modellen, für die Prüfung, wie typisch oder außergewöhnlich die beobachteten Plasmaabflüsse sind, und für eine präzisere Trennung der verschiedenen Mechanismen, die Teilchen beschleunigen können.
Die offenen Fragen bleiben groß und alt: Was genau beschleunigt den Sonnenwind, wie stößt die Sonne Materie bei koronalen Massenauswürfen aus, und warum ist die Korona so viel heißer als die Sonnenoberfläche unter ihr. Der Unterschied besteht jedoch darin, dass über diese Fragen nun nicht mehr fast ausschließlich auf der Grundlage indirekter Hinweise und kurzer Beobachtungsfenster gesprochen werden muss. Proba-3 bietet erstmals einen stabilen Blick in die Zone, in der diese Prozesse stattfinden. Wenn das derzeitige Tempo der Analyse anhält, könnte diese Mission in den kommenden Jahren zu einer der wichtigsten Datenquellen für das Verständnis des Übergangs zwischen der Sonnenatmosphäre und dem interplanetaren Raum werden.
Für ein breiteres Publikum lautet die einfachste Zusammenfassung so: Europa hat im Orbit seine eigene Sonnenfinsternis geschaffen und damit den Blick in einen Teil der Sonnenatmosphäre geöffnet, der sich bisher weitgehend der systematischen Beobachtung entzog. Das erste Ergebnis ist bereits stark genug, um die Erwartungen an die Geschwindigkeit und das Verhalten des langsamen Sonnenwinds nahe der Sonne zu verändern. Und wenn die ersten Daten einer Mission sofort zeigen, dass die Realität dynamischer ist als die Modelle, ist das gewöhnlich ein Zeichen dafür, dass eine sehr reiche wissenschaftliche Phase bevorsteht.
Quellen:- Europäische Weltraumorganisation (ESA) – Mitteilung über die ersten wissenschaftlichen Ergebnisse der Proba-3-Mission und die Geschwindigkeit der Strukturen des langsamen Sonnenwinds in der inneren Korona (Link)- Europäische Weltraumorganisation (ESA) – offizielle Seite der Proba-3-Mission mit grundlegenden technischen Daten, dem Startdatum und einer Beschreibung des Formationsflugs (Link)- Europäische Weltraumorganisation (ESA) – Darstellung, wie Proba-3 die Beobachtungslücke zwischen Sonnenscheibe und äußerer Korona schließt und längere Beobachtungen einer künstlichen Finsternis ermöglicht (Link)- Europäische Weltraumorganisation (ESA) – Mitteilung über die erste künstliche totale Sonnenfinsternis im Orbit und den wissenschaftlichen Wert des ASPIICS-Instruments (Link)- arXiv / Autoren-Preprint von Andrei Zhukov und Mitautoren – Zusammenfassung der ersten Ergebnisse des ASPIICS-Instruments, einschließlich Beobachtungen zwischen 1,3 und 3 Sonnenradien sowie einer zeitlichen Auflösung von 30 Sekunden (Link)- Crossref – bibliografischer Eintrag des Beitrags „Ubiquitous Small-scale Dynamics in the Slow Solar Wind Formation Region Observed by Proba-3/ASPIICS”, Bestätigung der Veröffentlichung der Datensatzversion am 9. März 2026 (Link)
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Erstellungszeitpunkt: 2 Stunden zuvor