In dieser Folge erzählt Karl eine kleine Geschichte der Mars-Atmosphäre. Die Astronomen der Antike sahen beim Mars zunächst nicht mehr als einen rötlichen Wandelstern, der in Schleifen übers Firmament läuft. Und während auch die ersten Astronomen der Neuzeit nur wenige Details des Planeten in Erfahrung bringen konnten, so waren sie doch überzeugt: Der Mars ist eine belebte Welt, die der Erde ähneln sollte.

Doch bis ins 20. Jahrhundert hinein wussten Forscherinnen und Forscher lediglich: Die Tage auf dem Mars sind vergleichbar lang wie auf der Erde (24 Stunden und 37 Minuten), der Planet besitzt vermutlich Polkappen und Jahreszeiten. Der italienische Astronom Giovanni Schiaparelli hatte im 19. Jahrhunderte lange Linien beschrieben, die er canali nannte und die folgende Generationen über die Möglichkeit einer marsianischen Zivilisation spekulieren ließen. Doch die Voraussetzung für solches Leben auf dem Mars wäre, dass diese Außerirdischen Luft zum atmen hätten. Die Aufnahmen der NASA-Sonde Mariner 4 aus dem Jahr 1965 bereitete all diesen Mutmaßungen ein abruptes Ende: Auf ihnen erschien der Rote Planet als tote, kalte und tiefgefrorene Welt mit einer extrem dünnen Atmosphäre.

Dass in der kaum vorhandenen Marsluft dennoch etwas passiert, wurde zwar früh erkannt, war aber nie genauer untersucht worden. Marsianische Wolken bestehen aus Eiskristallen und waren eher ein Störfaktor für Kameras, die eigentlich Krater, Canyons oder Flusstäler der festen Oberfläche fotografieren sollten. Erst 2018 gibt ein spanischer Doktorand Anlass, die Marswolken genauer zu untersuchen. Jorge Hérnandez-Bernal findet am Riesenvulkan Arsia Mons eine extrem lange Wolke, die über die letzten Jahrzehnte immer zu einer bestimmten Jahreszeit wiederkehrt.

Diese Entdeckung von Hérnandez-Bernal motiviert schließlich ein Team um Daniela Tirsch vom Institut für Weltraumforschung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt genauer nachzusehen. Die europäische Raumsonde Mars Express hatte seit 2003 tausende Bilder gemacht. Und damit gelingt etwas, was sich die NASA-Mitarbeitenden aus dem Jahr 1965 kaum hätten vorstellen können: der allererste Wolkenatlas einer außerirdischen Welt.

Im AstroGeo Podcast erzählen sich die Wissenschaftsjournalisten Franziska Konitzer und Karl Urban regelmäßig eine Geschichte, die ihnen entweder die Steine unseres kosmischen Vorgartens eingeflüstert – oder die sie in den Tiefen und Untiefen des Universums aufgestöbert haben. Der Podcast ist auch auf Apple Podcasts oder Spotify zu finden.

Frühere Ausgaben des AstroGeo Podcast gibt es auf astrogeo.de. AstroGeo ist ein Podcast der Riffreporter eG. Er ist frei verfügbar und entsteht durch die finanzielle Unterstützung seiner Hörerinnen und Hörer. Das geht mit einem monatlichen Abonnement oder einer Spende. Diese und jede andere Form der finanziellen Unterstützung hilft dabei, dass der Podcast weiter werbefrei bleibt.

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Quelle: ESA 20. Januar 2023.

20. Januar 2023 – Im Rahmen der letzten Vorbereitungen wurde eine Gedenktafel an der Raumsonde zu Ehren des italienischen Astronomen Galileo Galilei enthüllt, der im Januar 1610 als erster den Jupiter und seine vier größten Monde durch ein Teleskop beobachtete. Seine Beobachtung, dass die Monde ihre Position von einer Nacht zur nächsten ändern, stieß die lange gültige Vorstellung um, dass sich alles am Himmel um die Erde dreht. Zu seinen Ehren wurden die Monde – Io, Europa, Ganymed und Callisto – unter der Bezeichnung „Galileische Monde“ bekannt.

