Mit rund 692.000 Kilometern pro Stunde raste die Parker Solar Probe am 24. Dezember 2024 so dicht an der Sonne vorbei wie kein Raumfahrzeug zuvor. Dabei näherte sich die NASA-Sonde der sichtbaren Sonnenoberfläche bis auf etwa 6,1 Millionen Kilometer. Der Rekordflug führte sie durch die äußere Sonnenatmosphäre, deren Temperatur mehr als eine halbe Million Grad Celsius erreichen kann. Ein Hitzeschild aus Kohlenstoffschaum hielt die empfindlichen Instrumente geschützt, während die Sonde Daten über die Korona und den Sonnenwind sammelte.
Erst am späten 26. Dezember kam die entscheidende Bestätigung aus dem All: Ein Signalton meldete, dass die Parker Solar Probe den extremen Vorbeiflug unbeschadet überstanden hatte und normal arbeitete. Die NASA-Meldung zum Rekordflug erschien am folgenden Tag. Bis dahin war lediglich bekannt gewesen, dass die Sonde den engsten Punkt ihrer Bahn erreicht hatte; erst das Signal bestätigte ihren Zustand nach der Passage.
Der Flug war ein weiterer Höhepunkt einer Mission, die seit ihrem Start im Jahr 2018 auf eine Annäherung an unseren Stern hinarbeitet. Entwickelt und gebaut wurde die Parker Solar Probe vom Johns Hopkins Applied Physics Laboratory. Die Flugbahn führt sie in stark elliptischen Bahnen immer wieder nahe an die Sonne heran. Dabei nutzt die Sonde die Schwerkraft der Venus, um ihre Umlaufbahn schrittweise zu verändern. Sieben Venus-Vorbeiflüge hatten die Bahn bis zum November 2024 so angepasst, dass der Rekordabstand möglich wurde. Der letzte dieser Vorbeiflüge fand am 6. November 2024 statt.
Der Rekordabstand betrug nach Angaben der NASA 3,8 Millionen Meilen über der Sonnenoberfläche. Umgerechnet sind das rund 6,1 Millionen Kilometer. Diese Angabe beschreibt die Höhe über der sichtbaren Oberfläche und nicht den Abstand vom Mittelpunkt der Sonne. Die Sonde flog damit innerhalb der äußeren Sonnenatmosphäre, der Korona. Auf astronomischen Maßstäben ist das eine außergewöhnlich geringe Entfernung, auch wenn die Zahl für irdische Verhältnisse noch immer gewaltig klingt.
Die NASA veranschaulicht die Größenordnung mit einem Football-Feld. Würde man den Abstand zwischen Sonne und Erde auf die Länge eines solchen Spielfelds verkleinern, befände sich die Parker Solar Probe nur vier Yards vor der Endzone. Vier Yards entsprechen rund 3,7 Metern. Der Vergleich macht deutlich, wie weit die Sonde in die Atmosphäre unseres Sterns eindringt: Sie bewegt sich nicht nur in Sonnennähe, sondern durchquert eine Region, die von der Sonne selbst ausgeht und weit in den Weltraum reicht.
Mit rund 430.000 Meilen pro Stunde erreichte das Raumfahrzeug zugleich die höchste Geschwindigkeit, die bis dahin bei einem von Menschen gebauten Objekt gemessen beziehungsweise angegeben worden war. Das entspricht rund 692.000 Kilometern pro Stunde oder etwa 192 Kilometern pro Sekunde. In einer Sekunde legt das Raumfahrzeug bei diesem Tempo rund 192 Kilometer zurück. Die Sonde flog dabei nicht auf einer geraden Strecke, sondern folgte ihrer berechneten Bahn um die Sonne.
Die Korona ist die äußerste Schicht der Sonnenatmosphäre. Sie umgibt den Stern und geht allmählich in den Sonnenwind über, einen stetigen Strom elektrisch geladener Teilchen. Besonders rätselhaft ist ihre Temperatur: Sie kann mehr als eine Million Grad Fahrenheit erreichen. Das entspricht über 537.000 Grad Celsius, also gerundet mehr als 540.000 Grad Celsius. Die sichtbare Oberfläche der Sonne ist dagegen nur ungefähr 5.500 Grad Celsius heiß.
Dieser große Temperaturunterschied gehört zu den grundlegenden offenen Fragen der Sonnenphysik. Die Energiequelle der Sonne liegt im Inneren, doch die äußere Atmosphäre ist erheblich heißer als die darunterliegende sichtbare Schicht. Welche Prozesse die Energie in die Korona transportieren und dort verteilen, ist noch nicht vollständig geklärt. Magnetfelder, Wellen und kleinräumige Vorgänge im Plasma spielen dabei wichtige Rollen in den wissenschaftlichen Erklärungsansätzen. Messungen direkt in der Korona sollen helfen, diese Prozesse voneinander zu unterscheiden und ihre Bedeutung zu bestimmen.
