Max-Planck-Institut fürSonnensystemforschung

Katlenburg-Lindau

Impressum:Max-Planck-Institut fürSonnensystemforschungMax-Planck-Straße 237191 Katlenburg-LindauTel.: + 49 (0) 55 56 9 79 - 0Fax: + 49 (0) 55 56 9 79 - 2 40http://www.mps.mpg.deE-Mail: presseinfo@mps.mpg.de

Verantwortlich für den Inhalt:Peter Czechowsky, Patrick Daly,Grit Koch, Birgit Krummheuer,Norbert Krupp, Andreas Lagg,Dieter Schmitt, Thorsten Stahn,Johannes Wicht

Bildnachweis:J. Herting, Göttingen EADS Astrium GmbH, Friedrichshafen IPS, Royal Swedish Academy of Sciences, SchwedenJet Propulsion Laboratory, Pasadena, CA, USA University of Arizona, Tucson, AZ, USA Stanford University, Stanford, CA, USAMPS, Katlenburg-Lindau ESA NASA

Konzept und Graphik-Design:Airbrushdesign J. Herting, Göttingen

Druck:Goltze Druck, Göttingen

August 2009, Auflage: 5000 Diese Broschüre und weitergehendes Informationsmaterial,ein Videofilm und Tätigkeitsberichte über die Arbeit am Institut können gegen Selbstkostenpreis vom Institut bezogen werden.

The Institute

The exploration of our solar system is the centraltheme for the scientific research done at thisInstitute. It is organised in two departments: one forthe Sun and Heliosphere and the other for Planetsand Comets. In addition, since 2002 there is also anInternational Max Planck Research School andsince 2005 a Max Planck Research Group for Helio-and Asteroseismology.■ Subjects of research at the Institute are the variousobjects within the solar system. A major area ofstudy concerns the Sun, its atmosphere, the interpla-netary medium as influenced by the solar wind, aswell as the impact of solar particles and radiation onthe planets. The second area of research involves theinteriors, surfaces, atmospheres, ionospheres, andmagnetospheres of the planets and their moons, aswell as of comets and asteroids.■ A further essential part of the activities at theInstitute is the development and construction ofinstruments for space missions. The Institute, as thesuccessor to the Max Planck Institute forAeronomy, is in an excellent position to meet thesetechnologically demanding tasks. Highly qualifiedand experienced specialists work in well-equippedworkshops, in electronic and optics labs as well aswith special facilities such as clean rooms, thermalvacuum chambers, and vibration test stands.■ The analysis and interpretation of the acquireddatasets are accompanied by intensive theoreticalwork. Physical models are proposed and then testedand further developed with the aid of computersimulations.■ Junior scientists learn up-to-date researchmethods in the “International Max Planck ResearchSchool on Physical Processes in the Solar Systemand Beyond”, which has been established at theInstitute in collaboration with the Universities ofBraunschweig and Göttingen.

Konstruktion, mechanische Werkstätten,elektronische und CCD-Labors,Reinräume,Thermal-Vakuum-Kammern, Vibrations-test-Anlagen, Lasereinrichtungen, EDV-Zentrum

Mechanical design and workshops, electro-nics and CCD-laboratories, clean rooms,thermal-vacuum chambers, vibration testfacilities, laser equipment, computer centre.

Max Planck Institute for Solar System Research

International Max Planck ResearchSchool on Physical Processes in the SolarSystem and Beyond at the Universities ofBraunschweig and Göttingen

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Schwingungen der Sonne und Sterne;Sonneninneres; Aufbau von Sonnen-flecken und aktiven GebietenSolar and stellar oscillations; solar interior; subsurface structure of sunspotsand active regionsLeiter / HeadProf. Dr. Laurent Gizon

NachwuchsgruppeHelio- und Astero-seismologie /Max PlanckResearch Group

IMPRSSolar SystemSchool

TechnischeEinrichtungen /Technology

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Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung

Forschungsschwerpunkte:Sonnenatmosphäre; solares Magnetfeld;Heliosphäre; interplanetares Medium;Strahlung und energiereiche Teilchenvon der Sonne; kosmische StrahlungMain Areas of Research:Solar atmosphere; solar magnetic field;heliosphere; interplanetary medium;radiation and energetic particles from theSun; cosmic radiation

Direktor / Director:Prof. Dr. Sami K. Solanki

Forschungsschwerpunkte:Planeten, ihr Inneres, ihre Oberflächen,Atmosphären, Ionosphären und Mag-netosphären, ihre Ringe und Monde;Kometen und AsteroidenMain Areas of Research:Planets, their interiors, surfaces, atmo-spheres, ionospheres and magneto-spheres, their rings and moons; cometsand asteroids

Direktor / Director:Prof. Dr. Ulrich R. Christensen

Das Institut

Die Erforschung unseres Sonnensystems steht imMittelpunkt der wissenschaftlichen Arbeiten desInstituts. Es gliedert sich in zwei Abteilungen:Sonne und Heliosphäre sowie Planeten undKometen. Zusätzlich bestehen seit 2002 eineInternational Max Planck Research School undseit 2005 die Nachwuchsgruppe Helio- undAsteroseismologie.■ Gegenstand der Forschung am Institut sind dieverschiedenen Objekte des Sonnensystems. Eingroßes Arbeitsgebiet betrifft die Sonne, ihreAtmosphäre, das vom Sonnenwind beeinflussteinterplanetare Medium sowie den Einfluss der sola-ren Partikel- und Wellenstrahlung auf die Planeten.Das zweite Forschungsthema befasst sich mit demInneren, den Oberflächen, Atmosphären, Iono-sphären und Magnetosphären der Planeten und ihrerMonde sowie der Kometen und Asteroiden.■ Ein weiterer wesentlicher Teil der Arbeiten bein-haltet die Entwicklung und den Bau von Instru-menten für Weltraummissionen. Das Institut,hervorgegangen aus dem Max-Planck-Institut fürAeronomie, ist für diese technologisch anspruchs-vollen Aufgaben hervorragend ausgestattet. Erfah-rene und hoch qualifizierte Fachkräfte arbeiten ingut ausgerüsteten Werkstätten und Laboratorien fürElektronik und Optik sowie in Spezialeinrichtungenwie Reinräumen, an Thermal-Vakuum-Kammernund an Vibrationstest-Anlagen.■ Die Auswertung und Interpretation der gewonne-nen Messdaten wird intensiv von theoretischenArbeiten begleitet. Physikalische Modelle werdenerstellt und mit Hilfe numerischer Simulations-rechnungen überprüft und weiterentwickelt. ■ Nachwuchswissenschaftler erlernen modernsteForschungsmethoden in der „International MaxPlanck Research School on Physical Processes inthe Solar System and Beyond“, die in Zusammen-arbeit mit den Universitäten in Braunschweig undGöttingen am Institut eingerichtet wurde.

Abteilung /Department:Sonne und Heliosphäre /Sun and Heliosphere

Abteilung /Department:Planeten und Kometen / Planets and Comets

Sun and Heliosphere

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Ein „Sonnentornado“ (unten): Die Spikule über dem Sonnenrand, beobachtetmit dem UV-Spektrometer SUMER auf SOHO, besteht aus 230 000 Grad heißemGas. Die Dopplerverschiebung des Lichtes macht die Rotationsgeschwindigkeitdes Tornados von 50000 Kilometern pro Stunde sichtbar (unten rechts).

A “solar tornado” (below): the spicule observed at the solar limb with the UVspectrometer SUMER on SOHO consists of gas at a temperature of 230000degrees. The Doppler shift of the light reveals a rotational speed of 50000 kilome-ters per hour (right below).

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Ein Blick ins Innere der Sonne: Die im Kern erzeugte Energie wird mittels Strahlung undStrömungen an die Sonnenoberfläche transportiert. Dort erzeugen starke MagnetfelderSonnenflecken (vergrößerter Ausschnitt, links), deren dreidimensionale Struktur mittels aufwändi-ger Computersimulationen erforscht wird – hier zum Beispiel die Sonnentemperatur von derOberfläche bis zu einer Tiefe von 2000 km (unten).