„Die Enthüllung der Gedenktafel ist ein schöner Moment in diesem intensiven Kapitel der Startvorbereitungen für die Raumsonde“, sagt Giuseppe Sarri, ESA-Projektleiter von Juice. „Es ist nicht nur eine Gelegenheit, innezuhalten und über die jahrzehntelange harte Arbeit nachzudenken, die in die Entwicklung, den Bau und die Tests der Raumsonde geflossen ist. Es ist auch eine Gelegenheit, die Neugier und das Staunen aller Menschen zu feiern, die jemals den Jupiter am Nachthimmel betrachtet und über unsere Ursprünge nachgedacht haben – die Inspiration für diese Mission.“

Antworten auf die großen Fragen der Menschheit
Drei der größten Monde Jupiters – Europa, Ganymed und Kallisto – schließen unter ihrer Oberfläche riesige Mengen von Wasser ein, die weit größer sind als die Ozeane der Erde. Diese planetengroßen Monde, die Riesenplaneten und keine heißen Sterne umkreisen, geben uns spannende Hinweise auf mögliche Bedingungen für Leben außerhalb unseres blassblauen Planeten. Jupiter und seine Familie großer Monde sind ein Musterbeispiel für riesige Gasplanetensysteme im gesamten Universum und gehören zu den interessantesten Zielen unseres Sonnensystems.

Die ESA und ihre internationalen Partner stehen kurz davor, Juice auf die Reise zu schicken, diesen faszinierenden Planeten und seine beeindruckenden Monde zu erkunden. Juice wird mit seinen leistungsstarken Instrumenten den Jupiter und seine Monde auf eine Weise sehen, von der Galileo nicht einmal zu träumen gewagt hätte. Die von der Raumsonde gelieferten Daten werden vielen zukünftigen Generationen von Wissenschaftler*innen bei der Entschlüsselung der Geheimnisse des Jupitersystems und seiner Rolle in der Entwicklung unseres Sonnensystems helfen.

„Angesichts des nahenden Starts von Juice erinnern wir uns an die lange Reise der Raumsonde über verschiedene Airbus-Standorte in Europa bis zur endgültigen Integration und an die mehr als 500 Airbus-Mitarbeiter, die die Raumsonde für ihre achtjährige Reise vorbereitet haben“, sagt Cyril Cavel, Juice-Projektleiter bei Airbus Defence and Space. „Es war ein unglaubliches Abenteuer, zusammen mit mehr als 80 Unternehmen aus ganz Europa die Vision der ESA zum Leben zu erwecken und schließlich den Jupiter und seine Eismonde gründlich zu untersuchen.“

Ein Trio von Meilensteinen
Allein in den letzten Wochen sind drei wichtige Meilensteine erreicht worden. Im Dezember absolvierte die Raumsonde einen letzten Thermalvakuumtest, um zu bestätigen, dass sie für die rauen Temperaturen im Weltraum gerüstet ist.

In der vergangenen Woche wurde die in Toulouse stationierte Raumsonde bei einem abschließenden „Systemvalidierungstest“ mit der Missionskontrolle im ESA-Raumfahrtkontrollzentrum (ESOC) in Darmstadt „zusammengeschaltet“, um die ersten Aktivitäten nach dem Start zu simulieren, bei denen sich die verschiedenen Solarzellen, Ausleger und Ausrüstungsteile von Juice mit der endgültigen Version der Flugsoftware entfalten werden.

Zu guter Letzt, und das ist das Wichtigste, wurde am 18. Januar 2023 bei der Qualifizierungs- und Abnahmeprüfung die Bereitschaft bestätigt, mit den Startvorbereitungen im Weltraumbahnhof fortzufahren.

Juice wird im April mit einer Ariane 5 abheben – die letzte ESA-Mission, die mit dieser Trägerrakete fliegt, bevor die Ariane 6 die Nachfolge antritt.

Vorbereitung auf eine tückische Reise
Während Juice zum Weltraumbahnhof verlegt wird, bleibt ein großer Teil der Aktivitäten im ESA-Missionskontrollzentrum ESOC in Deutschland. Die Flugkontrollteams werden ihr Training für den Start und den frühen Betrieb in einer Reihe von 16 intensiven, mehrtägigen Simulationen verstärken.

