ESA Orbitersonden erfassen Super-Sonnensturm am Mars

Der Sturm gehörte zu den stärksten Ereignissen seit mehr als 20 Jahren und ließ auf der Erde Polarlichter bis weit nach Süden aufleuchten. Wie die ESA berichtet bekam auch der Mars die volle Ladung ab, als am 20. Mai 2024 energiereiche Teilchen und Strahlung im inneren Sonnensystem eintrafen.

Ein Strahlungsmonitor an Bord des ExoMars Trace Gas Orbiter maß dabei eine Dosis, die sonst in etwa 200 normalen Tagen zusammenkommt, und das in nur 64 Stunden. Beide ESA Sonden meldeten zudem Computerfehler, wie sie bei Weltraumwetter auftreten können, also bei Störungen durch Sonnenstrahlung und geladene Teilchen.

Besonders deutlich zeigte sich die Wirkung in der Ionosphäre, einer elektrisch geladenen Schicht der Hochatmosphäre. Dort stieg die Zahl der Elektronen, also negativ geladener Teilchen, in zwei Höhenbereichen stark an, bei rund 110 und 130 Kilometern um 45 Prozent und 278 Prozent.

Funksignale als Messwerkzeug

Um diese Veränderungen zu messen, nutzte das Team eine Methode namens Radio Okkultation, also die Auswertung, wie Funksignale in der Atmosphäre gebogen werden. Mars Express sendete dabei ein Radiosignal zu TGO, genau in dem Moment, als der Empfänger hinter dem Mars Horizont verschwand.

Auf dem Weg durch die Atmosphäre wurde das Signal unterschiedlich stark abgelenkt. Daraus lässt sich ableiten, wie dicht und wie elektrisch geladen die einzelnen Schichten waren, und damit auch, wie stark der Sturm die Ionosphäre aufpumpte.

Drei Auslöser in einer Sturmserie

Die Messungen fielen in eine Reihe von drei Sonnen Ereignissen, die gemeinsam den Supersturm ausmachten. Dazu gehörten ein Strahlungsausbruch, ein Schub besonders energiereicher Teilchen und ein koronaler Massenauswurf, also eine Wolke aus heißem Plasma, die von der Sonne ins All geschleudert wurde.

Laut ESA gelang eine Beobachtung nur rund zehn Minuten nach einem großen Ausbruch, ein seltener Glücksfall. Denn solche Messungen zwischen den beiden Orbitern finden derzeit nur wenige Male pro Woche statt.

Folgen auch für Radar und künftige Missionen

Eine stark mit Elektronen gefüllte Hochatmosphäre kann Funksignale dämpfen. Das ist wichtig, weil Radarsysteme im Orbit mit Funksignalen die Oberfläche oder Untergrundstrukturen untersuchen, und eine aufgeladene Ionosphäre solche Messungen erschweren kann.

Die Ergebnisse helfen außerdem beim Blick zurück auf die Mars Geschichte. Der Planet verlor im Lauf der Zeit große Mengen Wasser und einen Großteil seiner Atmosphäre, und Sonnenwind, also der stetige Strom geladener Teilchen von der Sonne, gilt als wichtiger Treiber dieses Verlusts.