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Samstag, 07.07.2018

ISS und Weltraumwetter

Wie funktioniert Wetter im All?

Ein halbes Jahr weilt Alexander Gerst ohne irdisches Wetter im künstlichen Klima der Internationalen Weltraumstation ISS: Dieses schützt die Astronauten vor den Gefahren des Alls wie etwa dem Sonnenwind und so auch vor dem Weltraumwetter.

Der häufige Wechsel aus der heißen Tagseite in den kühlenden Schatten der Erde ist wichtigster Taktgeber für die Klimaanlage der ISS. Da die Station für einen Erdumlauf nur eineinhalb Stunden braucht, gibt es während eines Erdentages an Bord 16 Tag- und Nachtphasen. Weil die Zeiten im Sonnenlicht wegen der Höhe der Station aber deutlich länger sind als die Nachtphasen, nimmt die ISS mehr Wärme auf, als sie in den kurzen Schattenzeiten abstrahlen kann. Der Wärmeüberschuss muss daher durch ein komplexes Kühlsystem ins All zurückgeleitet werden.

Die schützende Atmosphäre unserer Erde ist gemessen an ihrem Durchmesser nur hauchdünn. Darüber beginnt schon der Weltraum, in dem lebensfeindliche Bedingungen herrschen. Bild: NASA

Zwar gibt es im All mangels einer wärmeleitenden Atmosphäre keine messbare Temperatur, doch heizt die enorme Sonnenstrahlung die Außenhülle der Station stark auf. Und diese Hitze muss durch wärmedämmende Konstruktionen von den klimatisierten Innenräumen der Stationsmodule ferngehalten werden. Das gleiche gilt für die eisige Kälte, die in Schattenzeiten durch Abstrahlung auf der Außenhaut entsteht. Zudem gilt es, die Besatzung auch vor schädlicher Strahlung und gefährlichen Teilchenwolken im Sonnenwind, also vor dem Weltraumwetter zu schützen.

An Bord der ISS schützt ein aufwendiges Lebenserhaltungssystem vor Hitze, Kälte und gefährlicher Strahlung aus dem All. Bild: NASA

Denn von der Sonne geht neben elektromagnetischer Strahlung auch ein ständiger Strom elektrisch geladener Teilchen aus. Er weht mit mehr als eine Millionen Kilometer pro Stunde, kann aber bei Plasmaausbrüchen auf der Sonne zum Sturm mit über drei Millionen Kilometer pro Stunde anschwellen. Auf der Erde schützt uns das Magnetfeld vor dem Einschlag solcher Sonnenstürme, indem es die meisten Teilchen um die Erde herum lenkt. Nur in Polnähe gelangt ein Teil von ihnen bis in die Atmosphäre, wo sie spektakuläre Polarlichter hervorbringen können.

Von der Sonne ausgehend weht ständig ein Strom geladener Teilchen durch unser Sonnensystem. Bei großen Ausbrüchen auf unserem Heimatstern kann dieser Sonnenwind zum gefährlichen Sturm anschwellen. Bild: NASA

Im All können elektromagnetische Strahlung und geladene Teilchenwolken heftige Turbulenzen auslösen. Überrascht ein Sonnensturm Astronauten beim Weltraumspaziergang, drohen fatale Folgen für die Gesundheit. Denn obwohl sich die ISS innerhalb des vor den gefährlichsten Teilchen schützenden Magnetfeldes bewegt, fehlt der zweite wichtige Schutzschild der Erde: Die Atmosphäre. Sie filtert die lebensfeindliche Strahlung aus. Ohne sie würde Weltraumwetter zur tödlichen Gefahr. Deshalb ist die Erforschung und Prognose von Sonnenstürmen so wichtig.

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