„Dies ist die größte Mission im tiefen Weltraum, die wir je gestartet haben, und sie muss die Monde des größten Planeten im Sonnensystem mit nicht weniger als 35 Vorbeiflügen geschickt umfliegen“, erklärt Andrea Accomazzo, Flugbetriebsleiter für die Mission.

„Bei der Erforschung des Jupiters und seiner Monde müssen wir ein Jahrzehnt lang Aufgaben erfüllen, die wir noch nie zuvor durchgeführt haben, und dabei kann viel schiefgehen. In diesen Wochen der Simulationen werden wir mit allen möglichen Problemen konfrontiert, damit wir mit allen möglichen Situationen im Weltraum umgehen können.“

Nach dem Start wird Juice einen acht Jahre dauernden Kurs durch das Sonnensystem fliegen, wobei die Schwerkraft der Erde und der Venus das Schiff zum Jupiter schleudern wird.

Abhängig vom genauen Tag des Starts – und damit von der Geometrie des Sonnensystems an diesem Tag – könnte Juice die erste Schwerkraftumlenkung zwischen Mond und Erde durchführen. Dadurch würde die Mission einen Vorbeiflug am Mond und nur einen Tag später einen Vorbeiflug an der Erde machen.

Wenn sie im Jupitersystem ankommt, wird Juice hunderte Millionen Kilometer von der Erde entfernt einer rauen Strahlungs- und Temperaturumgebung ausgesetzt sein. Dort wird sie Daten sammeln, die die Geheimnisse der komplexen Umwelt und der ozeanhaltigen Monde des Planeten lüften werden.

Um eine so komplexe Strecke über eine so großen Entfernung zu fliegen – und vor allem, um die Daten von Juice nach Hause zu schicken – sind extreme Navigationstechniken gefragt, die sich auf das Estrack-Netzwerk der ESA mit Weltraumantennen in Spanien, Argentinien und Australien stützen, das vom ESOC aus ferngesteuert wird.

Die Raumsonde, die Bodenausrüstung und das Personal werden Anfang Februar 2023 auf dem Weltraumbahnhof für die intensiven Startvorbereitungen eintreffen, die mit dem Start im April 2023 ihren Höhepunkt erreichen werden.

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• JUICE (JUpiter ICy moons Explorer) auf Ariane 5 ECA

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Quelle: SiMaG e.V.

Erstmals gibt es einen Kurzfilm, der in zwei Minuten den Werdegang und die wichtigsten Forschungsergebnisse des markgräflichen Hofastronomen Simon Marius vorstellt. Der Animationsfilm visualisiert seine Entdeckungen mit historischen Abbildungen und ist auf dem Marius-Portal (www.simon-marius.net) einzusehen. Gesponsert wurde der Beitrag von der Nürnberger Filmproduktionsfirma 7streich.

Die Fertigstellung der englischsprachigen Übersetzung des Trailers wurde nun zum Anlass genommen, ein neues Menü „Video – Filme und Podcasts“ zu eröffnen. Neben dem Trailer finden sich 19 Vorträge, TV- und Internet-Berichte sowie Animationen zum bequemen Auswählen. Die Simon Marius Gesellschaft unterhält das Marius-Portal, das in 34 Menü-sprachen alle Schriften von und über Marius verzeichnet und – wo möglich – digital bereitstellt.

Simon Marius entdeckte unabhängig von Galileo Galilei ebenfalls im Januar 1610 die vier großen Monde des Jupiters. Sie belegen, dass sich nicht alle Himmelskörper um die Erde drehen. Auf dem Weg vom geo- zum heliozentrischen Weltbild vertritt Marius ein interessantes Zwischenmodell.

Hintergrund
Simon Marius (1573 – 1624) war markgräflicher Hofastronom in Ansbach (Mittelfranken) und entdeckte unabhängig von Galileo Galilei Jupitermonde und Venusphasen – wichtige Argumente für das heliozentrische Weltsystem, das 1610 noch nicht beweisbar war. Da ihn Galilei – wie man heute weiß – zu Unrecht des Plagiats bezichtigte, wurde der Franke von der Wissenschaftsgeschichte weitgehend vergessen. Die Simon Marius Gesellschaft pflegt das wissenschaftliche Erbe, regt die Forschung mit Vorträgen und Publikationen an und betreibt das Marius-Portal www.simon-marius.net, das alle Werke von Marius, die Sekundärliteratur, Berichterstattung, Interneteinträge und Veranstaltungen verzeichnet.