A glimpse into the Sun’s interior: the energy generated at the center is transported by radiation andcurrents to the surface. There, strong magnetic fields produce sunspots (enlargement left) whosethree-dimensional structures are studied by powerful computer simulations – the example below

represents the temperature from the surface down to a depth of 2000 km.

Observations with solartelescopes (above theGregor telescope onTenerife, operationsbeginning 2010) permitmeasurements of solarmagnetic fields in layersnear the surface. In thisway the magnetic fieldstructures of the coronacan be calculated (leftpage).

The Sun – the gaseous giant

The Sun is a huge ball of gas 1.4 million kilometersin diameter, consisting primarily of hydrogen andhelium, and taking up 99.8 percent of the entiremass of the solar system. At its center, with a tempe-rature of 15 million degrees Celsius, hydrogennuclei combine to form helium. The resulting ener-gy released in this process is transported by radia-tion and currents to the visible surface, at 6000degrees, from where it is radiated into space.■ In the extremely extensive solar atmosphere (corona), which is only visible with the naked eyeduring times of a total eclipse, the temperature oncemore increases, to over a million degrees. The hotcoronal gas is predominantly trapped by the Sun’smagnetic field, as if in a cage. However, some of thisgas can indeed escape and streams outwards as thesolar wind into interplanetary space, with a speed ofup to three million kilometers per hour.■ The researchers at the MPS are studying thecomplete range of dynamic and often spectacularprocesses occurring on the Sun – from the interior tothe outer heliosphere. At the heart of this research isthe magnetic field, which plays a decisive role inthese processes. It is generated by gas currents in theinterior of the Sun and causes, among other things,dark spots on the surface. Answers to the followingquestions are being sought: Why does the magneticfield change with an eleven-year cycle? How doesthe magnetic field produce the various structures onthe Sun? How is the corona heated to many millionsof degrees?■ Instruments developed by MPS aboard the space-craft SOHO and Ulysses have provided fundamen-tally new insights: Measurements of the ultravioletspectrometer SUMER on board SOHO played adecisive role in recognising the significance of themagnetic field for dynamic processes and Ulyssesmeasured the three-dimensional structure of thesolar wind for the first time.

Max-Planck-Institut für SonnensystemforschungSonne und Heliosphäre

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Beobachtungen mit Son-nenteleskopen (oben dasGregor-Teleskop auf Te-neriffa, Inbetriebnahme2010) erlauben die Mes-sung des solaren Mag-netfeldes in oberflächen-nahen Schichten. Darauskann die Magnetfeld-struktur der Korona er-rechnet werden (links).

Die Sonne – ein Gigant aus Gas

Die Sonne ist ein Gasball mit einem Durchmesservon 1,4 Millionen Kilometern, der hauptsächlichaus Wasserstoff und Helium besteht und 99,8Prozent der Masse des Sonnensystems in sichvereint. Im 15 Millionen Grad Celsius heißenZentrum der Sonne verschmelzen Kerne vonWasserstoffatomen zu Helium. Die dabei frei wer-dende Energie wird durch Strahlung und Strö-mungen bis zur sichtbaren, 6000 Grad heißenSonnenoberfläche transportiert und dort in denWeltraum abgegeben.■ In der weit ausgedehnten Sonnenatmosphäre(Korona), die ohne besondere Hilfsmittel nurwährend einer totalen Sonnenfinsternis sichtbar ist,nimmt die Temperatur wieder auf mehr als eineMillion Grad zu. Das heiße Gas der Korona bleibtüberwiegend im Magnetfeld der Sonne wie ineinem Käfig gefangen. Ein Teil des Gases entweichtjedoch und strömt als Sonnenwind mit einerGeschwindigkeit von bis zu drei Millionen Kilo-metern pro Stunde durch den interplanetaren Raum.■ Die Forscher am MPS studieren die ganze Vielfaltder dynamischen und oft spektakulären Prozesseder Sonne – vom Sonneninneren bis zur äußerenHeliosphäre. Im Brennpunkt der Forschung stehtdabei das Magnetfeld, das bei diesen Prozessen eineentscheidende Rolle spielt. Es wird im Inneren derSonne durch Gasströmungen erzeugt und verur-sacht an der Oberfläche unter anderem dunkleFlecken. Gesucht werden Antworten auf grundle-gende Fragen: Warum verändert sich das Magnet-feld der Sonne in einem elfjährigen Rhythmus? Wieerzeugt das Magnetfeld die vielfältigen Strukturenauf der Sonne? Wie wird die Korona auf mehrereMillionen Grad aufgeheizt?■ Grundlegend neue Erkenntnisse über die Sonnehaben am Institut entwickelte Instrumente auf denRaumsonden SOHO und Ulysses geliefert. Sowurde durch Messungen des Ultraviolett-Spektro-meters SUMER auf SOHO die entscheidende Rolledes Magnetfeldes bei dynamischen Prozessenerkannt, während Ulysses erstmals die dreidimen-sionale Struktur des Sonnenwindes vermessen hat.

The Sun – a life-giving star

The Sun’s radiation brings us warmth and light,without which there would be no life on Earth. Forthis reason, any changes on the Sun are to be care-fully examined for their possible effects on theterrestrial biosphere. By means of satellite-bornemeasuring instruments, researchers have alreadydiscovered that the total luminosity of the Sun variesby 0.1 percent during the eleven-year cycle of themagnetic field. Although this is a very small change,it can influence the delicate balance of the Earth’sclimate. ■ Violent eruptions on the Sun eject clouds of gasand magnetic fields into space and towards theEarth. Particularly strong solar storms can pierce theEarth’s natural magnetic shield, leading to increasedauroral activity and even to disturbances in radiotransmissions and to damage to communicationssatellites, telecommunication, and power lines.■ An important research topic at the Institute is theinfluence on the Earth due to the Sun’s variable acti-vity. Scientists are working intensively on theproject STEREO, in which two identical spacecrafttrace disturbances from the Sun to the Earth fromdifferent observational points, permitting predic-tions of potentially dangerous events.■ The physical processes involved in the origin anddevelopment of magnetic fields on the Sun takeplace on very small scales and therefore requiremeasurements with very high spatial resolution.The balloon-borne telescope Sunrise, built underInstitute leadership and flown in June 2009, wasable to make out structures on the Sun’s surface assmall as 70 kilometers.■ Future projects will stress research into the physi-cal causes of the Sun’s variations. The ambitiousSolar Orbiter Mission, based on a suggestion fromthe Institute, will see a probe approach our star towithin a fifth of the Earth-Sun distance in order toinvestigate the magnetic field and its effects in thevarious layers of the solar atmosphere.

Sun and Heliosphere

Das ballongetragene Sonnenteleskop Sunrise (oben der Startim Juni 2009) lieferte Aufnahmen der Sonnenoberfläche miteiner bis dahin unerreichten Auflösung von nur 70 Kilometern(links). Von der Auswertung der Daten des sechstägigenFluges erwarten sich die Wissenschaftler Erkenntnisse überdie physikalischen Prozesse auf der Sonnenoberfläche.

The balloon-borne solar telescope Sunrise (top: launch inJune 2009) has delivered images of the Sun’s surface with thepreviously unmatched resolution of only 70 kilometers (left).Data analysis from the six-day flight will give scientists newinsights into the physical processes on the Sun’s surface.

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Die Konzentration von radioaktivem Kohlenstoff (14C) in den Jahresringen von Bäumen erlaubt dieRekonstruktion der Sonnenaktivität der letzten 11 500 Jahre. Vergleiche mit der Klimaentwicklungermöglichen Rückschlüsse auf den Einfluss der Sonne auf das Erdklima. Rot / blau markiert sindZeiten besonders hoher / niedriger Aktivität.

The amount of radioactive carbon (14C) in the annual tree rings allows us to reconstruct the solar activity over the last 11500 years. Comparisons with past climate changes lead to conclusions aboutthe influence of the Sun on the Earth’s climate. Red and blue indicate the times of particularly highand low activities, respectively.

