Die Welt wird immer vernetzter. Die dafür notwendige technische Infrastruktur ist empfindlich und kann vom Weltraumwetter gestört werden, sagt Prof. Dr. André Csillaghy, der Verantwortliche für das Schweizer FLARECAST-Team. In diesem Interview erklärt er, was das Weltraumwetter mit uns zu tun hat und wer Interesse an einem zuverlässigen Vorhersagesystem hat.
Professor Csillaghy, wie kann das Weltraumwetter unser Leben beeinflussen?
Das Weltraumwetter wird von der Sonne bestimmt. Die Sonne wird mit Ferien und Freizeit verbunden, und das ist gut so! Sie hat jedoch auch eine gefährliche Seite: sie ist stürmisch. Wenn sich ein solcher Sturm im Weltraum ausbreitet, kann das verschiedene Auswirkungen auf die Erde haben: Satelliten werden beschädigt, der Flugverkehr lahmgelegt, Navigationsgeräte fehlgeleiten oder die Stromversorgung gestört. Die Sonne kann unsere elektronischen Geräte beeinflussen, umso mehr, als diese immer empfindlicher werden. Der Ursprung der gefährlichsten Stürme sind Sonneneruptionen, auf Englisch: flares. Wir verstehen die flares noch zu wenig. Deshalb können wir sie noch nicht zuverlässig vorhersagen, was wichtig wäre um die Infrastruktur rechtzeitig zu schützen.
Was ist eine Sonneneruption?
Eine Sonneneruption ist wie ein mega-mega-Kurzschluss. Sie findet statt, wenn sich Magnetfelder auf der Sonne zu nahekommen. Die Sonne ist voller extrem starker Magnetfelder!
Die Sonne ist weit entfernt, wieso kann das bei uns Auswirkungen haben?
Eine Eruption schleudert riesige Mengen winziger geladener Teilchen ins All, die mit sehr hohen Geschwindigkeiten bis zur Erde rasen können. Da der Weltraum praktisch leer ist, werden sie unterwegs nicht gebremst. Die gefährlichen Teilchen würden mit voller Wucht auf die Erde prallen, wenn wir nicht von unserem eigenen Erdmagnetfeld geschützt wären. Dieser Schutz funktioniert in den Polarregionen jedoch schlecht. Hier dringen die Teilchen bis in tiefere Schichten der Atmosphäre ein. Dabei entstehen die faszinierenden Polarlichter.
Also sind Sonneneruptionen gefährlich für uns?
Nicht wirklich. Nur wenn wir eine zu hohe Dosis abbekommen. Das ist ein wenig wie beim Röntgen beim Arzt, das wir nicht zu häufig durchführen sollten. Sonnenstürme sind jedoch ein Thema für das Flugpersonal, wenn es oft über die Pole fliegt. Denn hier können die Sonnenteilchen eindringen. Das Flugzeug schützt sie nicht.
Ihr Forschungsteam entwickelt ein automatisches Vorhersagesystem für Sonneneruptionen. Wer muss im Voraus wissen, wann sich ein Flare ereignen wird?
Einige der wichtigsten Interessenten können leicht identifiziert werden: Satellitenbetreiber, Fluggesellschaften, Anbieter von Dienstleistungen, die auf GPS basieren, das Militär und grosse Elektrizitätsunternehmen. Abgesehen von diesen praktischen Nutzern haben selbstverständlich die Forschenden im Bereich Sonnen- und Weltraumwissenschaften ein Interesse an Fortschritten in der Vorhersage von Sonnenexplosionen, weil dies zu bahnbrechenden Fortschritten im Verstehen unseres Heimatsterns, der Sonne, führen kann.
Wird die Öffentlichkeit bald im Fernsehen Weltraumwetterberichte sehen können, vergleichbar mit den Wettervorhersagen für die Erde?
Kaum. Das ist ein zu spezialisiertes Gebiet und betrifft die Öffentlichkeit zu wenig. Ausser vielleicht, wenn man eines Tages Massentransporte für Personen zum Mars organisieren würde. Oder wenn eine breitere Öffentlichkeit sich plötzlich mehr für die Wissenschaft interessieren würde.
Wird Ihr Vorhersagesystem zuverlässiger als diejenigen für das Wetter auf der Erde?
Ich glaube nicht. Der Ausdruck Weltraumwetter ist etwas verwirrend. Das Wetter auf der Erde und dasjenige im Weltraum sind zwei völlig verschiedene Dinge, die nichts miteinander zu tun haben. Was uns interessiert, ist: wird es einen Sturm geben oder nicht? Auf eine zuverlässige Beantwortung dieser Frage hoffen wir schon sehr.
Das Projekt wird vom Europäischen Forschungsprogramm Horizon2020 finanziert. Was ist Europas Interesse an der
Vorhersage von Sonneneruptionen? Was ist dasjenige der Schweiz?
Das Interesse der EU an den Sonneneruptionen ist primär der Schutz der Infrastruktur, die sie selbst grösstenteils finanziert – mit Steuergeld. Man denke zum Beispiel an das Europäische GPS-System Galileo. Wenn ein Galileo Satellit wegen einer Sonneneruption kaputtgeht, kostet das enorm viel Geld. Wenn nur ein einziger Satellit dank unseres Vorhersagesystems von einer solchen Katastrophe verschont werden kann, wird ein Vielfaches des Geldes gespart, das FLARECAST kostet.
Auch die Schweiz ist an den globalen Kommunikationsinfrastrukturen beteiligt. Nicht nur als Nutzerin übrigens, sondern auch als Versichererin. Da sind also die Schweizer und die Europäischen Interessen genau gleich.
Was hoffen Sie mit den neuen Vorhersagesystem FLARECAST zu erreichen? Was ist aus Ihrer Sicht besonders interessant?
FLARECAST ist nicht nur für das Weltraumwetter von Bedeutung. Es ist ein System, das auf Methoden des maschinellen Lernens, des Data-Minings und der Informationsvisualisierung aufbaut: auf der Auswertung von sehr grossen Datenmengen, was wir Big Data nennen. Wie schon angedeutet ist FLARECAST auch ein Informatik-Projekt. Es erlaubt uns, nicht nur Kenntnisse über die Sonne zu gewinnen, sondern auch über die Computer-Methoden, die wir für die Auswertung entwickeln. Natürlich sind diese Kenntnisse sehr wertvoll, weil sie sich auch in anderen Gebieten anwenden lassen, z.B. in industriellen Bereichen.
Mich persönlich fasziniert besonders, aus der Kombination von Informatik und Physik mehr über die Natur zu erfahren. Ich hoffe sehr, dass wir mit FLARECAST die Möglichkeit haben werden, jederzeit zu wissen, wie gross die Wahrscheinlichkeit einer Eruption ist. Es würde mich auch sehr freuen, wenn die entwickelte Technologie auch in anderen Projekten nützlich sein könnte.
Prof. Dr. André Csillaghy leitet das Institut für 4D-Technologien an der Fachhochschule Nordwestschweiz (FHNW) in Windisch. Das Interview wurde von der Öffentlichkeitsbeauftragten des FLARECAST-Teams Hanna Sathiapal geführt.