Ein kurzer Lebensabriss und die Forschungsergebnisse von Marius (Menü Simon Marius – Leben und Forschung) finden sich auf dem Marius-Portal unter https://www.simon-marius.net/index.php?lang=de&menu=2. Dort ist auch der Kurzfilm aufzurufen. Er wurde von 7streich GmbH gesponsert und von Anne Weberndörfer und Sabine Glaßl erstellt. Erstmals war er auf der Mitgliederversammlung der Simon Marius Gesellschaft 2020 in der deutschen Fassung zu sehen und steht nun auch in einer englischen Version zur Verfügung.

Blog-Beitrag vom 2. September 2020 zu den beiden Trailern:
Zweisprachiger Trailer

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• Simon Marius

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Ein Beitrag von Michael Stein.

Einleitung

Der nach dem Vater des Jupiters und Gott des Landbaus in der römischen Mythologie benannte Gasriese ist der zweitgrößte Planet des Sonnensystems und bildet mit seiner Vielzahl von Monden ähnlich wie Jupiter auch ein eigenes Miniatur-System.
Von den fünf Planeten unseres Sonnensystems, die schon vor der Erfindung des Fernrohrs den Menschen bekannt waren, ist er der am weitesten von der Sonne entfernte Trabant. Natürlich war er auch einer der ersten astronomischen Himmelskörper, auf die Galileo Galilei nach der Erfindung des Teleskops im Jahr 1609 sein neu entwickeltes Beobachtungsinstrument richtete. Der große Universalgelehrte sah dabei zwar auch als erster Mensch die Saturnringe, konnte sie aber nicht als solche identifizieren, sondern gab sie in seinen Saturn-Zeichnungen einfach als henkelförmige Gebilde an den Seiten des Planeten wieder; die korrekte Deutung dieses optischen Phänomens gelang erst 1659 dem holländischen Astronomen Christiaan Huygens.

Dieser Artikel ist in folgende Kapitel unterteilt:

Lage und Einordnung

Saturn ist nach Jupiter der zweitgrößte Planet des Sonnensystems und wie dieser Mitglied der so genannten Äußeren Planeten. Er ist von der Sonne aus gezählt der sechste Planet und rund doppelt so weit wie Jupiter von ihr entfernt. Aufgrund seiner geringen Dichte und der hohen Rotationsgeschwindigkeit – für eine Umdrehung benötigt der Planet trotz seines im Vergleich zur Erde fast zehnmal größeren Äquatordurchmessers von 120.530 Kilometern nur etwa 10,2 Stunden – weist er eine an den Polen stark abgeplattete Gestalt auf. Unter seinen bisher entdeckten 60 Monden ragt Titan nicht nur aufgrund seiner Größe heraus, mit der er sogar Planeten wie Merkur und Pluto übertrifft, sondern vor allem auch wegen seiner dichten Atmosphäre, die ihn zu einem interessanten Forschungsziel werden läßt.

Aufbau und Atmosphäre

Der Saturn ist ein so genannter Gasriese ohne feste, klar definierte Oberfläche. Er besteht größtenteils aus Wasserstoff sowie rund drei Prozent Helium, auch hier also eine der Sonne ähnliche Zusammensetzung. Der Aufbau des Planeten ähnelt dem Jupiters, allerdings dürfte die gasförmige Atmosphäre aus Wasserstoff und Helium einen deutlich kleineren Kern umschließen, wofür die geringe Dichte des Saturn von nur 0,69 g/cm³ spricht: Somit würde Saturn sogar auf Wasser schwimmen, wenn es denn einen Ozean geben würde, der groß genug wäre, um ihn aufzunehmen! An den (festen oder flüssigen: diese Frage ist noch nicht geklärt) Planetenkern schließt sich eine Übergangszone aus flüssig-metallischem Wasserstoff an, bevor die stürmische Saturnatmosphäre beginnt.