Max Planck Institute for Solar System Research Max-Planck-Institut für SonnensystemforschungSonne und Heliosphäre

Die Raumsonde Solar Orbiter wirdab dem Jahr 2020 die Sonne ausnächster Nähe beobachten. Aus einerEntfernung von nur einem Fünfteldes Abstandes Erde-Sonne werdenerstmals auch die Pole der Sonnedetailliert erforscht.

The Solar Orbiter spacecraft willobserve the Sun at close range star-ting in 2020. From a distance of onlyone fifth of the Earth-Sun separation,it will make the first ever detailedinvestigations of the Sun’s poles.

Die Sonne – ein Stern, der Leben spendet

Mit ihrer Strahlung liefert die Sonne Wärme und Licht,ohne die es auf der Erde kein Leben geben würde.Veränderungen auf der Sonne sind daher immer auchhinsichtlich ihrer möglichen Auswirkungen auf dieBiosphäre der Erde zu betrachten. So fanden Forscherdurch Messinstrumente auf Satelliten heraus, dass dieGesamthelligkeit der Sonne im elfjährigen Zyklus ihresMagnetfeldes um etwa 0,1 Prozent schwankt. Obwohldiese Veränderung nur gering ist, kann sie dennoch dasempfindliche Gleichgewicht des Erdklimas beein-flussen.■ Gewaltige Eruptionen auf der Sonne schleudernWolken aus Gas und Magnetfeldern in denWeltraum und auch in Richtung Erde. Besondersstarke Sonnenstürme können den natürlichenSchutzschild des Erdmagnetfelds durchbrechen undso zu Polarlichtern führen, aber auch den Funk-verkehr beeinträchtigen und Kommunikations-satelliten, Telefon- und Hochspannungsleitungenbeschädigen. ■ Die Beeinflussung der Erde durch die schwanken-de Aktivität der Sonne ist ein wichtiges Forschungs-thema am Institut. So arbeiten Wissenschaftlerintensiv am Projekt STEREO, bei dem zwei bauglei-che Raumsonden aus verschiedenen SichtwinkelnStörungen von der Sonne bis zur Erde verfolgen undso eine Vorhersage von potenziell gefährlichenEreignissen gestatten.■ Die physikalischen Prozesse bei der Entstehungund der Entwicklung der Magnetfelder der Sonnespielen sich auf sehr kleinen Skalen ab und erfor-dern daher Messungen mit sehr hoher räumlicherAuflösung. Das unter Führung des Instituts gebaute,ballongetragene Teleskop Sunrise konnte im Juni2009 Strukturen von nur 70 Kilometern Größe aufder Sonnenoberfläche sichtbar machen.■ Zukünftige Projekte konzentrieren sich auf dieErforschung der physikalischen Ursachen derVeränderungen auf der Sonne. Bei der ehrgeizigenMission Solar Orbiter, die auf einem Vorschlag desInstituts basiert, wird eine Sonde bis auf ein Fünfteldes Abstands Erde-Sonne an unseren Stern heran-fliegen und das Magnetfeld und seine Aus-wirkungen in den verschiedenen Schichten der sola-ren Atmosphäre untersuchen.

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Die Sonne in 3D: Die STEREO Mission erlaubt erstmals diedetaillierte Untersuchung der Ausbreitung und Struktur von koro-nalen Massenauswürfen. Zur Stereoansicht betrachten Sie dasBild aus etwa 25 cm Entfernung mit einem Blatt Papier alsTrennwand zwischen den zwei Bildern.

The Sun in 3D: the STEREO Mission makes possible the firstdetailed studies of the expansion and structure of coronal massejections. To view this picture in stereo, place a sheet of paperbetween the two images and look at it from a distance of about 25 cm.

Ein Sonnenfleck – aufge-nommen mit dem SwedishSolar Telescope (La Palma,Kanarische Inseln). A sunspot – recorded withthe Swedish Solar Telescope(La Palma, Canary Islands).

The Earth’s disparate sisters

Although the planets in our solar system exhibit alarge number of similarities, there are also consider-able differences between them. Some possess amagnetic field, others do not. Volcanic activity isprominent on planets with a rocky mantel and on themoons. On the other hand, moving continentalplates are only found on the Earth. ■ Liquid water, an important prerequisite for life,was once on Mars, but not on Venus. Even todaythere could still be oceans hidden under the thick icecrusts of the Jupiter moons Europa and Ganymede.Was causes these differences? Why is it that theconditions for life are so favourable on the Earth? Isthere life on other celestial bodies? The scientists atMPS employ various methods to try to answer thesequestions.■ The Institute develops scientific instruments thatfly with spacecraft to other planets. Highly special-ized cameras have investigated the Saturn moonTitan, analyse the surface of Mars, and probe theclouds and winds of Venus. Microwave instrumentsdetermine the composition of atmospheres whileinfrared spectrometers examine surface rocks. A novel laser altimeter on board BepiColumbo willsurvey the topography of Mercury to within a meter.Further MPS instruments identify the atoms, elec-trons, and dust that move around the planets andimpact their moons. Here the influence of the solarwind on the atmospheric gases is of particular interest.■ Theoretical studies and intensive computer simul-ations help to understand the processes both insideand surrounding the planets and to interpret themeasured data. Models developed at MPS candescribe, for example, interactions with the solarwind, the atmospheric dynamics, or the generationof the terrestrial magnetic field by means of currentsdeep in the iron core of our planet.

Planets and Comets

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Max Planck Institute for Solar System Research

Eine am MPS entwickelte Kamera(unten) umkreist Venus an Bord derVenus Express Sonde und untersucht dieStruktur und Dynamik der dichtenWolkendecke. Das Bild rechts zeigt dieSüdhemisphäre im Infrarotbereich(blau) und im Nah-Infrarotbereich (rot).

A camera developed at MPS (below) isorbiting Venus on board the VenusExpress spacecraft and investigates thestructure and dynamics of the densecloud layers. The figure on the rightshows the southern hemisphere in theinfrared (blue) and near-infrared (red)spectral bands.

Die Cassini-Huygens-Mission untersucht Saturn und seine vielen Monde. Das Bild unten rechts zeigtdie Monde Enceladus (vorne) und Epimetheus (hinten) und einen Ausschnitt des Ringsystems. EineKamera des MPS landete auf der Oberfläche des Mondes Titan und lieferte die ersten Bilder dieserunwirtlichen Landschaft (unten links).

The Cassini-Huygens Mission investigates Saturn and its many moons. The figure below right shows the moonEnceladus (in front) and Epimetheus (behind) and a section of the ring system. An MPS camera has landed onthe surface of the moon Titan and has sent back the first pictures of this barren landscape (below left).

Max-Planck-Institut für SonnensystemforschungPlaneten und Kometen

Die ungleichen Geschwister der Erde

Die Planeten in unserem Sonnensystem zeigen zwarviele Gemeinsamkeiten, doch weisen sie aucherstaunliche Unterschiede auf. Manche besitzen einMagnetfeld, andere nicht. Vulkanische Aktivität istauf den Planeten mit Gesteinsmantel und auf denMonden weit verbreitet. Sich bewegende Kontinen-talplatten findet man wiederum nur auf der Erde. ■ Flüssiges Wasser, eine wichtige Voraussetzung fürLeben, gab es einst auch auf dem Mars jedoch nichtauf der Venus. Auf den Jupitermonden Europa undGanymed könnte noch heute unter einer dickenEiskruste ein tiefer Ozean verborgen liegen. Woherkommen diese Unterschiede? Warum sind dieLebensbedingungen gerade auf der Erde so freund-lich? Gibt es Leben auf anderen Himmelskörpern?Diesen Fragen gehen die Wissenschaftler am MPSmit unterschiedlichen Methoden nach. ■ Das Institut entwickelt wissenschaftliche Instru-mente, die auf Raumsonden zu anderen Planetenfliegen. Hochspezialisierte Kameras haben etwaden Saturnmond Titan untersucht, analysieren dieMarsoberfläche und erforschen die Wolken undWinde auf der Venus. Mikrowelleninstrumente ent-schlüsseln die Zusammensetzung der Atmosphärenund Infrarotspektrometer bestimmen die Gesteineder Oberflächen. Ein neuartiger Laser-Höhen-messer auf dem Satelliten BepiColombo wird dieTopographie des Merkurs auf einen Meter genaukartieren. Weitere MPS-Instrumente identifizierendie Atome, die Elektronen und den Staub, die sichum die Planeten bewegen und auf ihre Monde tref-fen. Dabei ist der Einfluss des Sonnenwindes aufdie Atmosphärengase von besonderem Interesse. ■ Theoretische Arbeiten und aufwändige Computer-simulationen helfen dabei, die Vorgänge im Innerenund in der Umgebung von Planeten zu verstehenund die gemessenen Daten einzuordnen. Die dabeiam MPS entwickelten Modelle beschreiben etwadie Wechselwirkung mit dem Sonnenwind, die Dynamik der Atmosphären oder die Erzeugung desErdmagnetfeldes durch Strömungen im tiefenEisenkern unseres Planeten.

