Der Baden-Württemberger Thomas Rimmele leitet das größte Sonnenteleskop der Welt auf Hawaii. Seine Forschung interessiert auch das Weiße Haus.
Es war ein Fotomotiv aus 150 Millionen Kilometer Entfernung, das um die Welt ging. Die „New York Times“ druckte es auf ihrer Titelseite und TV-Sender wie CNN oder BBC berichteten ausführlich darüber: Auf dem majestätischen Gipfel des mehr als 3000 Meter hohen hawaiianischen Vulkans Haleakala – übersetzt „Haus der Sonne“ – war etwas ganz Großes geschehen.
Das neu erbaute, weltgrößte Sonnenteleskop hatte die detailliertesten Bilder geliefert, die je von der brodelnden, sonst nur bei Sonnenfinsternis sichtbaren Oberfläche unseres Fixsterns eingefangen werden konnten. „Ein sehr aufregender Tag für mich, mit vielen Interviews. Mein Sohn arbeitete gerade in New York, als das Foto auf die Titelseite kam“, erzählt Thomas Rimmele.
40 Meter hoch und 360 Millionen US-Dollar teuer
Er wurde 1960 in Singen geboren, wuchs im Hegau unweit des Bodensees auf. Ein Praktikum am Sonnenteleskop auf dem Schauinsland bei Freiburg weckte sein Interesse an Astrophysik. Eine Leidenschaft entbrannte. Vor seiner Promotion in Physik an der Universität Freiburg absolvierte Thomas Rimmele einen Forschungsaufenthalt in den USA am Sacramento Peak Observatorium in Sunspot, New Mexico. „Das mit Amerika wollten meine Familie und ich mal für zwei Jahre ausprobieren. Daraus sind jetzt schon mehr als 30 Jahre geworden“, erzählt Thomas Rimmele, der längst als einer der renommiertesten Astrophysiker und Sonnenforscher weltweit gilt.
Mehr als 25 Jahre hat es gedauert, bis das 40 Meter hohe und 360 Millionen US-Dollar teure Sonnenteleskop auf Hawaii 2020 endgültig eingeweiht werden und international für Schlagzeilen sorgen konnte. Thomas Rimmele war von Anfang an dabei. Zuerst als Projektwissenschaftler und seit mittlerweile zehn Jahren als Direktor und Chef des Großteleskops mit 100 ständigen Mitarbeitern – darunter auch Rimmeles jüngerer Sohn Lukas, der als Maschinenbau-Ingenieur Seite an Seite mit seinem Vater arbeitet.
160 Ingenieure, Arbeiter und Wissenschaftler waren mit dem Bau des Teleskops beschäftigt, das nach dem langjährigen haiwaiianischen Senator Daniel K. Inouye benannt ist. „Allein die Baugenehmigung zog sich über sieben, acht Jahre“, erzählt Thomas Rimmele. Er hatte den ungewöhnlichen Ort – ein Nationalpark im Pazifik – gemeinsam mit einem Team wegen der Klarheit des meist wolkenlosen Himmels ausgewählt.
„Das Sonnenlicht aus 150 Millionen Kilometer Entfernung wird ja verzerrt“, erklärt der Wissenschaftler. Im Sommer sehe man diesen Effekt, wenn die Straßen flimmern. „Wir haben eine Technologie entwickelt, die dieses Flimmern rauskorrigiert.“
Elf Kilometer langes System an Kühlrohren
Auch sonst ist das weltweit leistungsstärkste Sonnenteleskop ein technisches Wunderwerk. Sein Bodentisch hat einen Durchmesser von 16,5 Metern und rotiert mit der Abweichung von der Dicke eines menschlichen Haares um seine eigene Achse. Es ist wie bei einem Karussell. Die wissenschaftlichen Instrumente, bei deren Entwicklung auch das Leibniz-Institut in Freiburg beteiligt war, wandern auf dem Bodentisch mit der Sonne. „So kann sie stets ein stabiles Bild aufzeichnen“, sagt Rimmele. Für den riesigen Sonnenspiegel wurde in Mainz der glaskeramische Werkstoff Zerodur bei 800 Grad gegossen. Dieser hat den Vorteil, dass er sich selbst bei großer Hitze nicht ausdehnt. Ein derart großer Spiegel auf die Sonne gerichtet sammelt natürlich unheimlich viel Energie. „Wir benötigen weitere Spiegel, um jene Teile des Lichts, die uns nicht interessieren, aus dem Teleskop raus zu reflektieren“, erklärt Rimmele.
Als einmal ein Spiegel falsch eingestellt war, kam es zu einem Brandalarm. „Das fokussierte Licht hatte einen Metallschlauch getroffen, der ist uns glatt weggeschmolzen.“ Für die extrem wichtige Kühlung des Teleskops sorgt ein eigens dafür entwickeltes System mit insgesamt rund elf Kilometern an Kühlrohren. Das Betriebsbudget geht in die Millionen Dollar jährlich.
