Wissenschaftler lösen jahrzehntelanges Rätsel hinter dem Beschlagen von Sonnensonden
Das Phänomen des Beschlagens von Sonnensonden schwächt die Aluminiumfilter von Satelliten, die die Sonne erforschen sollen. Dieses Phänomen beschäftigt Wissenschaftler seit Jahrzehnten. Emissionen im extremen Ultraviolett (EUV) sind entscheidend für das Verständnis von Sonneneruptionen und koronalen Massenauswürfen. Diese Ereignisse können unser tägliches Leben auf der Erde beeinflussen. Diese Filter sind für die Erkennung von EUV-Emissionen unerlässlich. Trotzdem sind die Filter trüb geworden. Das Auftreten ist auf das Vorhandensein von Wasser zurückzuführen, das ihre Effizienz verringert hat. Darüber hinaus hat es die Genauigkeit der von ihnen gesammelten Daten gefährdet.
Als Ursprung des Foggings wurde lange Zeit Kohlenstoff vermutet. Neue Forschungen haben jedoch ergeben, dass es sich tatsächlich um eine Aluminiumoxidation handelt, die durch die Anwesenheit von Wasser verursacht wird. Es wird durch ultraviolette Strahlung stimuliert. Die Synchrotron Ultraviolet Radiation Facility (SURF) am National Institute of Standards and Technology (NIST) wurde von einem Forschungsteam genutzt. Der Physiker Charles Tarrio leitete das Team, um EUV-Strahlung zu erzeugen und sie in einer Vakuumkammer auf einen Aluminiumfilter zu richten. Die Vakuumkammer war mit Wasserdampf gefüllt.
Die Forschung zeigte, dass Wasser für die Filterverschlechterung verantwortlich ist. Dies liegt daran, dass es mit Aluminium interagiert, um eine Oxidschicht zu erzeugen. Die Schicht verhindert, dass der Filter die Lichtwellen durchlässt, die der Sensor erfassen soll. Die Wissenschaftler entdeckten auch, dass das Material der Wärmedecke wahrscheinlich die Quelle des Wassers war. Das Material der Wärmedecke wurde entwickelt, um die empfindliche Sondenausrüstung vor extrem heißen Temperaturen zu schützen. Diese Decken bestehen aus Schichten einer dünnen Folie aus Polyethylenterephthalat (PET), die Wasserdampf aus der Luft aufnehmen und festhalten kann. Der Aluminium-EUV-Filter oxidiert, wenn Sonnenwärme darauf trifft. Dies liegt daran, dass das Wasser verdampft und nach und nach in das Raumfahrzeug ausgast.
Zukünftige Sonnensondenmissionen müssen die zugrunde liegende Ursache des Beschlagens von Sonnensonden identifizieren. Dies soll die Entwicklung langlebigerer Filter und Sonden ermöglichen, die den rauen Bedingungen des Weltraums standhalten können. Es kann auch dazu beitragen, Störungen der Funk- und Satellitenkommunikation sowie der Stromnetze zu verhindern. Dies wird durch Frühwarnung und Vorhersage der Größe der geomagnetischen Stürme erreicht, die durch Sonneneruptionen und koronale Massenauswürfe ausgelöst werden können.
Das Team will in seiner zukünftigen Arbeit Strategien untersuchen, um die Oxidation der Filter zu stoppen. Dazu gehört die Schaffung eines neuen Filters, der im entsprechenden Wellenlängenbereich funktionieren kann, oder die Arbeit zum Schutz des Aluminiums. Diese Untersuchung ist wichtig, um die Sonne zu verstehen und wie sie unser tägliches Leben auf der Erde beeinflusst. Es ist ein Beweis für die Kraft wissenschaftlicher Forschung und Entdeckung.