Das Nah-Infrarot-Spektrometer SIR 2 an Bordder indischen Mission Chandrayaan untersuchtdie Zusammensetzung der Mondoberfläche.

The near-infrared spectrometer SIR 2 on boardthe Indian mission Chandrayaan investigatesthe composition of the Moon’s surface.

Der Roboterarm der Mission Phoenix nimmtMarsboden auf (rechts), der mit einer am MPSentwickelten Kamera auf Anzeichen von Wasseruntersucht wird. Das Bild unten zeigt eine vergrö-ßerte Aufnahme des Marsbodens in der Schaufeldes Roboterarms.

The robotic arm on the Phoenix Mission takes asample of Martian soil (right), which is thenanalyzed for signs of water with a camera devel-oped at MPS. The figure below shows an enlarge-ment of the soil sample inside the shovel of therobotic arm.

Computersimulationen verdeutlichen, wie Strö-mungen im tiefen Inneren der Planeten Magnet-felder erzeugen. Bewegungen wie in einem Wirbel-sturm (rot und blau) verformen und verstärken dasMagnetfeld.

Computer simulations illustrate how magneticfields are generated by currents in the deep inte-rior of the planet. Motions similar to those in awhirlwind (red and blue) deform and enhance themagnetic field.

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Eine am Institut entwickelte Kamera, die beider Dawn-Mission sowohl der Navigationals auch der Erforschung der AsteroidenCeres und Vesta dient.

A camera developed at the Institute as part ofthe Dawn Mission, serving both navigationpurposes and the study of the asteroids Ceresand Vesta.

Planets and Comets

Comets and small bodies – messengers from the past

Comets are time travellers. They have scarcelychanged at all since they were created out of theprimordial material during the birth of our solarsystem. Comets circle the Sun in large ellipticalorbits and spend most of their time in the icy regionsbeyond Neptune. Only when they approach the Sundoes the cometary tail come into existence, with alength of up to several hundred million kilometers.The nucleus of a comet is tiny in comparison, only afew kilometers in diameter. They are like dirtysnowballs, made of ice and dust, and also containthe chemical building blocks of life.■ The Institute has a long tradition in cometary re-search. A major highlight was the camera developedat the Institute for the ESA spacecraft Giotto whichdelivered the first photographs ever of a comet’snucleus in 1986. A particular challenge was thedevelopment of numerous scientific instruments forthe ESA Mission Rosetta, such as cameras, chemi-cal analyzers, and essential components for thelanding module Philae. Rosetta was launched in2004, and will match orbits with the cometChuryumov-Gerasimenko in 2014; a few monthslater, Philae will land on the comet’s surface.■ Asteroids are another group of small bodies withorbits between those of Mars and Jupiter. Thesecosmic blocks are leftovers from the time when theplanets were formed and therefore are an importantkey to understanding that process. The Institute hasprovided the cameras for the NASA Dawn Mission,launched in 2007, to study two of the largest aster-oids, Ceres and Vesta.■ Research on asteroids and comets is accompaniedby observations with telescopes from the Earth andby theoretical studies, which provide importantinsights into their composition and development.

Der 7 km x 15 km große Kern des Kometen Halley,beobachtet im Jahr 1986 mit der HMC-Kamera desInstituts auf der Raumsonde Giotto.

The 7 km x 15 km nucleus of comet Halley, observed in1986 with the Institute’s HMC camera on the Giottospacecraft.

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Max-Planck-Institut für SonnensystemforschungPlaneten und Kometen

Kometen und kleine Körper – Boten aus der Vergangenheit

Kometen sind Zeitreisende. Seit sie bei der Geburtunseres Sonnensystems aus der ursprünglichenMaterie entstanden sind, haben sie sich kaum verän-dert. Kometen umkreisen die Sonne in großenEllipsenbahnen und halten sich die meiste Zeit inden eisigen Regionen jenseits des Neptun auf. Erstwenn sie der Sonne näher kommen, entsteht der biszu mehrere hundert Millionen Kilometer langeKometenschweif. Die Kerne der Kometen sind mitnur wenigen Kilometern Durchmesser im Vergleichdazu winzig. Sie ähneln schmutzigen Schneebällenaus Eis und Staub und enthalten unter anderem die chemischen Grundbausteine des Lebens.■ Das Institut hat eine lange Tradition in derKometenforschung. Ein erster Höhepunkt war dieam Institut entwickelte Kamera auf der ESA-Raumsonde Giotto, die im Jahr 1986 das erste Bildeines Kometenkerns lieferte. Eine besondereHerausforderung bedeutete die Entwicklung zahl-reicher wissenschaftlicher Instrumente für die ESA-Mission Rosetta, darunter Kameras, chemischeAnalysegeräte und wesentliche Systemkomponen-ten für das Landegerät Philae. Rosetta wurde imJahr 2004 gestartet, soll 2014 in eine Bahn um denKometen Churyumov-Gerasimenko einschwenkenund nach einigen Monaten Philae auf dessenOberfläche absetzen.■ Eine weitere Gruppe von kleinen Körpern, derenUmlaufbahnen zwischen der des Mars und desJupiter liegen, sind die Asterioden. Diese kosmi-schen Brocken sind Überreste aus der Zeit derPlanetenbildung und somit wichtige Schlüssel fürdas Verständnis dieses Prozesses. Das Institut hatdie Kameras für die im Jahr 2007 gestartete NASA-Mission Dawn geliefert, die mit Ceres und Vestazwei der größten Asteroiden erkunden wird. ■ Die Erforschung der Asteroiden und Kometenwird durch Teleskopbeobachtungen von der Erdeaus sowie durch theoretische Arbeiten ergänzt, diewichtige Aufschlüsse über ihre Zusammensetzungund Entwicklung liefern.

Der Komet Steins, aufgenommen während eines Vorbeiflugs miteiner am MPS gebauten Kamera auf der Raumsonde Rosetta.

The comet Steins, photographed during a fly-by with a camerabuilt by MPS on board the Rosetta spacecraft.

Mission Rosetta zum KometenChuryumov-Gerasimenko(oben eine Teleskopaufnahme). Das Landegerät Philae wirdZusammensetzung und Eigen-schaften der Oberfläche unter-suchen, während der Orbiterden Kometenkern im Schritt-tempo umkreist und insgesamtcharakterisiert.

The Rosetta Mission to cometChuryumov-Gerasimenko(above a telescope image). The landing module Philae willinvestigate the surface compo-sition and its properties whilethe orbiter slowly circles thecomet nucleus to obtain anoverall view.