Die Windgeschwindigkeiten in der mit Wolkenbändern und gigantischen Stürmen durchzogenen Atmosphäre erreichen am Äquator bis zu 1.800 km/h. Die an der Wolkenobergrenze gemessenen Temperaturen liegen im Bereich von -190° C bis zu -120° C. In den letzten 120 Jahren ist etwa alle 30 Jahre in der nördlichen Saturnhemisphäre ein großer Wirbelsturm beobachtet worden, der auf jahreszeitlich geprägte Vorgänge auf dem Planeten hinweist.

Wieder in Übereinstimmung mit den beim Jupiter vorgenommenen Messungen ist auch beim Saturn ein Magnetfeld mit enormen Abmessungen registriert worden. Das gesamte Ringsystem und auch viele der natürlichen Satelliten des Planeten befinden sich innerhalb der Saturn-Magnetosphäre, die mehr als eine Millionen Kilometer in den Weltraum hinausreicht. Wie auch bei der Erde konnten an den Polen von Saturn Polarlichter beobachtet werden, die durch das Auftreffen elektrisch geladener Teilchen auf die Saturnatmosphäre beim Flug entlang der magnetischen Feldlinien hervorgerufen werden. Saturn strahlt mehr Wärme in den Raum ab, als er von der gut 1,4 Milliarden Kilometer entfernten Sonne empfängt.

Das Ringsystem

Das prominenteste Merkmal des Saturn ist ohne Frage sein ausgeprägtes Ringsystem, wodurch sich der Planet von allen anderen Himmelskörpern in unserem Sonnensystem abhebt. Wenngleich mittlerweile auch um andere Planeten wie Jupiter und Uranus Ringe entdeckt worden sind, so reichen sie in ihrer Ausdehnung und optischen Wirkung nicht annähernd an das Saturn-Vorbild heran. Bereits Galilei Galileo (1564-1642) sah im Jahr 1610 die Saturnringe durch sein neu entwickeltes Teleskop, wusste das von ihm als henkelförmige Ausbuchtung des Saturn wahrgenommene Ringsystem jedoch nicht als solches zu deuten; dies blieb dem holländischen Astronomen Christiaan Huygens (1629-1695) im Jahr 1659 vorbehalten.
Die Ringe des Saturn bestehen aus unzähligen, überwiegend aus Wassereis bestehenden separaten Partikeln, deren Größe sich zwischen dem Bruchteil eines Millimeters und einigen Dutzend Metern im Durchmesser bewegt. Ähnlich wie die Rotationsachse von Saturn ist auch sein Ringsystem um 27° zur Saturnbahnebene geneigt. Der Durchmesser des Ringsystems beträgt etwa 272.000 Kilometer, wobei der innerste Ring bis auf rund 10.000 Kilometer an die Wolkenoberschicht der Saturnatmosphäre heranreicht. Ganz im Gegensatz zum enormen Durchmesser des Ringsystems ist es überwiegend nur einige hundert Meter dick, an den dünnsten Stellen sogar weniger als 100 Meter – bei aller Imposanz also eine wahrhaft filigrane Struktur!

Wenn von einem „Ringsystem“ die Rede ist heißt dies natürlich auch, dass es sich um mehr als nur einen Ring handelt: Man unterscheidet sechs große Ringe, die in der Reihenfolge ihrer Entdeckung mit den Buchstaben A bis F bezeichnet sind. Die Ringe A und B sind durch eine „Lücke“ voneinander getrennt, was bereits im Jahr 1676 von dem französisch-italienischen Astronomen Jean-Dominique Cassini (1625-1712) entdeckt wurde. Die später nach ihm benannte so genannte Cassinische Teilung ist die größte bis jetzt entdeckte Teilung zwischen den Ringen. Dank der Aufnahmen der Voyager-Sonden wissen wir mittlerweile, dass sich die großen Ringe aus Hunderten kleiner, konzentrischer Ringe zusammensetzen. Schon deutlich früher, im Jahr 1895, wies der amerikanische Astronom James Keeler (1857–1900) nach, dass die Saturnringe um den Planeten rotieren (was natürlich nicht anders sein könnte, da die Ringmaterie andernfalls sofort Richtung Saturnmittelpunkt fallen würde).

