NASA-Mond-Mission: LEXI wagt Röntgenblick auf die schützende Hülle der Erde
Röntgengerät auf dem Mond: LEXI untersucht erstmals die Dynamik der Erdmagnetosphäre und ihre Reaktion auf den Sonnenwind.
LEXI auf dem Mond: Das Röntgengerät soll das Erdmagnetfeld untersuchen und Aufschlüsse über Sonnenwinde liefern.
Foto: Firefly Aerospace
Ein Röntgengerät der NASA ist im Rahmen der Artemis-Mission auf dem Weg zum Mond. Das Gerät mit dem Namen Lunar Environment Heliospheric X-ray Imager (LEXI) wird erstmals globale Bilder der Magnetosphäre der Erde liefern. Konkret geht es darum, die komplexen Wechselwirkungen zwischen Sonnenwind und dem schützenden Magnetfeld unseres Planeten aus einer völlig neuen Perspektive zu untersuchen. Die Daten könnten entscheidend dazu beitragen, die dynamischen Prozesse der Magnetosphäre besser zu verstehen und deren Auswirkungen auf die Erde zu analysieren.
Inhaltsverzeichnis
Start der Mission und die Rolle von LEXI
LEXI ist eines von zehn wissenschaftlichen Instrumenten, die auf der nächsten Mondmission im Rahmen der Commercial Lunar Payload Services (CLPS) mitfliegen. Der Start mit dem Blue Ghost Lander von Firefly Aerospace ist frühestens Mitte Januar vom Kennedy Space Center in Florida geplant. Diese Mission ist Teil der Artemis-Initiative der NASA und verfolgt das Ziel, das Verständnis über das Zusammenspiel zwischen Erde und Weltraumwetter zu erweitern.
Nach der Landung auf der Mondoberfläche wird LEXI aktiviert. Es sammelt über sechs Tage hinweg Daten, indem es niederenergetische Röntgenstrahlen einfängt, die von den Rändern der Magnetosphäre der Erde ausgehen. Diese Röntgenstrahlen entstehen, wenn der Sonnenwind – ein kontinuierlicher Strom geladener Teilchen, der von der Sonne ausgeht – auf das Magnetfeld der Erde trifft. LEXI’s Beobachtungen werden von der Mondoberfläche aus durchgeführt, wodurch die gesamte Magnetopause, der äußere Rand der Magnetosphäre, in einem einzigen Sichtfeld abgebildet werden kann.
Einblicke in die Dynamik der Magnetosphäre
Brian Walsh, Weltraumphysiker an der Boston University und Hauptforscher von LEXI, betont die Bedeutung dieser Forschung: „Wir versuchen, dieses Gesamtbild der Weltraumumgebung der Erde zu erhalten.“ Die Magnetosphäre, die unser Planet vor den schädlichen Auswirkungen des Sonnenwinds schützt, ist ständigen Veränderungen unterworfen. Diese können durch die Stärke und Intensität des Sonnenwinds beeinflusst werden.
Hyunju Connor, Astrophysikerin am Goddard Space Flight Center der NASA, beschreibt diese Prozesse als ein ständiges „Ein- und Ausatmen“ der Magnetosphäre. Bei starkem Sonnenwind schrumpft die Magnetosphäre und zieht sich in Richtung Erde zurück. Wenn der Sonnenwind schwächer wird, dehnt sich die Magnetosphäre wieder aus. Diese Dynamik kann entscheidende Hinweise darauf geben, wie die Magnetosphäre als Barriere gegen die kosmischen Einflüsse funktioniert.
Magnetische Rekonnexion und ihre Bedeutung
Ein weiterer Schwerpunkt der Mission liegt auf der Untersuchung der magnetischen Rekonnexion. Dabei verschmelzen die Magnetfeldlinien der Magnetosphäre mit denen des Sonnenwinds. Dieser Prozess setzt energiereiche Teilchen frei, die auf die Erdatmosphäre treffen und dort Polarlichter verursachen können. Zugleich birgt dieses Phänomen Risiken für die Infrastruktur der Erde. Satelliten und Stromnetze können durch die energiereichen Teilchen gestört oder sogar beschädigt werden.
Connor erklärt: „Wir wollen verstehen, wie sich die Natur verhält, und wenn wir das verstehen, können wir dazu beitragen, unsere Infrastruktur im Weltraum zu schützen.“ Die detaillierten Daten von LEXI sollen Antworten auf offene Fragen liefern, etwa ob diese Rekonnexionen gleichzeitig an mehreren Orten stattfinden oder ob sie in Schüben oder kontinuierlich ablaufen.
Ein Instrument mit langer Geschichte
LEXIs Entstehungsgeschichte reicht mehr als ein Jahrzehnt zurück. Das Instrument wurde ursprünglich unter dem Namen STORM entwickelt und 2012 mit einer Sondierungsrakete ins All geschossen. Nach erfolgreicher Datensammlung kehrte es zur Erde zurück und wurde im Goddard Space Flight Center der NASA ausgestellt. Jahre später entschied sich die NASA, das Instrument für die CLPS-Mission wiederzubeleben. Es wurde restauriert, mit moderner Technologie aufgerüstet und an die Anforderungen der Mondmission angepasst.
Brian Walsh beschreibt diesen Prozess mit Begeisterung: „Wir würden das Glas zerbrechen – nicht wörtlich – und das Instrument restaurieren. Das gibt uns die Chance, dieses globale Bild zu erhalten, das wir noch nie zuvor hatten.“
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