Solare Strahlungsstürme
Worum geht es hier?
Ein solarer Strahlungssturm tritt häufig nach großen Eruptionen auf der Sonne auf, wenn Protonen mit sehr hohen Geschwindigkeiten, manchmal bis zu mehreren 10.000 km/s, ins All geschossen werden. Diese Strahlungsstürme können die Entfernung zwischen Sonne und Erde in nur 30 Minuten überbrücken und mehrere Tage andauern.
S-Skala
Auch hier verwendet die NOAA wieder ein fünfstufiges System, um den Schweregrad anzugeben. Die Skala geht von S1 bis S5, wobei S1 die niedrigste Stufe ist. Jeder S-Stufe ist ein pfu-Schwellenwert (particle flux units) zugeordnet. Zum Beispiel: Die S1-Stufe eines Sonnensturms ist erreicht, wenn der 10-Megavolt-pfu-Wert in geostationärer Satellitenhöhe einen Wert von 10 erreicht. Wichtig ist, dass die Schwellenwerte einem Logarithmus entsprechen und ein mäßiges Protonenereignis (S2) erst eintritt, wenn der Protonenfluss 100 pfu erreicht hat.
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Hinweis: Die S-Skala des Diagramms basiert auf den 10MeV-Wert, während die Übersicht darüber eine individuelle Berechnung hat. Die Farben der jeweiligen Stufen bleiben gleich.
Gefahren
Aufgrund von Strahlungsstürmen müssen transpolare Flüge manchmal umgeleitet oder gestrichen werden, da die Passagiere sonst einer zu hohen Strahlung ausgesetzt sind. Die Protonen, die für einen Sturm verantwortlich sind, stellen aber auch eine Gefahr für Astronauten dar, insbesondere bei ihren Aktivitäten außerhalb der Raumstation (Weltraumspaziergänge). Satelliten im Weltraum sind ebenfalls anfällig: Die Effizienz von Solarmodulen wird beeinträchtigt, es kann zu Fehlfunktionen der Bordelektronik kommen und außerdem kann ein Rauschen in Stern-Tracking-Systemen entstehen.
Hochfrequenz-Funkausfälle durch Solare Strahlungsstürme
In arktischen Breiten kann die Hochfrequenz (HF)-Funkkommunikation problematisch oder sogar unmöglich werden. Die Protonen dringen in die Magnetosphäre ein und werden an den Magnetfeldlinien entlanggeführt, wobei sie in der Nähe des Nord- und Südpols in die Atmosphäre eindringen (siehe Beispiel). Genau wie bei Sonneneruptionen wird die D-Schicht ionisiert und somit verhindert, dass die HF-Funkwellen die viel höher gelegenen atmosphärischen Schichten erreichen. Solche Funkausfälle werden als Polkappen-Absorptionsereignisse (PCA) bezeichnet und haben die Folge, dass auf den transpolaren Strecken wenig bzw. gar kein HF-Funkverkehr möglich ist.
Advanced Composition Explorer (ACE) bei Strahlungsstürmen
Während eines Sonnenstrahlungssturms werden einige Sensoren des Advanced Composition Explorer (ACE) gestört und zeigen falsche Werte an. Dies ist anhand der Sonnenwind-Parameter ersichtlich, die vom EPAM-Instrument stammen. Die Sonnenwind-Geschwindigkeit wird geringer angezeigt als sie wirklich ist und die Dichte scheint kleiner als 1 Partikel/cm³ zu betragen. Die Daten, die sich auf das interplanetare Magnetfeld (IMF) beziehen, bleiben während eines Strahlungssturms zuverlässig. Die falschen Messwerte können auftreten, wenn ein Strahlungssturm das S2-Niveau erreicht und oft bis weit nach dem Eintreffen eines CMEs andauern, was das Erkennen von Einschlägen erheblich erschwert. SOLAR und DSCOVR haben diese Probleme nicht.