Die Vielzahl der von den Voyager-Sonden ermöglichten Erkenntnisse über die Saturnringe wurden teils durch direkte Aufnahmen der Ringe mit Kameras, teils durch die Beobachtung von Sternenbedeckungen durch einzelne Ringe gewonnen. Auf den Aufnahmen der Raumsonden waren unter anderem auch speichenförmige Strukturen und wellenartige Verdichtungen innerhalb der Ringe zu erkennen. Die Wissenschaftler schreiben diese und andere Strukturen größtenteils gravitativen Einflüssen verschiedener Saturnmonde zu, ohne jedoch bereits im Detail die Ursache für jede beobachtete Ringstruktur verstehen zu können. Mittlerweile sind mindestens zwei Monde (Prometheus und Pandora) bekannt, die als so genannte „Hirtenmonde“ die Ausdehnung eines Ringes – in diesem Fall des F-Rings – durch ihre gravitative Wirkung begrenzen.

Missionen

Die erste Raumsonde, die den Ringplaneten erreichte, war Pioneer 11. Am 1. September 1979 flog das Raumfahrzeug in einer Entfernung von rund 20.000 Kilometer am Planeten vorbei und schoss die ersten Nahaufnahmen der oberen Wolkenschichten des Saturn und seines Ringsystems. Die Fotos der Raumsonde lieferten auf einen Schlag um Klassen bessere Aufnahmen des Saturn, als sie seit der Erfindung des Teleskops im Jahr 1609 durch Galileo Galilei je gemacht worden waren. Zwei kleine Monde wurden von Pioneer 11 entdeckt, und erstmalig wurden auch Messwerte über die Magnetosphäre des Planeten zur Erde übermittelt.

Die meisten Informationen, über die wir verfügen, stammen von den beiden amerikanischen Voyager-Raumsonden. Voyager 1 erreichte am 12. November 1980 den Punkt der größten Annäherung an den Planeten während seines Vorbeifluges, nur einige Monate später – am 25. August 1981 – gefolgt von der Zwillingssonde Voyager 2. Während der Saturn die letzte Station von Voyager 1 in unserem Sonnensystem war flog Voyager 2 noch zu Uranus und Neptun weiter.

So gut wie alle Daten des Saturn, die in diesem Artikel aufgeführt sind, wurden mit Hilfe der Pioneer 11– und Voyager-Sonden gewonnen. Der einzige Wehrmutstropfen für die Wissenschaftler war der Umstand, dass die Raumfahrzeuge sich jeweils nur eine begrenzte Zeit in der Nähe des Planeten aufhielten: Alle drei Sonden passierten den Planeten, ohne in einen Orbit einzuschwenken, weshalb Langzeitbeobachtungen natürlich nicht möglich waren.

Seit Juli 2004 jedoch besitzt Saturn zum ersten Mal einen künstlichen Satelliten, als die amerikanisch-europäische Raumsonde Cassini-Huygens den Ringplaneten erreichte. Anders als ihre Vorgänger schwenkte sie in eine Umlaufbahn um den Saturn ein. Mit Sicherheit wird sie – auch angesichts der technologischen Entwicklung seit den 1970er Jahren – erneut einen Quantensprung in der Saturn-Forschung auslösen. Während Cassini für mindestens vier Jahre auf wechselnden elliptischen Orbits Saturn umrunden wird, um von dort aus mehr über die Eigenschaften des Planeten, seines Ringsystems, seiner Magnetosphäre und der Monde herauszufinden, hat sich die europäische Huygens-Sonde im Januar 2005 von Cassini gelöst und ist an einem Fallschirm hängend auf die Oberfläche des größten Saturn-Mondes Titan hinabgesunken. Dieser Mond ist vor allem aufgrund seiner dichten Atmosphäre für die Wissenschaftler interessant, und Huygens hat einige Stunden lang – bis sich Cassini außerhalb der Funkreichweite von Huygens befand – Daten über die Titanatmosphäre zum „Mutterschiff“ gesendet, von wo aus sie zur Erde weitergeleitet wurden. Erfreulicherweise überstand Huygens die Landung auf der Oberfläche unbeschädigt und konnte so noch eine Zeit lang Daten und Aufnahmen zu Cassini senden.

