Von L1 bis zum Erdoberflaeche

Von der Sonne wird ein konstanter Strom geladener Teilchen (hauptsächlich Elektronen, Protonen und Alphateilchen) mit einem eingebetteten Magnetfeld ausgestoßen: der so genannte Sonnenwind. Die Erde mit ihrem eigenen Magnetfeld wirkt wie ein Hindernis in diesem Wind. Durch die Wechselwirkung mit dem Sonnenwind entstehen verschiedene Grenzen und Regionen um die Erde. Von der Sonne aus gesehen gibt es zunächst den Bugstoßwelle, bei dem der Überschall-Sonnenwind in einer Region, die Magnetosheath genannt wird, auf Unterschallgeschwindigkeit abgebremst wird. Näher an der Erde befindet sich die Magnetopause, der Ort, an dem der Staudruck des Sonnenwindes gleich dem Druck des komprimierten Erdmagnetfeldes ist. Veränderungen im Sonnenwind führen zu Veränderungen in der magnetischen Umgebung der Erde. Während relativ kleine Veränderungen zu schönen Polarlichtern führen können, könnten starke Veränderungen katastrophale Auswirkungen auf die Infrastruktur auf der Erde haben und erdnahe Satelliten beschädigen. In diesem Projekt werden wir uns mit bestimmten Arten von Veränderungen im Sonnenwind und ihren Auswirkungen auf die magnetische Umgebung der Erde befassen. Mithilfe von Satelliten, die den Sonnenwind an einem Punkt zwischen der Erde und der Sonne beobachten, erhalten wir Informationen darüber, welche Art von Strukturen sich auf die Erde zubewegen. Dies kann eine starke Rotation des Magnetfelds oder ein Druckimpuls sein. Mit einer großen Flotte von Satelliten, die die Erde umkreisen, können wir die Veränderungen im Feld messen, wenn diese Strukturen die Erde erreichen, und die großräumige Wirkung sehen. In Kombination mit Messungen am Boden, mit Magnetometern, Radaren und Polarlichtkameras können wir so einen globalen Überblick über die Reaktion des Erdmagnetfelds auf Veränderungen im Sonnenwind gewinnen. Im Jahr 2025 wird die ESA/CAS-Mission SMILE (Solar wind Magnetosphere Ionosphere Link Explorer) starten, die die Magnetosphäre der Erde im weichen Röntgen- und UV-Bereich beobachten wird. Um die Beobachtungen dieser Mission zu verstehen, ist es von großer Bedeutung, dass wir wissen, wie sich die Magnetosphäre der Erde statistisch gesehen verhält, wenn sie auf Strukturen im Sonnenwind antwortet. Daher wird das Projekt statistische Studien über die Wechselwirkung mit den drei häufigsten Strukturen liefern: Rotationen des interplanetaren Feldes, koronale Massenauswürfe und stark erhöhter Sonnenwinddruck. Dieses Projekt wird statistische Informationen über das Weltraumwetter und seine Gefahren für Satelliten und Bodeninfrastrukturen liefern und einen Leitfaden für die Interpretation der Daten einer neuen Weltraummission.