Heute sind wir mittendrin Sonnenzyklus 25, die im Jahr 2019 begann und ungefähr bis 2030 andauern wird und zyklische Höhen und Tiefen von Sonneneruptionen, koronalen Massenauswürfen und Sonnenstürmen durchläuft, die dieses oder nächstes Jahr ihren Höhepunkt erreichen werden – was dies zu einem entscheidenden Zeitraum für Investitionen in Möglichkeiten zur Überwachung des Sonnenwetters macht . 

Warum es wichtig ist, die Sonnenaktivität zu untersuchen

Man kann ohne Übertreibung sagen, dass Sonneneruptionen und die von ihnen verursachten geomagnetischen Stürme erhebliche Auswirkungen auf das Leben aller Menschen haben. Sie können zu Ausfällen beim Betrieb von Satelliten führen, die für die Aufrechterhaltung der Kommunikations- und Navigationssysteme auf der Erde von entscheidender Bedeutung sind. Sie können auch Stromnetze beschädigen, zu massiven Stromausfällen führen und ein Strahlenrisiko für Astronauten sowie für Piloten und Passagiere von Höhenflügen darstellen. Aktive Sonnenzyklen erhöhen die Häufigkeit und Intensität von Sonneneruptionen und stellen eine Gefahr für alle vom Weltraumwetter betroffenen Technologien und Dienste dar.

Solche Störungen kritischer Infrastrukturen können für die Wirtschaft entwickelter Länder sehr kostspielig sein. Stromausfälle durch Sonnenaktivität kosten Dutzende Milliarden Dollar pro Jahr. Die potenziellen globalen wirtschaftlichen Auswirkungen von Weltraumwetterereignissen wie einem schweren geomagnetischen Sturm sind erheblich entstehen könnte Verluste in Höhe von insgesamt 38.4 Milliarden Euro (41.1 Milliarden US-Dollar) pro Tag. Mehr als die Hälfte dieser Verluste wird durch indirekte Kosten im Zusammenhang mit Störungen in den Lieferketten verursacht. Schäden durch Sonnenereignisse können zu logistischen Verzögerungen, Produktionsausfällen, erhöhten Betriebskosten, Warenengpässen und anderen Problemen im internationalen Handel führen. 

Auch die solare Wettervorhersage spielt eine entscheidende Rolle für eine sichere und effektive Weltraumforschung. Ohne genaue Prognosen und prädiktive Analysen wären Weltraummissionen und die beteiligten Astronauten dem Risiko ausgesetzt, Strahlung und Gerätestörungen ausgesetzt zu sein. 

Bestehende Lösungen und zukünftige Bedürfnisse

Im Jahr 2024 wird die Überwachung und Analyse des Weltraumwetters hauptsächlich durch Regierungsbehörden und wissenschaftliche Organisationen durchgeführt. Zwei der wichtigsten Informationslieferanten sind die National Oceanic and Atmospheric Administration in den Vereinigten Staaten und die Europäische Weltraumorganisation. Diese Organisationen verwalten Daten aus verschiedenen Quellen, darunter Satellitenmissionen und bodengestützte Observatorien, um ein umfassendes Bild der Sonnenaktivität zu erstellen.

Darüber hinaus verwenden diese Organisationen häufig empirische Prognosemodelle, die auf historischen Daten basieren. Diese Modelle helfen dabei, Muster und Zusammenhänge in Weltraumwetterphänomenen zu erkennen, die dann zur Vorhersage zukünftiger Ereignisse verwendet werden können. Diese Informationen sind jedoch nicht immer korrekt oder aktuell, was die Relevanz und Effizienz der Prognose erheblich verringert.

Im März 1989, als moderne Methoden zur Weltraumwettervorhersage noch nicht verfügbar waren, löste eine Sonneneruption einen starken geomagnetischen Sturm aus groß angelegte technologische Störungen und Ausfälle im kanadischen Stromnetz. Millionen Einwohner und Unternehmen in der Provinz Quebec waren neun Stunden lang ohne Strom. Eine weitere Sonneneruption im August desselben Jahres führte dazu, dass die Toronto Financial Exchange für drei Stunden stoppte.

Der Mangel an Informationen über das Weltraumwetter kann auch zu erheblichen Schäden an Satelliten und anderen Weltraumsystemen führen. Beispielsweise störte ein geomagnetischer Sturm im Februar 2022 den Start von Starlink, was dazu führte, dass das Unternehmen 38 von 49 Satelliten verlor. Starlink war darauf angewiesen auf empirischen Modellen zur Vorhersage atmosphärischer Bedingungen, aber diese Modelle verfügten über unzureichende Daten und konnten keine genaue Schätzung der erhöhten atmosphärischen Dichte während eines Sturms vornehmen. Dies führte zu einem größeren Luftwiderstand als erwartet und zu Fehlfunktionen der Satelliten.

Solche Ereignisse verdeutlichen die Notwendigkeit, effiziente Systeme zu entwickeln, die genaue und relevante Daten zum Sonnenwetter liefern können. Im Gegensatz zum Erdwetter ist das Weltraumwetter ein globales Phänomen, das Auswirkungen auf den gesamten Planeten hat. Daher erfordert eine qualitativ hochwertige Prognose die Sammlung und Analyse von Daten aus der ganzen Welt, was nur durch einen globalen Ansatz und umfassende internationale Zusammenarbeit erreicht werden kann.