Helio- andAsteroseismology

Sounding solar and stellar interiors

The Sun vibrates like a bell. These vibrations arecaused by seismic waves, excited by convection,that propagate through the solar interior.Helioseismology is the study of the wave motionsobserved at the solar surface to draw inferencesabout the Sun’s interior.■ Over the past twenty years helioseismology hasproduced a considerable number of discoveries insolar, stellar, and fundamental physics. For exam-ple, it has been possible to infer the solar rotation asa function of radius and latitude, which helps usunderstand why the Sun has a magnetic field andsunspots. ■ Solar oscillations have been observed by ground-based telescopes and by the ESA/NASA SOHOsatellite for over a sunspot cycle (11 years). NASA’sSolar Dynamics Observatory (SDO, scheduled forlaunch in 2009) will soon provide improved data onsmall scales of space and time to study the connec-tions between the solar interior and magnetic activ-ity in the solar atmosphere. The MPS is hosting theGerman Data Centre for SDO. ■ A particularly exciting research activity at theMPS is the study of seismic waves in the vicinity ofsunspots. The goal is to probe the subsurface struc-ture of sunspots in three dimensions. Sunspot helio-seismology is a challenging science as it requiresmodelling of the propagation of waves throughmagnetic structures; this can only be achieved bynumerical simulations. ■ Besides the Sun, many other stars oscillate, asshown by recent observations from the satellitesCoRoT and Kepler. Stellar seismology promises toprovide very strong constraints on the theory of stellar structure and evolution and, among manyother applications, to help us understand stellar activity cycles and the solar-stellar connection.

Das Solar Dynamics Observatory der NASA wird seismische Wellen an derSonnenoberfläche beobachten, um die Entstehung, Entwicklung und dieStruktur magnetischer Aktivität zu untersuchen.

NASA’s Solar Dynamics Observatory will observe seismic waves at the surface of the Sun to study the emergence, evolution, and subsurface structureof solar magnetic activity.

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Leistungsspektrum der Schwingungendes Sterns HD 49933, die mit demSatelliten CoRoT beobachtet wurden.Das Spektrum zeigt die regelmäßigverteilten globalen Resonanzmoden.Das Leistungsspektrum der Sonne (klei-nes Fenster) ist ähnlich, aber zu höherenFrequenzen verschoben.

Power spectrum of the oscillations of thestar HD 49933 observed by the satelliteCoRoT, showing regularly-spacedglobal modes of resonance. The powerspectrum of the Sun (inset) is similar butshifted to higher frequencies.

Max Planck Institute for Solar System Research

Karte horizontaler Strömungen (Pfeile) im Gebiet um einen Sonnenfleck ineiner Tiefe von 1000 km unter der Sonnenoberfläche. Der längste Pfeilentspricht einer Strömung von ca. 1500 km/h. Die Strömungen führen dasMagnetfeld mit sich, das an der Oberfläche beobachtet werden kann (rot-blaues Hintergrundbild). Diese Inversion stammt von Beobachtungen vonSchwingungen der Sonne mit SOHO-MDI.

Map of horizontal flows (arrows) around a sunspot at a depth of 1000 kmbelow the surface. The longest arrow corresponds to a flow of about 1500 km/h. The flows drag the magnetic field seen at the surface (red/bluebackground image). This inversion uses SOHO-MDI observations of solaroscillations.

Max-Planck-Institut für SonnensystemforschungHelio- undAsteroseismologie

Innere Rotation der Sonne, die mit Hilfevon Helioseismologie und der Ver-wendung von Beobachtungen desMichelson Doppler Imager (MDI) anBord von SOHO bestimmt wurde (rot istschneller, blau langsamer als die mittle-re Rotationsgeschwindigkeit).

Internal rotation of the Sun inferred byhelioseismology using observations fromthe Michelson Doppler Imager (MDI)onboard SOHO (red is faster than theaverage, blue slower).

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Sondierung des Inneren der Sonne und Sterne

Die Sonne schwingt wie eine Glocke. DieseSchwingungen werden durch seismische Wellenverursacht, die durch Konvektion erzeugt werden undsich durch das Innere der Sonne ausbreiten.Helioseismologie bezeichnet die Untersuchung deran der Oberfläche beobachteten Wellenbewegung,um Rückschlüsse über den inneren Aufbau der Sonnezu ziehen.■ In den vergangenen 20 Jahren hat die Helioseis-mologie zu einer erheblichen Anzahl von Ent-deckungen im Bereich der Sonnenphysik, der stel-laren Astrophysik und der Grundlagenphysikgeführt. So war es beispielsweise möglich, dieSonnenrotation als Funktion des Radius und desBreitengrades der Sonne zu bestimmen. Dies trägtzum Verständnis bei, weshalb die Sonne einMagnetfeld und Sonnenflecken besitzt.■ Die Schwingungen der Sonne werden mit bodenge-bundenen Teleskopen und dem ESA/NASA-Satelliten SOHO seit mehr als einem Sonnen-fleckenzyklus (11 Jahre) beobachtet. Das SolarDynamics Observatory (SDO, geplanter Start 2009)der NASA wird bald Daten mit besserer räumlicherund zeitlicher Auflösung liefern, mit denen derZusammenhang zwischen dem Inneren der Sonneund der magnetischen Aktivität der Sonnen-atmosphäre untersucht werden kann. Das DeutscheDaten- und Rechenzentrum für SDO ist am MPSangesiedelt.■ Ein besonders spannendes Forschungsgebiet amMPS ist die Untersuchung seismischer Wellen in derUmgebung von Sonnenflecken. Das Ziel ist die drei-dimensionale Sondierung von Sonnenflecken unter-halb der Sonnenoberfläche. Die Seismologie vonSonnenflecken ist eine große Herausforderung, da siedie Modellierung der Wellenausbreitung durchmagnetische Strukturen erfordert. Dies kann nurdurch numerische Simulationen erreicht werden.■ Neben der Sonne schwingen auch viele andereSterne, wie neueste Beobachtungen der SatellitenCoRoT und Kepler zeigen. Stellare Seismologieverspricht einen sehr starken Einfluss auf die Theoriedes Aufbaus und der Entwicklung von Sternen zuhaben. Neben vielen weiteren Anwendungen wird siehelfen, Aktivitätszyklen von Sternen und Ver-bindungen zwischen der Sonne und anderen Sternenzu verstehen.

Solar System School

The “International Max Planck Research Schoolon Physical Processes in the Solar System andBeyond” (Solar System School) is a collaborationbetween the Institute and the Physics Departmentsof the Universities of Braunschweig and Göttin-gen, offering students from around the world anexcellent opportunity to obtain a doctorate in thefield of solar system physics.■ The Solar System School offers a three-yearcourse of study emphasizing actual research. Thecurriculum covers the entire area of the solarsystem from small bodies to the planets and theSun. The goal is a broad, interdisciplinary, andsolid scientific education, extended with courses innumerical physics, space technology, projectmanagement, scientific writing, and presentationtechniques. The language of instruction is English.■ The research projects for the graduate studentsinclude small bodies in the solar system, such ascomets and asteroids, the interior, surfaces, atmo-spheres, and magnetospheres of various planets,the interior of the Sun, its atmosphere from thephotosphere up to the corona, solar wind, and theheliosphere. The research methods range frominstrumentation and observation to data analysisand interpretation as well as numerical simulationsand theoretical modelling. The students are super-vised by experienced scientists. ■ There are always about 50 highly qualifiedgraduate students studying at the Solar SystemSchool. Two thirds are from abroad from over 30different countries. About 30 percent are women.■ The majority of the Solar System School gradu-ates remain active in science afterwards, firsttaking a temporary position as a postdoc at a research institute or university here or abroad.Some have acquired permanent positions in themeantime or have become professors. Othergraduates have gone into industry.

Education

Studierende der Solar SystemSchool während eines Seminar-vortrags …

Students attending a SolarSystem School seminar …

… und bei der Diskussion ihrerForschungsergebnisse.

…and discussing their researchresults.

Von Juli 2002 bis Juni 2009 haben 80 Studierende der Solar System School ihre Promotionerfolgreich abgeschlossen.

From July 2002 until June 2009, 80 students of the Solar System School have successfully obtainedtheir doctorate degrees.