Die Parker Solar Probe kann die Korona nicht wie ein Teleskop aus sicherer Entfernung betrachten. Sie fliegt tatsächlich hindurch und misst dort die Bedingungen in ihrer unmittelbaren Umgebung. Dadurch erhält sie Daten an einem Ort, den kein anderes Raumfahrzeug zuvor in dieser Nähe untersucht hatte. Die Messungen sollen erklären, wie die Korona aufgeheizt wird, woher der Sonnenwind stammt und auf welche Weise besonders energiereiche Teilchen beschleunigt werden.
Der Schutz vor der Strahlung und Hitze der Sonne ist eine der zentralen technischen Leistungen der Mission. Auf der sonnenzugewandten Seite trägt die Parker Solar Probe einen Hitzeschild aus Kohlenstoffschaum. Er ist so konstruiert, dass er Temperaturen von rund 2.600 Grad Fahrenheit aushalten kann. Umgerechnet sind das etwa 1.430 Grad Celsius. Für den Rekordvorbeiflug erwartete die NASA am Schild eine Temperatur von ungefähr 1.800 Grad Fahrenheit, entsprechend rund 980 Grad Celsius.
Hinter dem Schild befinden sich die wissenschaftlichen Instrumente und weitere empfindliche Systeme. Sie liegen im Schatten des Schutzschilds und sollten während der Passage ungefähr Raumtemperatur behalten. Der Temperaturunterschied zwischen der sonnenzugewandten Außenseite und dem geschützten Bereich ist enorm. Entscheidend ist dabei nicht allein die Hitzebeständigkeit des Materials. Der Schild muss auch so ausgerichtet bleiben, dass die empfindlichen Komponenten während der gesamten Passage vor direkter Sonneneinstrahlung geschützt sind.
Die Korona kann trotz ihrer extrem hohen Temperatur vergleichsweise dünn sein. Temperatur beschreibt die Bewegungsenergie der Teilchen, nicht automatisch die Wärmemenge, die ein Gegenstand aufnimmt. In der dünnen Sonnenatmosphäre treffen weniger Teilchen auf den Hitzeschild als in einem dichten heißen Gas. Deshalb kann die Sonde die Korona durchqueren, obwohl ihre Umgebung Millionen Grad heiß ist. Der Hitzeschild muss dennoch enorme Strahlungsbelastungen abfangen und die Instrumente vor Überhitzung bewahren.
Das technische Konzept macht die Messungen erst möglich. Ohne einen stabilen Schutz könnte die Sonde ihre Instrumente nicht nahe genug an die Sonne bringen, um die Bedingungen in der Korona direkt zu untersuchen. Zugleich darf der Schild die Messungen nicht unnötig behindern: Die Instrumente müssen ihre Umgebung erfassen können, während die Raumsonde mit ihrer Vorderseite zur Sonne ausgerichtet bleibt. Die Konstruktion verbindet damit Wärmeschutz, Fluglage und wissenschaftliche Beobachtung in einem eng abgestimmten System.
Schon vor dem Rekordflug hatte die Parker Solar Probe die Grenze zwischen der Sonnenatmosphäre und dem interplanetaren Raum überschritten. Über ihren ersten Eintritt in die Korona berichtete die NASA-Sonde bereits 2021; ein früherer FuW-Beitrag zum ersten Kontakt mit der Sonnenatmosphäre ordnete diesen Meilenstein ein. Im Jahr 2021 flog sie erstmals in die Korona. Dabei zeigten die Messungen, dass deren äußere Grenze keine glatte Kugelfläche bildet. Stattdessen fanden sich wellige Strukturen mit Ausbuchtungen und Einbuchtungen. Diese Beobachtung wich von den zuvor erwarteten einfachen Formen ab und lieferte einen genaueren Einblick in die Gestalt der äußeren Sonnenatmosphäre.
Die Sonde untersuchte außerdem sogenannte Switchbacks. Das sind abrupte Richtungswechsel im Magnetfeld des Sonnenwinds, bei denen sich die Feldrichtung vorübergehend umkehrt. Die Struktur ähnelt in einer stark vereinfachten Vorstellung einem Knick oder einer Schleife in einer ansonsten gleichgerichteten Linie. Die Messungen halfen, den Ursprung solcher Veränderungen näher an der sichtbaren Sonnenoberfläche, der Photosphäre, zu verorten. Eine spätere Auswertung magnetischer Switchbacks knüpft an diese Frage an und untersucht, welche Informationen Teilchen über die Entstehungsregion solcher Strukturen bewahren können.
