Solar Orbiter Teil 2: Big Science an der FHNW

20.03.2013 by

News aus dem Institut: Ohne André Csillaghy gäbe es an der FHNW keine Sonnenforschung und wahrscheinlich kein Röntgenteleskop auf Solar Orbiter. Er erzählt, wie es dazu kam und was ‘Big Science’ für eine Fachhochschule bedeuten kann.

Solar Orbiter ist ‘Big Science’ – Wie kommt die FHNW dazu, ein Instrument auf einer der wichtigsten Raumsonden der Zukunft zu haben?

André Csillaghy: Angefangen hat das Projekt im Institut für Astronomie der ETH Zürich. Dort entstand der Plan, ein Röntgenteleskop an Bord von Solar Orbiter in den Weltraum zu schicken. Die FHNW war damals mit der Software für die Auswertung der Daten beteiligt. Nachdem sich die ETH auf ein neues Forschungsfeld ausgerichtet hatte, stellte sich die Frage, wer das Projekt weiterführen soll.

Es gab Möglichkeiten im Ausland. Wir wollten das Röntgenteleskop STIX aber in der Schweiz behalten. Hier an der FHNW hatten wir die Kompetenz und die Erfahrung, das Teleskop zu entwickeln und zu bauen – auch wenn es sicher neu war, dass eine Fachhochschule bei einem solchen Projekt den Lead übernahm. Wir waren bereits an verschiedenen Projekten der Sonnenphysik beteiligt, allen voran am Röntgenteleskop RHESSI, dem Vorgänger von STIX. Wir hosten hier das Europäische RHESSI-Datenzentrum.

Für das Solar Orbiter-Team gab es mit der FHNW als Partnerin eine neue Konstellation. Wir sind keine international bekannte Institution mit einer ausgebauten Reputation in Naturwissenschaften. Würden uns die grossen Universitäten als neuer Player akzeptieren? Da wir sehr gut vernetzt waren, alle notwendigen Kontakte zur Europäischen Weltraumagentur ESA hatten und die internationalen Projektpartnerinnen und –partner bereits kannten, gelang es uns schliesslich, das Vertrauen und die Unterstützung der Entscheidungsträger zu gewinnen.

 

RHESSI ist der Vorgänger von STIX. Hier ist das Röntgenteleskop das einzige Instrument an Bord des Satelliten. RHESSI beobachtet die Sonne von einer erdnahen Umlaufbahn aus. Bild: NASA

 

Solar Orbiter

Das Röntgenteleskop STIX ist eines von zehn Instrumenten auf der Raumsonde Solar Orbiter. Diese wird es sich nicht auf einer Erdumlaufbahn bewegen sondern sehr nahe zur Sonne fliegen. Bild: ESA

 

STIX ist kein reines Technologie- sondern auch ein Wissenschaftsprojekt. Sie haben dafür an der Hochschule für Technik ein internationales Forschungsteam aufgebaut. Wie ging das?

A.C.: Bei Weltraum-Experimenten gehören Wissenschaft und Technik sehr nahe zusammen, es ist fast eine Symbiose. Auch im Team muss eine enge Zusammenarbeit zwischen Wissenschaft und Technik gewährleistet sein.

Das Schweizer Team ist nicht von einem Tag auf den andern entstanden, aber ich stand nicht allein da! Arnold Benz, der eigentliche Vater des Projektes auf Schweizer Seite, hat die Schlüsselrolle übernommen.  Sehr geholfen hat, dass wir die Spezialisten in diesem Gebiet vom Projekt RHESSI her kannten. Darunter war Säm Krucker vom Space Science Lab in Berkeley, der für STIX als Projektleiter in die Schweiz zurückkehrte.

Wir besetzten dann zuerst die Positionen des Instrument Leads, des Systems Engineers, und des Project Managers. Ohne Projekt Manager können sie mit der ESA nicht mal sprechen! Dann folgten Schlüsselpositionen für das Design der verschiedenen Teile des Instrumentes, insbesondere der Röntgendetektoren und des Gehäuses, in welchem sie befestigt werden, das wir ‘Detector Electronics Module’ nennen. Ich bin sicher, dass all diese Elemente einen eigenen Blogartikel Wert sind. Selbstverständlich kam dann auch die Auswertungssoftware, das ist ja der Bereich, auf den wir spezialisiert sind.

Ich möchte speziell erwähnen, dass wir viele Leute in der Hochschule für Technik sowie in der direkten Umgebung überzeugen konnten, mit uns zu arbeiten. STIX ist auch ein lokales Projekt!

Aber auch ein internationales – es arbeiten Leute aus der Schweiz, Polen, der Tschechischen Republik, Frankreich, Irland, Österreich und Italien zusammen.

Wir sind immer noch am Aufbau der Wissenschaftsgruppe mit den Leuten, die mit den Daten arbeiten werden. Im Moment sind das erst wenige Personen, aber da haben wir noch etwas Zeit, denn die Daten kommen ja erst in 2020….


STIX ist ein Röntgenteleskop. Wie funktioniert das? Wird die Sonne quasi geröntgt, so dass man unter die Oberfläche sieht, ähnlich wie ein Röntgenbild beim Zahnarzt?

A.C.: Es ist genau umgekehrt. Ein Röntgengerät beim Zahnarzt strahlt Röntgenstrahlen aus, die durch Wangen und Zahnfleisch dringen und Zähne und Knochen zeigen. Ein Röntgenteleskop hingegen strahlt nicht selbst sondern misst die Strahlung eines anderen Objekts, der Sonne.