Die primäre Mission von Cassini läuft bis 2008, allerdings wird auch danach die Raumsonde mit hoher Wahrscheinlichkeit noch funktionsfähig sein. Abhängig von den zukünftigen finanziellen Mitteln für diese Mission werden die Wissenschaftler unter Umständen noch weit bis in das nächste Jahrzehnt hinein Daten von Cassini aus dem Saturnsystem empfangen können, da die nukleare Energieversorgung des Raumfahrzeugs sowie die für Orbitkorrekturen verfügbaren Treibstoffmengen noch lange Zeit einen aktiven Betrieb erlauben werden.

Fakten

Verwandte Artikel:

• Die Saturnmonde
• Saturn: Verwirrung um das Alter seiner Ringe
• Cassini-Huygens Sonderseite

Verwandte Webseiten:

• Voyager 1– und Voyager 2-Homepage (englisch)
• Pioneer 10-Homepage (englisch
• Pioneer 11-Homepage (englisch)
• Solar System Exploration: Saturn (englisch)
• Solarviews.com (englisch/deutsch)

Diskussion zu diesem Artikel

• Planet Saturn

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Autor: Tilman Kaiser

Frühes Mittelalter (4 bis 5. Jhd.)
Der Kirchenlehrer Augustinus (345-430) akzeptiert die Kugelgestalt der Erde, lehnt aber die Existenz von Völkern auf der Südhalbkugel ab (Antipoden). Seine Lehre enthält platonische Einflüsse und bewertet den naturwissenschaftlichen Erkenntnisprozess eher negativ.

Arabische Einflüsse (11 bis 12. Jhd.)
Die Aristotelische Physik und die Ptolemäische Astronomie gelangen über den Umweg arabischer Schriften (z. B. Ibn Sina / Avicenna: persischer Aristoteliker des 9. Jhds.) in die mittelalterliche Kultur. Das in die arabische Kultur eingeführte Hauptwerk des Ptolemäus, der „Almagest“, wird 1175 durch Gerhard von Cremona ins Lateinische übersetzt. Aristotelisierung und Scholastik (13. Jhd.).

Thomas von Aquin (1226-74), Schüler von Albertus Magnus, versucht mit seiner Lehre (Scholastik), das christliche Weltbild in die Aristotelische Begriffssystematik einzubetten. In seiner „Summa Theologica“ (1255) bringt er die biblische Weltschöpfungslehre in Einklang mit der aristotelischen Physik. Gott gilt als erster Beweger der unveränderbaren Fixsternsphäre. Die Bewegung wird abgebremst auf die niederen Sphären übertragen. Der Mensch befindet sich im Zentrum am Ort maximaler Gottesferne. Es gibt aber auch vereinzelt kritische Stimmen. Roger Bacon (1220-92) spricht sich gegen die dogmatische Lehre des Aristoteles aus.

Mathematische Beschreibung (14. Jhd.)
In Frankreich entwickelt sich um Jean Buridan (1325-48) und Nicolas von Oresme (1320-82) eine Schule, in der Naturphänomene mathematisch beschrieben werden und die Aristotelische Bewegungslehre teilweise hinterfragt wird. Die Bewegung der Erde wird in Erwägung gezogen.

Die Neuzeit

Renaissance (15. Jhd.)
In dieser Epoche zeichnet sich die stärker werdende Notwendigkeit einer exakten Astronomie für Seefahrt, Kalender und Astrologie ab. Nicolaus von Cues (1401-64) lehnt in seiner philosophisch-theologischen Neuorientierung eine Begrenzung und Mitte des Weltalls ab. Cusanus lehrt die Rotation der Erde. Copernicus war eventuell während seiner Studienzeit durch die Lehren von Cusanus und Buridan beeinflusst.

Der Astronom Johann Müller, genannt Regiomontanus (1436-76), gründet die erste deutsche Sternwarte und entdeckt Fehler in den überlieferten astronomischen Tafeln. Deshalb setzt er sich erstmals kritisch mit den Ptolemäischen Schriften im griechischen Original auseinander. Er stellt eine gegenseitige Abhängigkeit der Bewegung der Sonne und der Planeten fest.