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Max Planck Institute for Solar System Research Max-Planck-Institut für SonnensystemforschungAusbildung

Solar System School

In der „International Max Planck Research Schoolon Physical Processes in the Solar System andBeyond“ (Solar System School) haben sich dasInstitut und die physikalischen Fakultäten derUniversitäten Braunschweig und Göttingenzusammengeschlossen, um in- und ausländischenStudierenden optimale Möglichkeiten zu bieten, aufdem Gebiet der Physik des Sonnensystems zupromovieren. ■ Die Solar System School bietet ein forschungs-intensives, dreijähriges Promotionsstudium. DasLehrprogramm beinhaltet den gesamten Bereichdes Sonnensystems von kleinen Körpern über diePlaneten bis zur Sonne. Es ermöglicht eine breite,interdisziplinäre und fundierte wissenschaftlicheAusbildung, die durch Kurse in numerischerPhysik, Weltraumtechnologie, Projektmanagement,wissenschaftlichem Schreiben und Präsentations-techniken ergänzt wird. Das Lehrangebot ist inenglischer Sprache.■ Die Forschungsprojekte der Doktorandinnen undDoktoranden beinhalten kleine Körper im Sonnen-system wie Kometen und Asteroiden, das Innere,die Oberflächen, Atmosphären und Magneto-sphären der verschiedenen Planeten, das Innere derSonne, ihre Atmosphäre von der Photosphäre biszur Korona, den Sonnenwind und die Heliosphäre.Die Forschungsmethoden reichen von Instrumen-tierung und Beobachtung über Datenanalyse undInterpretation zu numerischen Simulationen undtheoretischer Modellierung. Die Studierendenwerden dabei von erfahrenen Wissenschaftlernbetreut. ■ In der Solar System School studieren ständig etwa50 hoch qualifizierte Doktorandinnen und Dokto-randen. Zwei Drittel der Studierenden sind auslän-discher Nationalität aus mehr als 30 Ländern. DerAnteil der Frauen beträgt zirka 30 Prozent. ■ Nach ihrer Promotion bleiben die Absolventender Solar System School zum größten Teil wissen-schaftlich tätig und nehmen zuerst meist zeitlichbefristete Stellen an in- und ausländischen For-schungseinrichtungen und Universitäten an. Einigehaben zwischenzeitlich Dauerstellen bekommenoder wurden zu Professoren berufen. AndereAbsolventen wechselten in die Industrie.

Die Studentinnen und Studenten der Solar System School während eines Seminars an der TechnischenUniversität Braunschweig.

The Solar System School students during a seminar at the Technical University Braunschweig.

Drei frisch gebackene Doktoren/innen der Solar System School.

Three newly graduated doctors from the SolarSystem School.

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Technology

Die mechanischen Werkstätten umfassen dieBereiche Feinmechanik, Schlosserei, Siebdruck undTischlerei.

The mechanical workshops include the areas ofprecision tooling, welding, screen printing, andcarpentry.

Central Services

The central services are organised in the technicalareas of laboratories, workshops, drafting office,computing centre, and large equipment compound,as well as general services such as administration,library, canteen, and training. The purposes of theseareas are best described by explaining how anexperiment comes into being.■ The course of development for an instrumentbegins with a planning phase run by scientificteams, followed by securing adequate financing bythe administration. Then the initial designs areproduced by the drafting office with the first esti-mates of the size and weight of the new instrument.Electronic subsystems are constructed in the labora-tories and workshops while at the same time struc-tural models and mountings for optical componentsand sensors are built, the surfaces of which areprepared through electroplating and laser technol-ogy. Many tests for robustness then follow, such asin the thermal-vacuum chamber and on the vibra-tion stand. Next the components are assembled inthe clean rooms and calibration rooms. In the finalstep, the finished instrument undergoes a rigidquality control before it is integrated with the space-craft. An identical reserve unit remains in theInstitute as a reference and to check the data that areobtained during the flight. Parallel to all this, thecomputing centre works with the project scientiststo develop software for the operations and data analysis.■ The entire development requires highly qualifiedpersonnel. The Institute maintains teaching work-shops in which on average 25 young people arebeing trained. Already seven of them have wonnational competitions. Each year there are about 20assistant positions available for students of second-ary schools and universities.

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Das Institut verfügt über fünf Reinräume mitunterschiedlichen Qualitätsstandards. In denBereichen mit geringster Verunreinigung prüfenund integrieren Mitarbeiter die Komponenten fürWeltraummissionen.

The Institute has five clean rooms of varyingstandards available. Staff members test and inte-grate components for space missions in an environment of minimal impurities.

Max Planck Institute for Solar System Research

In einer Vielzahl von Thermal-Vakuum-Anlagenwerden die Experimente realistischen Tests unterWeltraumbedingungen unterzogen (extreme Tempe-raturen zwischen -180° und +150°C und niedrigsteDrücke bis zu einem Zehnmillionstel Millibar).

Thermal-vacuum chambers are used to test exper-iments under the realistic conditions of space (extreme temperatures between -180° und +150°Cand pressures as low as one ten millionth millibar.

Max-Planck-Institut für SonnensystemforschungTechnik

Zentrale Einrichtungen

Die zentralen Einrichtungen gliedern sich in dietechnischen Bereiche Labor, Werkstätten, Kon-struktion, EDV-Zentrum und in den Verbund derGroßgeräte sowie in die allgemeinen Dienste wieVerwaltung, Bibliothek, Kantine und Ausbildung.Die Aufgaben dieser Bereiche lassen sich am deut-lichsten anhand von Experimententwicklungen undderen Abläufen darstellen.■ Der Werdegang der Instrumente beginnt nach derPlanungsphase durch wissenschaftliche Teams mitder Sicherstellung der Finanzierung im Verwal-tungsbereich. Daraufhin entstehen in der Konstruk-tion Entwürfe und erste Abschätzungen der Dimen-sionen und des Gewichts des neuen Instruments. Inden Laboratorien und den mechanischen Werk-stätten werden die elektronischen Subsysteme undparallel dazu erste Modelle der Struktur sowieFassungen für optische Komponenten und Sensorenhergestellt, deren Oberflächen galvanisch und mitLasertechnologien veredelt werden. Es folgendiverse Härtetests z.B. in den Thermal-Vakuum-Kammern und am Vibrationsstand. Danach wird dieIntegration der Komponenten in den Reinräumenund im Kalibrationsraum durchgeführt. Im letztenSchritt wird das fertige Instrument einer strengenQualitätskontrolle unterzogen, bevor es in dieRaumsonde eingebaut wird. Eine baugleiche Er-satzeinheit verbleibt im Institut zur Kontrolle undÜberwachung der Daten, die beim Flug empfangenwerden. Parallel dazu wird im EDV-Bereich mit denProjektwissenschaftlern die Betriebs- und Aus-wertungssoftware entwickelt.■ Die gesamte Entwicklung erfordert hoch qualifi-ziertes Personal. Unter anderem unterhält dasInstitut Lehrwerkstätten, in denen im Mittel 25Jugendliche ausgebildet werden. Bei Leistungs-wettbewerben sind bereits sieben von ihnen alsBundessieger ausgezeichnet worden. Für Schülerund Studenten werden jährlich etwa 20 Prakti-kantenstellen angeboten.

Im Institut werden derzeit Indu-striemechaniker und -elektroniker,Metallbauer, Elektroinstallateure,Kaufleute und Informatiker ausge-bildet. Seit 1949 haben bereits 396junge Leute ihre Lehrzeit erfolg-reich durchlaufen.

At this time, the Institute is trainingindustrial machinists, electronicsspecialists, metal workers, electri-cians, office administrators, andinformation technicians. Since1949 there have been 396 youngpeople who have successfullycompleted an apprenticeship at theInstitute.

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Die Grundausstattung des Instituts umfasst nebendiversen Messinstrumenten in den Labors auchComputerarbeitsplätze zur Entwicklung von elek-tronischen Schaltungen und zum Programmierenelektronischer Chips.

The standard equipment at the Institute includes notonly various measuring instruments in the labor-atories but also computer work places for devel-oping circuit boards and programming electronicchips.