Die Sonne sei zwar ein gutmütiger Stern, sagt Rimmele. „Doch ab und an geht mit ihr das Temperament durch.“ Im Sommer 1859 etwa wurden in weiten Teilen Nordeuropas und Nordamerikas durch mehrere starke Sonneneruptionen plötzlich so hohe Spannungen in Telegrafenleitungen induziert, dass sie Funken schlugen oder komplett verglühten. Das kurz zuvor installierte weltweite Telegrafie-Netz wurde massiv gestört. zugleich waren weltweit, sei es in Italien, Havanna oder auf Hawaii, Polarlichter zu sehen. Eine Erklärung für das rätselhafte Phänomen konnte damals der englische Astronom Richard Carrington liefern: Ein gewaltiger Sonnensturm hatte die Erde getroffen, der stärkste seit 500 Jahren.
„Wenn die Sonne Milliarden Tonnen an energiegeladenen Teilchen ins Weltall schleudert und diese dann auf die Erde zurasen, ist das Magnetfeld der Erde das Einzige, was uns schützt“, erklärt Thomas Rimmele. An den beiden Polen wirke der natürliche Schutzschild der Erde weniger, deshalb gebe es dort eine höheren Einstrahlung – und die berühmten Polarlichter.
Polarlichter fernab der Pole
Wenn aber ein Sonnensturm riesige Mengen an Protonen und Elektronen zur Erde sendet und das Magnetfeld der Sonne mit jenem der Erde kollidiert, schäle sich letzteres wie eine Zwiebel Schicht für Schicht ab und lasse auch an anderen Stellen der Erde vermehrt Strahlung durch.“ Die schönen Auswirkung sind Polarlichter fernab der Pole – wie kürzlich auch in Baden-Württemberg zu bewundern.
Die weniger schönen Auswirkungen der Sonnenlaunen können eine ernste Bedrohung für die menschliche Zivilisation sein: „Würde uns heute ein so starker Sonnensturm wie im Jahr 1859 treffen, wäre das ein Super-GAU“, sagt Thomas Rimmele. Auf ganzen Kontinenten könnten die Stromnetze für längere Zeit ausfallen, wenn Umspannungswerke flächendeckend kaputt gehen. Hunderte Satelliten in der Erdumlaufbahn würden zerstört, womit nicht nur die Kommunikation, sondern auch die gesamte globale Hightech-Infrastruktur zusammenbräche. „Das wäre eine wirtschaftliche Katastrophe“, sagt Thomas Rimmele. „Studien besagen, dass es etwa zehn Jahre und Billionen von US-Dollar brauchen würde, bis wir uns davon wieder erholt hätten.“
Sonnenstürme werden vorhersagbar
Weil es um die nationale Sicherheit geht, sei das „Weltraum-Wetter“ mit seinen Sonnenstürmen ein großes Thema in den USA. Das Weiße Haus in Washington hat dazu sogar einen Nationalen Aktionsplan herausgegeben: „Extreme Weltraum-Wetterereignisse können kritische Infrastrukturen beeinträchtigen oder beschädigen, was zu direkten oder kaskadenartigen Ausfällen wichtiger Dienste wie Strom, Kommunikation, Wasserversorgung, Gesundheitsfürsorge und Transport führen kann“, heißt es darin.
Mit den Erkenntnissen der Sonnenforscher auf Hawaii versucht die amerikanische Regierung, sich für eine solche Megakrise zu wappnen. „Ein großer Teil unserer Arbeit ist, Ausbrüche von Sonnenstürmen vorhersagbar zu machen“, sagt Thomas Rimmele. Bei der irdischen Wettervorhersage sei die Menschheit schon ziemlich gut. „Verglichen damit sind wir beim Weltraum-Wetter noch am Schwalben beobachten.“
Das Sonnenlicht brauche dank Lichtgeschwindigkeit nur acht Minuten, um die 150 Millionen Kilometer bis zur Erde zurückzulegen. Bei Sonnenstürmen seien die energiegeladenen Teilchen aber träger, weshalb sie rund zwei Tage benötigen. Genaue Vorhersagen von Sonnenstürmen könnten im Notfall wertvolle Zeit liefern, um Satelliten und Stromnetze noch rechtzeitig herunterzufahren. „Dafür müssen wir aber die Sonne verstehen“, sagt Thomas Rimmele.
Für seine Forschungserfolge erhielt er 2021 den George W. Goddard Award, benannt nach einem Pionier der US-Luftwaffe. Ein Jahr zuvor wählte ihn das renommierte US-Magazin „Fast Company“ neben Microsoft-Präsident Brad Smith und Google-Forscher Hartmut Neven in den Kreis jener kreativen Wegbereiter, „die ihr innovatives Denken genutzt haben, um über den finanziellen Erfolg hinaus einen Einfluss auf die Welt zu haben“, so das Magazin.
Auch daheim hält man große Stücke auf ihn. „Wir sind alle unheimlich stolz auf Thomas. Dass es einer aus unserer Klasse so weit gebracht hat“, sagt Veronika Herberger. Sie war mit Rimmele im gleichen Abi-Jahrgang am Singener Wirtschaftsgymnasium, kennt ihn seit mehr als 45 Jahren: „Thomas kommt jedes Jahr zu unserem Klassentreffen“, sagt sie. Und auch sonst pendelt er regelmäßig mit seiner Familie zwischen Hawaii, Colorado und dem Hegau – seiner alten Heimat.