Mehr als zehn Jahre sind es her, seit sich Europa zuletzt die Sonne näher angesehen hat. 2009 hatte die europäische Weltraumagentur ESA die Mission ihrer Raumsonde Ulysses für beendet erklärt – eine Mission, mit der die ESA im Großen und Ganzen zufrieden gewesen sei, erinnert sich Joachim Woch vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung in Göttingen: "Ulysses war eine großartige Mission. Es hat vielleicht nur einen großen Nachteil gehabt: Es hat nur sogenannte In-situ-Instrumente gehabt."

Das heißt: Ulysses hat 17 Jahre lang die Sonne umkreist und all das gemessen, was es in der Nähe der Sonde zu messen gab: Plasmawellen, das Magnetfeld der Sonne und den Sonnenwind. Was Ulysses jedoch nicht leisten konnte, war die Fernerkundung. Denn Instrumente, die im optischen Spektralbereich interessante Strukturen auf der Sonnenoberfläche direkt ins Visier nehmen können, hatte Ulysses nicht an Bord. Bei der neuen Sonnenmission der ESA ist das anders.

"Was wir jetzt mit einer Mission wie Solar Orbiter erreichen wollen, ist eine Kombination aus Remote Sensing und In-Situ-Instrumenten. Und wenn wir dann direkt In-Situ-Messungen machen, dann können wir diese Strukturen auf der Sonne direkt mit in situ gemessenen Teilchen in Verbindung bringen und damit eine sehr direkte Verbindung zwischen dynamischen Prozessen auf der Sonne und im Sonnenwind gemessenen Strukturen herstellen."

Den Sonnenwind haben schon so einige Raumsonden in den vergangenen Jahrzehnten untersucht. Und je genauer die Messungen wurden, desto mehr neue Fragen seien dabei aufgetreten, wundert sich die Ingenieurin Anne Pacros, die das Projekt Solar Orbiter am europäischen Weltraumforschungszentrum ESTEC im holländischen Noordwijk betreut.

"Der Sonnenwind besteht aus elektrisch geladenen Teilchen. Sie werden von der Sonne hinaus ins All geschleudert, auch in Richtung Erde. Aber wieso beschleunigen sie dabei? Sie sollten eigentlich langsamer werden. Stattdessen werden sie immer schneller."

Bislang nicht verstanden ist auch die Temperaturverteilung in der Nähe der Sonne. Ihre Oberfläche ist 6.000 Grad Celsius heiß. Ihre Atmosphäre jedoch, die Korona, kann eine Million Grad erreichen. Eigentlich sollte das Gas kälter werden, je weiter von der Sonne entfernt es sich befindet. Und das gilt nicht nur für die Äquatorregionen der Sonne, ergänzt José Manuel Sánchez-Pérez, der Missionsanalyst für den Solar Orbiter bei der ESA.

"Die Wissenschaftler wüssten gerne, was sich rund um die Pole der Sonne abspielt. Alle Planeten laufen in einer Ebene um die Sonne, der sogenannten Ekliptik. Wir wollen den Flugwinkel der Sonde so weit erhöhen, bis ihre Bahn fast rechtwinklig zu den Planetenbahnen ist. Dazu ist eine Menge Energie nötig."

Diese Energie soll die Venus liefern. Achtmal wird der Solar Orbiter an ihr vorbeifliegen, um Schwung zu holen. Ihre Schwerkraft wird die Sonde jedesmal ein Stück aus der horizontalen Planetenebene hinausschießen, wie ein Katapult. Nach dem letzten Vorbeiflug wird ihre gegenüber der Ekliptik um 34 Grad gekippt sein. Beim Überflug über die Sonnepole soll dann der Blick von oben und von unten möglich sein.

"Die Pole sind der Schlüssel zum Verständnis des Dynamos im Innern der Sonne. Er verursacht ein magnetisches Feld. Diese Magnetfeldlinien verlassen die Sonne an den Polen. Das funktioniert so ähnlich wie bei der Erde. Wir wollen die Wechselwirkung zwischen den Polen und den äußeren Sonnenschichten verstehen."

Bis auf rund 40 Millionen Kilometer soll sich der Solar Orbiter dabei der Sonne nähern. Während seiner Umrundungen wird seine Vorderseite auf mehr als 500 Grad Celsius erhitzt werden. Ein Schutzschild, der 40 Zentimeter dick ist, verhindert, dass diese Backofentemperaturen ihn zum Schmelzen bringen – damit der Solar Orbiter nicht so endet wie einst Ikarus.