Developing new instruments

The Institute owes its renowned position to a largeextent to the excellent quality of the high perfor-mance instruments it has developed and constructedas part of the payloads on numerous space missions.Among these are miniaturised time-of-flight detec-tors, gas chromatographs, coronagraphs, UV, IR andmass spectrometers, as well as specialised cameras.It was such cameras that took the first pictures of thecomet Halley in 1986 (Giotto Mission), providedthe panorama view of Mars in 1997 (PathfinderMission), and obtained the close-up images fromTitan (DISR on Huygens, 2005) and Venus (VMC onVenus-Express, 2006).■ Experiments on space missions need to functionreliably under extreme conditions – such as high-energy radiation, vacuum, high and low tempera-tures – for many years. In order to ensure this, theexperiments have to fulfill a number of contradic-ting requirements, e. g. low weight, extreme stabil-ity, minimum energy consumption, and fast datatransmission.■ Following the initiative started by scientists, spaceorganisations such as ESA (Europe), NASA (USA),JAXA (Japan), CNSA (China), and ISRO (India)propose missions for which research institutes allover the world may apply. This Institute, as part ofinternational consortiums, has so far successfullyapplied for and conducted almost 100 such experi-ments for international missions.■ The majority of these space experiments are planned, developed, and built in the laboratories and workshops at the Institute. A number of sub-systems and software components are contractedout to industry because of special requirements thatcannot be met at the Institute.■ Some examples of recently developed instrumentsare: SUFI on Sunrise, Osiris on Rosetta, theFraming Camera on Dawn, SIR on SMART-1, RACon Phoenix, and HIFI on Herschel.

Technology

Die Landeeinheit Philae der ESA-Mission Rosettasoll im Jahr 2014 auf der Oberfläche des KometenChuryumov-Gerasimenko abgesetzt werden.

The landing module Philae on the ESA Rosettamission will set down on the surface of the cometChuryumov-Gerasimenko in 2014.

Die vom Institut entwickelten Kamera-verschlüsse für zwei STEREO-Satelliten,die zur Erforschung des koronalenMagnetfeldes im Oktober 2006 gestartetwurden (unten).

The camera fastenings developed by theInstitute for two STEREO satellites, whichwere launched in October 2006 to study thecoronal magnetic field (below).

Das Institut entwickelte eineAufhängung und Beine mitdenen das Seismometer aufPlaneten und Monden exaktausgerichtet werden kann.

The Institute developed a sus-pension and legs to preciselyalign the seismometer on planetsand moons.

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Max Planck Institute for Solar System Research Max-Planck-Institut für SonnensystemforschungTechnik

Mitarbeiter des Institutsbereiten in einem derReinräume die End-montage des Kamera-systems Osiris für die ESA-Raumsonde Rosetta zumKometen Churyumov-Gerasimenko vor.

In one of the clean rooms,Institute staff prepare thefinal assembly of thecamera system Osiris forthe ESA spacecraft Rosettato the comet Churyumov-Gerasimenko.

Das ballongetragene Teleskop der Sunrise-Mission für hoch auflösende Sonnenbeob-achtungen mit dem zugehörigen Daten-speichersystem.

The telescope on the balloon-borne Sunrisemission for high resolution observations of theSun, with the on-board data storage system.

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Entwicklung neuer Instrumente

Das Institut verdankt seine herausragende Stellungzu einem großen Teil den leistungsfähigen und tech-nologisch anspruchsvollen Instrumenten, die fürden Einsatz bei Weltraummissionen entwickelt undgebaut werden. Dazu gehören miniaturisierteFlugzeitdetektoren, Gaschromatographen, Korona-graphen, UV-, IR- und Massenspektrometer sowieSpezialkameras. Diese lieferten zum Beispiel 1986die ersten Bilder des Kometen Halley (Giotto-Mission) und im Jahr 1997 Panorama-Ansichtenvom Mars (Pathfinder-Mission) sowie Nahauf-nahmen vom Titan (DISR auf Huygens, 2005) odervon der Venus (VMC auf Venus-Express, 2006).■ Experimente für Weltraummissionen müssenunter extremen Bedingungen – energiereicheStrahlung, Vakuum, hohe und tiefe Temperaturen –viele Jahre zuverlässig funktionieren und dabeischwer miteinander zu vereinigende Eigenschaftenerfüllen. Gefordert werden unter anderem geringesGewicht, extreme Stabilität, minimaler Strom-verbrauch und schnelle Datenübertragung.■ Auf Anregung von Wissenschaftlern schreibenWeltraumorganisationen wie ESA (Europa), NASA(USA), JAXA (Japan), CNSA (China) und ISRO(Indien) Missionen aus, auf die sich Forschungs-einrichtungen aus aller Welt bewerben können. DasInstitut hat bisher als Mitglied in internationalenKonsortien den Zuschlag für fast 100 derartigerExperimente auf internationalen Missionen gewon-nen und erfolgreich betrieben.■ Die überwiegende Mehrzahl dieser Weltraumex-perimente wird in den Laboratorien und Werk-stätten des Instituts geplant, entwickelt und gebaut.Einzelne Subsysteme und Softwarekomponenten,die wegen spezieller Anforderungen nicht imInstitut erstellt werden können, gehen als externeAufträge an die Industrie.■ Beispiele für neu entwickelte Instrumente sind:SUFI auf Sunrise, Osiris auf Rosetta, die FramingCamera auf Dawn, SIR auf SMART-1, RAC aufPhoenix und HIFI auf Herschel.

From atmospheric to space research

Walter Dieminger established an ionosphericobservation station in 1934 at the Luftwaffe testgrounds in Rechlin (Mecklenburg). After twomoves and name changes, the Dieminger workinggroup finally arrived in Lindau in March 1946 andwas incorporated in the then Kaiser WilhelmSociety. Following the founding of the Max PlanckSociety in February 1948, this institute was re-named Max Planck Institute for IonosphericResearch in October. The cornerstone for the firstnew building was laid in 1954.■ Erich Regener had shown great interest in thecomposition and physics of the stratosphere evenduring his tenure at the TH Stuttgart (until the end of1937). In 1938, his newly founded “Research Postfor the Physics of the Stratosphere” in Friedrichs-hafen (Lake Constance) became a member of theKaiser Wilhelm Society. Ten years later, after a further move to Weissenau near Ravensburg in1944, the institute was taken over by the MaxPlanck Society. It was finally given the name Max Planck Institute for Physics of the Strato-sphere in 1952. After the death of Erich Regener in1955, the institute was transferred to Lindau underthe leadership of Julius Bartels.■ The two institutes were united under the nameMax Planck Institute for Aeronomy in 1957,albeit under separate scientific leaderships. In 1968it moved into the new building on Hopfenberg. Thefinal merging was completed in 1975 under thescientific leadership of the two directors Sir IanAxford and Georg Pfotzer. Further directors wereTor Hagfors, Helmut Rosenbauer, and VytenisVasyliu-nas.■ As of 1997, following a MPG Senate decision, thescientific work is to be concentrated in the areas ofsolar and planetary physics. On 1 July 2004, theInstitute was given the new name Max PlanckInstitute for Solar System Research.

History

Mit dem ersten deutschen ForschungssatellitenAzur (1969) begann die Beteiligung des Institutsan Weltraummissionen. Die beiden baugleichen

Helios-Sonden waren erster Höhe-punkt der Sonnenforschung aus demWeltraum. Die Form dieser Sondendiente als Vorlage für das erste Logodes Instituts für Aeronomie.

The Institute began its involvement inspace missions with the first Germanresearch satellite Azur, launched in1969. The two identical Helios space-craft represent the first break-throughfor solar research from space. The

shape of these spacecraft served as the inspira-tion for the logo of the Institute for Aeronomy.

Das Ionogramm vom 31. Dez. 1957 stellt die Refle-xion von Radiosignalen aus der Ionosphäre dar.

The ionogram from 31 Dec. 1957 displays thereflection of radio signals from the ionosphere.

