Der High Energy Solar Spectroscopic Imager HESSI wurde im Oktober 1997 von der NASA als neue "Small Explorer Mission" ausgewählt. HESSI wurde in kurzer Zeit mit einer starken Beteiligung des Paul Scherrer Institutes (PSI) in Villigen, Schweiz, gebaut. PSI war verantwortlich für das Teleskope and Lagesystem, GSFC für die Gitter und deren Charaktersierung und UCB-SSL für die Ge-Detektoren und das Projektmanagement. Das Startdatum ist der 7. Juni 2001.
Das Hauptziel von HESSI sind detaillierte Untersuchungen der Energiefreisetzung und Teilchenbeschleunigung in der magnetisierten Sonnenkorona, Studien über Koronaheizung und die Bestimmung der Zusammensetzung der Korona. HESSI wird den Energiebereich zwischen 3 keV and 20 MeV mit bisher unerreichter Spektralauflösung abdecken; gleichzeitig wird das Teleskop zum ersten Mal eine Bildauflösung von 2.5 Bogensekunden bis zu Energien von mehreren 100 keV erreichen.

Konzept

HESSI ist spezialisiert auf hochauflösende Spektroskopie und hochauflösende Abbildung der solaren Koronaemission zwischen 3 keV und 20 MeV. Die Beobachtung der gesamten Sonne während einer (nominalen) Lebensdauer während des Sonnenmaximums wird eine grosse Ausbeute grundlegender Daten produzieren, mit denen unter anderem folgendes untersucht wird: Beschleunigungsprozesse in instabilen solaren Magnetfeldern während Flares, deren Auswirkungen auf die dichteren, unteren Schichten, die Geometrie und Lage der Beschleunigungsregion, die genaue Verteilung der Elektronenenergien, die Zusammensetzung der Korona, die Beiträge energiereicher Ionen, usw.

Geschichte von HESSI

HESSI hat seinen Ursprung im Solar Maximum Mission-Satelliten der 80er Jahre und in Ballon- getragenen Instrumenten. HESSI wurde 1996 als Ersatz- Mission für die NASA Medium Explorer Mission- Kategorie ausgewählt. Im Oktober 1997 wurde die Mission zur neuen "NASA Small Explorer Mission" bestimmt.

Was ist die Aufgabe von HESSI

Bei einem Flare entsteht Röntgenstrahlung hauptsächlich durch gebremste Elektronen und die Gammastrahlung durch gebremste positive Ionen.

Bei HESSI wird erstmalig die Beobachtung der harten Röntgenstrahlung, Gammastrahlung und hochauflösende Spektroskopie miteinander verbunden, um ein möglichst umfassendes Bild der Vorgänge zu bekommen.

Besonders interessiert man sich für die hochenergetischen Prozesse:

• Die schnelle Freisetzung der in den instabilen Magnetfeldern gespeicherten Energie
• Die ebenso schnelle Umwandlung dieser Energie in kinetische Energie des Plasmas und der geladenen Teilchen
• Der Transport dieser Teilchen durch die solare Atmosphäre und in den interplanetaren Raum
• Die folgende Aufheizung der solaren Atmosphäre

Wissenschaftliche Fragen

Die grundlegenden unbeantworteten Fragen hinsichtlich der Energiefreisetzung und der Teilchenbeschleunigung bei Sonnenflares sind folgende:

• Welche Rolle spielen die hochenergetischen Teilchen bei der Energiefreisetzung?
• Tragen die hochenergetischen Teilchen einen bedeutenden Teil der freigesetzten Energie?
• Welche Mechanismen beschleunigen Elektronen und Ionen so schnell und effizient auf so hohe Energien?
• in welchen Milieu tritt die Energiefreisetzung auf?
• Welche Mechanismen transportieren die Flareenergie, besonders die energiereiche Partikelkomponente, vom Entstehungsort weg?
• Welches sind die charakteristischen Strahlungssignaturen der Flares, die möglicherweise gefährdende Effekte haben, und wie entstehen und entwickeln sich Flares?

Was ist neu bei HESSI
 

Abbildende Spektroskopie im harten Röntgenbereich

Abbildung im harten Röntgen- und Gamma-Bereich über 100 keV

Erstmalige Abbildung von Kern- Gammalinien

Bestimmung von solaren Gamma-Linienprofilen

Kombination von räumlicher, spektraler, und zeitlicher Auflösung übereinstimmend mit den Skalen der Energiefreisetzung und des Energietransportes von >10 keV Elektronen 

Dynamischer Bereich erlaubt sowohl die Detektion von Mikroflares wie auch quantitative Messung der grössten Flares 

Hochauflösende Röntgen- und Gamma-Spektren von kosmischen Quellen

Harte Röntgen-Bilder des Krebs-Nebels mit 2 Bogensekunden Auflösung

(Aus: "Hessi Fact Sheet", NASA GSFC Home Page)


 So wird HESSI gestartet

HESSI befindet sich beim Start in einer dreistufigen Rakete, dem Pegasus launch vehicle, das mit einem Flugzeug (L-1011 “Stargazer”) in ca. 12000m Höhe gebracht wird. Über dem Ozean wird die Rakete abgeworfen und nach fünf Sekunden die erste Raketenstufe gezündet. Nach 10 Minuten hat HESSI seine Umlaufbahn erreicht.  Siehe einen AVI- Film (3,42 MB)

 
 

 PSI Pressemitteilung vom 1. Juni 2001

Präzision aus der Schweiz für die Erforschung der Sonne Das Paul Scherrer Institut hat Wesentliches zum neuen NASA-Satelliten HESSI beigetragen. Das Ziel von HESSI, einem Satelliten der NASA, ist die Beobachtung der gewaltigen Explosionen auf der Sonne, welche die Fachwelt bisher nicht erklären kann. Die Beiträge einer Forschungsgruppe des Paul Scherrer Instituts (PSI) ermöglichen neue Erkenntnisse mit HESSI, da ihr Know-how die notwendige Präzision und Stabilität der Messgeräte garantiert. Link zur Pressemitteilung vom 1. Juni 2001 Das Paul Scherrer Institut (PSI) hat einen wichtigen Beitrag zu HESSI (High Energy Spectroscopic Imager), einem Projekt der NASA, geleistet. Das Bild zeigt HESSI am PSI, bereit zum Transport in die USA, und die PSI-Mitarbeiterinnen und -Mitarbeiter, dank denen das PSI das Herzstück dieses Weltraumteleskops termingerecht und allen Vorgaben an Genauigkeit und Stabilität entsprechend, nach Kalifornien abschicken konnte. (Foto PSI) Mit Klick auf Bild erscheint die hochauflösende Version (2.1 MB)

 Links zu kollaborierenden Instituten

University of California Berkley Berkely UCB  (USA)

NASA Goddard Space Flight Center GSFC  (USA)

European Data Center ETH (CH)

Paul Scherrer Institut PSI (CH)

Bei Fragen und Anregungen wenden Sie sich an A. Zehnder PSI