Die Mission hat auch Vorgänge im inneren Sonnensystem untersucht, die über die unmittelbare Korona hinausreichen. So zeigten Beobachtungen, dass große Sonneneruptionen Staub aus ihrer Umgebung aufnehmen und mit sich führen können. Weitere Messungen lieferten neue Hinweise auf energiereiche Teilchen, die bei solaren Ereignissen entstehen. Bei ihren Venus-Vorbeiflügen registrierte die Sonde zudem natürliche Radiostrahlung aus der Atmosphäre des Planeten und lieferte eine vollständige Aufnahme seines orbitalen Staubrings.
Der Sonnenwind besteht aus geladenen Teilchen, die ständig von der Sonne in den Weltraum strömen. Er breitet sich durch das gesamte Sonnensystem aus und trifft auch auf die Erde. Unser Planet wird durch sein Magnetfeld und die Atmosphäre weitgehend vor den Teilchen geschützt. Dennoch kann die Sonnenaktivität Auswirkungen auf Satelliten, Funkverbindungen und technische Systeme haben. Besonders starke Ereignisse können geomagnetische Stürme auslösen, die das Erdmagnetfeld und die obere Atmosphäre beeinflussen.
Um solche Auswirkungen besser zu verstehen, müssen Wissenschaftler wissen, wie der Sonnenwind entsteht und wie er beschleunigt wird. Auch seine Geschwindigkeit, Dichte und magnetischen Eigenschaften verändern sich. Die Parker Solar Probe misst diese Eigenschaften dort, wo der Sonnenwind noch nahe an seinem Ursprung ist. Damit können Forscher untersuchen, welche Prozesse ihn antreiben, bevor er sich über große Entfernungen im Sonnensystem verteilt. Die Ergebnisse ergänzen Messungen anderer Raumsonden, die den Sonnenwind weiter außerhalb erfassen.
Ein weiteres Ziel betrifft energiereiche Teilchen, die bei Sonnenereignissen beschleunigt werden können. Solche Teilchen erreichen teilweise einen erheblichen Anteil der Lichtgeschwindigkeit. Die NASA nennt als Untersuchungsziel, die Mechanismen zu verstehen, die diese Beschleunigung ermöglichen. Die Sonde misst dazu Teilchen und Felder in einer Umgebung, in der die Prozesse noch vergleichsweise nahe an ihrem Entstehungsort ablaufen. Die Messungen können helfen, die Bedingungen einzugrenzen, unter denen Teilchen besonders viel Energie aufnehmen.
Der Vorbeiflug an Heiligabend 2024 war nicht als einmaliges Ereignis geplant. Die NASA kündigte bereits in ihrer Meldung zwei weitere enge Sonnenpassagen für den 22. März und den 19. Juni 2025 an. Die Sonde sollte ihre stark elliptische Umlaufbahn weiterhin nutzen, um wiederholt in die Korona einzutauchen und Daten aus unterschiedlichen Durchgängen zu sammeln. Wiederholte Messungen sind wichtig, weil die Sonne kein statisches Objekt ist: Magnetfelder, Plasma und Aktivitätsregionen verändern sich fortlaufend.
Jeder nahe Vorbeiflug liefert daher eine Momentaufnahme unter den Bedingungen, die während dieser Passage herrschen. Werden solche Messungen miteinander verglichen, können Forscher wiederkehrende Muster von kurzfristigen Veränderungen unterscheiden. Die NASA wollte die bei der Rekordpassage gesammelten Daten erst nach dem Vorbeiflug zur Erde übertragen, sobald die Position der Sonde eine geeignete Funkverbindung erlaubte. Der Signalton vom 26. Dezember bestätigte zunächst den sicheren Zustand des Raumfahrzeugs, nicht bereits sämtliche wissenschaftlichen Ergebnisse des Durchgangs.
Die Parker Solar Probe verbindet damit einen Geschwindigkeits- und Entfernungsrekord mit einem konkreten Forschungsprogramm. Ihr Hitzeschild ermöglicht Messungen in einer extremen Umgebung, während die Flugbahn sie immer wieder in die Nähe des Sterns bringt. Die entscheidenden Antworten entstehen aus den Daten der Instrumente: Sie sollen zeigen, wie die Korona ihre enorme Temperatur erreicht, wie der Sonnenwind beschleunigt wird und welche Prozesse energiereiche Teilchen antreiben.
NASA, NASA’s Parker Solar Probe Makes History With Closest Pass to Sun
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