Die Erforschung der Erdmagnetosphäre war ein weiteres wichtiges Themengebiet am Institut. Vor allem der Bau von Flugzeitspektrometern zur Messung geladener Teilchen in der Magnetosphärespielte in Lindau jahrelang eine bedeutende Rolle.

Research into the terrestrial magnetosphere was a further important subject of interest at theInstitute. In particular, the construction of time-of-flight spectrometers for measuring charged particles in the magnetosphere played a significant role in Lindau for many years.

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Max Planck Institute for Solar System Research Max-Planck-Institut für SonnensystemforschungGeschichte

Von der Atmosphäre zurWeltraumforschung

Walter Dieminger gründete 1934 die Ionosphären-Beobachtungsstation bei der Erprobungsstelle derLuftwaffe in Rechlin (Mecklenburg). Nach zweiUmsiedlungen und Namensänderungen kam dieArbeitsgruppe um Dieminger im März 1946 nachLindau und wurde als Fraunhofer-Institut in diedamalige Kaiser-Wilhelm-Gesellschaft eingeglie-dert. Nach Gründung der Max-Planck-Gesellschaftim Februar 1948 erhielt das Institut den NamenMax-Planck-Institut für Ionosphärenforschung.Im Jahr 1954 wurde der Grundstein für die erstenneuen Institutsgebäude gelegt.■ Erich Regener zeigte schon während seiner Zeitan der TH Stuttgart (bis Ende 1937) großesInteresse an der Zusammensetzung und Physik derStratosphäre. Im Jahr 1938 wurde seine neu gegrün-dete „Forschungsstelle für Physik der Stratosphäre“in Friedrichshafen am Bodensee ein Mitglied derKaiser-Wilhelm-Gesellschaft. Zehn Jahre später – es erfolgte 1944 noch ein Umzug nach Weißenaubei Ravensburg – übernahm die Max-Planck-Gesellschaft das Institut. Es erhielt schließlich 1952den Namen Max-Planck-Institut für Physik derStratosphäre. Nach dem Tod von Erich Regener imJahr 1955 wurde das Institut unter der neuenLeitung von Julius Bartels nach Lindau verlegt.■ Bei weiterhin getrennter wissenschaftlicherLeitung erhielten die beiden Teilinstitute 1957 dengemeinsamen Namen Max-Planck-Institut fürAeronomie. Im Jahr 1968 wurde der Neubau amHopfenberg bezogen. Die endgültige Vereinigungunter einer wissenschaftlichen Leitung durch diebeiden Direktoren Sir Ian Axford und Georg Pfotzererfolgte jedoch erst 1975. Weitere Direktoren warenTor Hagfors, Helmut Rosenbauer und VytenisVasyliu-nas.■ Ab 1997 konzentrieren sich die wissenschaft-lichen Arbeiten – einem Senatsbeschluss der MPGfolgend – auf die Fachgebiete Sonnen- undPlanetenphysik. Seit dem 1. Juli 2004 trägt dasInstitut den Namen Max-Planck-Institut fürSonnensystemforschung.

Erich RegenerDirektor des Instituts für Physik derStratosphäreErich RegenerDirector of the Institute for Physics ofthe Stratosphere

Walter DiemingerDirektor des Instituts für Ionosphärenforschungund des Instituts für Aeronomie Walter DiemingerDirector of the Institute for Ionospheric Researchand the Institute for Aeronomy

Von 1946 bis in die 70er Jahre war die Erforschung der Ionosphäre mit leistungsstarken Sendern undAntennensystemen das Hauptarbeitsgebiet des Instituts. Untersucht wurden sowohl dieAusbreitungsbedingungen von Radiowellen als auch später die Dynamik und Struktur der Atmosphäre.

From 1946 and into the 70’s, the main research area at the Institute was the study of the ionosphere bymeans of powerful transmitters and antenna systems. Topics of investigation were not only the trans-mission conditions for radio waves but later also the dynamics and structure of the atmosphere.

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The Institute: inside – outside

The Institute endeavours to achieve the highest stan-dard of scientific research. A Scientific AdvisoryBoard commissioned by the MPG, consisting ofinternationally recognised scientists, as well as aBoard of Trustees, pay regular visits to the Instituteto review and critically evaluate its scientific outputand to advise on and examine the funding. Theresulting reports and minutes are presented to thePresident of the MPG, giving him an overview ofthe quality of the Institute’s performance.■ One measure of the Institute’s success is its list ofpublications and conference presentations at homeand abroad. Over the last five years, members of theInstitute have each year published about 270 articlesin international journals and books and gave 360conference presentations.■ The numerous international connections shown onthe adjacent maps indicate the broad range of theInstitute’s cooperations and partnerships. Within thecontext of the ensuing collaborations, the Institutehas played a leading role in about 100 successfulspace missions since 1965, including Helios,Giotto, Cluster, SOHO, Mars Pathfinder, Cassini,Rosetta, Phoenix, Dawn, SMART, and Venus-Express, to mention only a few of the most significant.■ In Germany, close contacts are maintained withthe Universities of Göttingen and Braunschweig, aswell as with many other research organisations,institutes, and technology organisations. The map ofGermany shows the locations of a limited number ofsuch organisations.

Facts and Figures

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Max Planck Institute for Solar System Research Max-Planck-Institut für SonnensystemforschungDaten / Zahlen / Fakten

Institut: intern – extern

Das Institut ist bestrebt, Forschung auf allerhöch-stem wissenschaftlichen Niveau zu betreiben. Einvon der MPG berufener Fachbeirat – besetzt mitinternational anerkannten Wissenschaftlern – sowieein hochrangiges Kuratorium besuchen das Institutin regelmäßigen Abständen, um sich über diewissenschaftliche Arbeit zu informieren und diesezu begutachten sowie die dazu aufgewandten finan-ziellen Mittel zu beraten und zu überprüfen. Diedarüber erstellten Berichte und Protokolle gebendem Präsidenten der MPG einen Überblick über dieQualität der erbrachten Leistungen.■ Ein wichtiges Maß für die Erfolge des Institutssind die Veröffentlichungen und die im In- undAusland gehaltenen Vorträge. Allein in den vergan-genen fünf Jahren haben Mitarbeiter des Institutsjährlich ca. 270 wissenschaftliche Beiträge in inter-nationalen Zeitschriften und Büchern veröffentlichtsowie etwa 360 Vorträge präsentiert.■ Die in der Welt- und Europakarte dargestellteAuswahl der internationalen Verbindungen verdeut-licht den weiten Bereich der Kooperationen undPartnerschaften des Instituts. Im Rahmen der damitverbundenen Zusammenarbeit hat sich das Institutseit 1965 weitgehend eigenverantwortlich an etwa100 erfolgreichen Weltraummissionen beteiligt,beispielsweise an HELIOS, Giotto, Cluster, SOHO,Mars Pathfinder, Cassini, Rosetta, Phoenix, Dawn,SMART und Venus-Express, um nur einige derbedeutendsten zu nennen.■ In Deutschland bestehen zu den Universitäten inGöttingen und Braunschweig aber auch zu vielenanderen Forschungseinrichtungen, Institutionenund Technologieunternehmen sehr enge Kontakte.Die Deutschlandkarte zeigt eine begrenzte Auswahldieser Standorte.

Haushalt in Millionen Euro:Mittelwert über fünf Jahre von 2004-2008

Budget in millions of euro:Mean values from 2004 to 2008

Mitarbeiter im Jahresmittel 2008Personnel in 2008

151 Wissenschaftler,Stipendiaten undDoktoranden

7,95 Drittmittel

0,54 Investitionen

0,47 Nachwuchs-förderung

2,50 Sachmittel

14 Gäste

82 Ingenieure,Techniker,EDV-Mitarbeiter

35 Auszubildendeund Praktikanten

43 Verwaltung undsonstige Mitarbeiter

Eine Auswahl nationaler und internationaler Verbindungen des Instituts.Selection of national and international collaborations with the Institute.

7,72 Personalmittel

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