Um dies zu erreichen, wäre der erste wesentliche Schritt die Schaffung eines einzigen, globalen Repositorys für Weltraumwetterdaten – eines Data Lake. Dazu müsste eine große Menge an Informationen über die Sonnenaktivität aus verschiedenen Quellen gesammelt und gespeichert werden, beispielsweise von Raumfahrzeugen, bodengestützten Observatorien und Forschungszentren in verschiedenen Ländern. Dies würde dazu beitragen, die Fragmentierung von Daten zu vermeiden, Lücken in den Prognosen zu schließen und jedem, der es benötigt, ein umfassendes Verständnis des Zustands des Weltraumwetters zu ermöglichen.

Ein weiterer wichtiger Schritt in der Entwicklung der solaren Wetterüberwachung und -analyse ist die Integration innovativer Lösungen in die Weltrauminfrastruktur. Derzeit stammen die meisten Informationen über das Weltraumwetter von großen Regierungssystemen und Satellitengruppen, die fragmentierte Daten mit großen Zeitverzögerungen liefern. Gleichzeitig ist die Aufrechterhaltung dieser Systeme mit hohen Kosten für die Volkswirtschaften verbunden und mit einem erheblichen bürokratischen Aufwand verbunden. Dieses Problem kann durch die Einführung kleiner Satellitengruppen gelöst werden, die in eine erdnahe Umlaufbahn gebracht werden. Sie würden als zuverlässiges Backup für teure wissenschaftliche Missionen dienen und den Prozess der Überwachung des Sonnenwetters erheblich vereinfachen und die Kosten senken, indem sie eine kontinuierliche Datenerfassung gewährleisten und den Verlust wichtiger Informationen über die kosmische Strahlung verhindern, wenn die Hauptsatelliten ausfallen. Heute arbeiten wir bei Mission Space aktiv an dieser Initiative, ebenso wie die Teams bei Spire Global und Millennium Space Systems.

Eine neue Ära der Sicherheit und Entdeckung

Die Überwachung und Analyse des Weltraumwetters ist nicht nur eine Frage der wissenschaftlichen Forschung – es handelt sich um ein wesentliches Bedürfnis, das die Zukunft der Menschheit im Weltraum und auf der Erde verändern könnte. Fortschritte auf diesem Gebiet werden zu vielen neuen Möglichkeiten für die gesamte menschliche Zivilisation führen.

Expeditionen über den erdnahen Weltraum hinaus werden sicherer und zugänglicher. Genaue Weltraumwettervorhersagen werden es Raumfahrtagenturen ermöglichen, Weltraummissionen mit minimalem Risiko für Astronauten und Ausrüstung zu planen und so den Weg für die Erforschung von Exoplaneten und Asteroiden, einschließlich der Besiedlung des Mondes und des Mars, zu ebnen. Solche Missionen sind erwartet bis 2030 zu einer regelmäßigen Aktivität werden.

Der Schutz der Infrastruktur der Erde wird verstärkt. Indem wir verstehen, wann und wie sich Sonnenstürme auf unseren Planeten auswirken können, können wir Stromausfälle verhindern, die dazu führen könnten, dass Wohngebiete keinen Strom und keine Heizung mehr haben, eine stabile Mobilfunkkommunikation und einen Internetzugang gewährleisten und einen sicheren Flugverkehr gewährleisten, indem wir Flüge vor Strahlungseffekten schützen Sonnenstürme. Dies wird der Menschheit helfen, sich sowohl vor kleineren Unannehmlichkeiten als auch vor ernsthaften Gefahren für Gesundheit und Sicherheit zu schützen.

Die Entwicklung der Weltraumwirtschaft wird gefördert. Zuverlässiger Schutz vor den Auswirkungen des Sonnenwetters wird den Weltraumtourismus, die Gewinnung von Ressourcen und den Bau außerirdischer Produktionsanlagen zur neuen Realität machen. 

Daher die Pläne von SpaceX für die Kolonisierung des Mars spiegeln eine langfristige Vision für die Entwicklung der Weltraumwirtschaft wider. Die Errichtung menschlicher Siedlungen auf dem Roten Planeten würde nicht nur Forschung und neue Umgebungen für die Unterbringung im Weltraum erfordern, sondern auch die Schaffung neuer Wirtschaftsmodelle für die Gewinnung und Herstellung von Ressourcen aus außerirdischen Quellen. Das Potenzial, die Realisierbarkeit und die Sicherheit dieser Projekte hängen weitgehend von einer qualitativ hochwertigen Analyse und Vorhersage der solaren Wetterbedingungen ab.

Alexey Shirobokov ist ein Multi-Tech-Unternehmer und Angel-Investor, der Mission Space, ein in Luxemburg ansässiges Unternehmen für Weltraumwetterdaten und -analysen, mitbegründet hat. Das Unternehmen ist Vollmitglied der International Astronautical Federation und vieler anderer Wissenschafts- und Raumfahrtindustriegemeinschaften.

Alex Pospekhov ist ein Multi-Tech-Unternehmer und Startup-Mentor mit über 18 Jahren Erfahrung im Technologiegeschäft. Alex ist Mitbegründer von Mission Space. Er ist außerdem Kolumnist und Redner bei Forbes, Silicon Luxembourg, Delano, Sifted, SpaceTech Gulf und zahlreichen Konferenzen und Veranstaltungen.

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• Quelle: https://spacenews.com/space-weather-requires-our-attention-now-more-than-ever/