Bei einem Sonnenausbruch wird auf der Sonnenoberfläche viel Röntgenstrahlung freigesetzt, die sich in der Atmosphäre der Sonne und dann im Weltall verbreitet. Mit dem Röntgenteleskop werden wir beobachten, wie das genau geschieht. Unser Ziel ist es, die Physik dahinter besser zu verstehen.

 

Diese Art von Forschung wurde bisher an der ETH betrieben. Soll sich die FHNW nicht besser auf lokale Projekte beschränken?

Das eine schliesst das andere nicht aus. Forschung kann einmal mehr Richtung Anwendung gehen, einmal mehr fundamentale Aspekte haben. Wenn möglich soll in einer Institution ein Teil der Forschung zur Spitzenforschung gehören, denn von da kommt die Innovation.

Die meisten Projekte unseres Instituts sind Kooperationen mit lokalen Partnern. Damit wir unsere Rolle als Treiber der Innovation wahrnehmen können, müssen wir eine Brücke zur ‘Big Science’, wie Sie es nennen, schlagen. Um Innovation zu generieren braucht es ein ganzes Spektrum von Forschung, das von lokalen Anwendungen bis zu internationalen Projekten reicht.

Ich meine damit nicht, dass Innovation, die aus der internationalen Spitzenforschung kommt, direkt in lokale Projekte umgesetzt werden kann. Es geht um etwas anderes, um die Energie, die Motivation, die intellektuelle Schärfe, die mit solchen Projekten und dem damit verbundenen internationalen Austausch einher geht. Es geht um Neugierde, um Begeisterung, um Weitblick. Das alimentiert die lokalen Projekte, gibt ihnen den nötigen ‘Push’.

Mit unseren Mitarbeitenden haben wir die Erfahrung gemacht, dass es am besten läuft, wenn sie gleichzeitig an zwei Projekten arbeiten – einem akademischen und einem industriellen. Auch für die Studierenden ist ein breites Spektrum an Forschungsprojekten motivierend, denn wir bilden ja hier die zukünftige Generation von Ingenieurinnen und Ingenieuren aus.

Nicht zu vergessen ist, dass durch STIX 15 Millionen Franken der ESA in Aufträge an die Schweizer Industrie zurück fliesst, was beachtlich ist.

 

STIX ist sicher das wichtigste Sonnenforschungs- Projekt an Ihrem Institut. Ist es das einzige?

A.C.: Es ist das einzige, das Hardware-Entwicklung beinhaltet.

Aktuell laufen zwei Softwareprojekte mit der EU – Cassis und HESPE. Hier geht es um die Organisation riesiger Datenarchive. Ein weiteres EU-Projekt (HELIO) haben wir gerade mit einer sehr guten Bewertung abgeschlossen. Zudem entwickeln wir für die ESA ein 3D-Modul für JHelioviewer, ein Visualisierungstool für die Sonne.

Wir analysieren die Röntgendaten des Forschungssatelliten NuStar. Dieses Wissenschaftsprojekt wird vom Nationalfonds finanziert.

Wie bereits erwähnt, sind wir verantwortlich für die Software des Röntgenteleskops RHESSI, beherbergen dessen Europäisches Datenarchiv sowie die Datenarchive der Radioteleskope der ETH und des globalen Netzwerks für Callisto-Radiospektrometer.

Im Bereich Wissenschaftsinformatik sind wir zudem an Forschungsprojekten beteiligt, bei denen es um Sternentstehung, dunkle Materie und andere Bereiche der Kosmologie geht. Das gehört aber nicht mehr in die Sonnenforschung.

 

Was bedeutet die Mission Solar Orbiter für Sie persönlich?

A.C.: Viele Sorgen! Eine riesige Herausforderung! Und eine enorme Chance, ein virtueller Passagier auf einer Reise sein zu können, auf welcher noch niemand war. Stolz? Das werde ich erst sein, wenn ich das erste mit STIX gemachte Bild der Sonne sehe. Für mich persönlich ist das Spannende daran, dass man an Fragen herangehen kann, die – und davon bin ich überzeugt – die intellektuelle und auch die kulturelle Entwicklung unserer Gesellschaft weiter bringen. Wir Menschen sind neugierig und wollen die Welt verstehen.

 

Vielen Dank, Herr Csillaghy, für das Interview!

Wenn Sie mehr über das Röntgenteleskop STIX und die Raumsonde Solar Monitor erfahren oder etwas zum Thema ‘Big Science’ an Fachhochschulen beitragen möchten, sind Sie herzlich eingeladen, die Kommentarfunktion zu benutzen oder sich direkt an André Csillaghy zu wenden.

 

Weitere Artikel zu Solar Orbiter:
Solar Orbiter 1: Forschungsmission zur Sonne
Solar Orbiter 3: Bauen für den Weltraum
Solar Orbiter 4: Grosse Fragen der Sonnenphysik
Solar Orbiter 5: Ohne Software läuft gar nichts

Links
Institut für 4D-Technologien
Solar Orbiter Missions-Webseite
Röntgenteleskop RHESSI Webseite

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André Csillaghy

Prof. Dr. André Csillaghy leitet das Instituts für 4D-Technologien an der Hochschule für Technik in Windisch, wo er die Bereiche Sonnenforschung und Wissenschafts-Informatik aufbaute. André Csillaghy wuchs in Carouge auf, studierte und doktorierte an der ETH Zürich und forschte von 1998 – 2001 am Space Sciences Laboratory der University of California, Berkeley, ehe er in die Schweiz zurückkehrte.

 

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