Die größere Genauigkeit astronomischer Tafeln und die damit verbundenen verbesserten Navigationsmöglichkeiten der Seefahrt erhöhen sicherlich die Bereitschaft zu großen Entdeckungsreisen auf dem offenen Meer, wie sie ab dem 15. Jhd. unternommen werden. Umgekehrt wird diese Tatsache zur Förderung der Astronomie beigetragen haben. Das Gleiche gilt mit Sicherheit auch für den Bedarf an genauen Kalendern und das Bedürfnis nach astrologischer Schicksalsdeutung, das zum Beispiel bei vielen Europäern im leidvollen 17. Jhd. sehr ausgeprägt war.

Vorboten einer neuen Astronomie (16. Jhd.)
Copernicus (1473-1530) beabsichtigt eine Verbesserung bzw. Vereinfachung der Rechenvorgänge. Durch den Heliozentrismus ergibt sich eine einfache Erklärung der Rückläufigkeit der Planeten: Da sich die Erde auf ihrer Bahn schneller bewegt als die äußeren Planeten, scheint ein Planet bei einem Überholvorgang eine Schleifenbewegung am Himmel zu durchlaufen, die die auf die Fixsternsphäre projizierte Erdbewegung darstellt.

Bei der genauen Berechnung der Kinematik muss er allerdings Epizykel verwenden, um das aristotelische Phänomen der gleichförmigen Kreisbewegung zu retten.

Die stark an der Bibel orientierte Theologie Luthers veranlasst ihn und Melanchthon, die kopernikanische Lehre und eine im Zentrum ruhende Sonne wegen der Josua-Stelle in der Bibel abzulehnen (Josua 10, 12-13: „Sonne, steh still zu Gibeon, und Mond im Tal Ajalon! Da stand die Sonne still und der Mond blieb stehen, bis sich das Volk an seinen Feinden gerächt hatte…“).

Copernicus‘ revolutionäres Werk über die Planetenbahnen „De revolutionibus orbium coelistium“ landet aber erst 1616 auf dem Index für verbotene Schriften der katholischen Kirche, als Galileo Galilei öffentlich einen physikalischen Heliozentrismus vertritt.

Der kopernikanische Heliozentrismus wird anfänglich von den traditionellen Astronomen als mathematischer Trick aufgefasst. Die Berechnungen sind nicht einfacher als bei Ptolemäus und führen zu keinen genaueren Ephemeridentafeln. Keplers Mathematikprofessor an der Universität Tübingen, Michael Mästlin (1550-1631), ist einer der ersten Professoren in Europa, der seinen Schülern das kopernikanische System erklärt. Seine Schriften werden noch vor denen des Copernicus auf den Index gesetzt.

Der Däne Tycho Brahe (1546-1601) ist einer der wichtigsten beobachtenden Astronomen im 16. Jhd. Er besitzt ein eigenes Observatorium auf der Insel Hven und arbeitet mit dem bloßen Auge ohne vergrößernde Optik. Er deckt bei Beobachtung einer Nova (1572) und eines Kometen (1577) mit Hilfe von Entfernungsberechnung Schwächen im aristotelischen System auf. Der Komet müsste mit seiner Bewegung eine kristalline Sphäre durchstoßen haben und den neuen Stern ordnet er der Fixsternsphäre zu, die nach Aristoteles unveränderlich sein sollte.

Mit seinen Beobachtungen stellt er Mängel in den Prutenischen Tafeln fest, die von Erasmus Rheinhold 1551 nach dem kopernikanischen Modell berechnet wurden. Er lehnt das heliozentrische System neben religiösen Gründen auch aufgrund einer nicht messbaren Fixsternparallaxe ab. Sein geozentrisches System ist dem antiken „Ägyptischen System“ ähnlich und wird von gelehrten Jesuiten bevorzugt.

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Ein Beitrag von 10.07.2002 / Michael Stein und. Quelle: Druckansicht.

Einleitung

Venus ist der zweite Planet im Sonnensystem und mit bloßem Auge sichtbar. Da sie besonders in den Abendstunden sichtbar ist, wird sie auch als Abendstern bezeichnet. Der Planet wurde nach der gleichnamigen römischen Göttin der Liebe benannt.

Forschungsgeschichte

Erste bildhafte Zeugnisse über die Beobachtung der Venus stammen aus der Zeit um 1200 v.Chr. Alte, aus Stein geschlagene Bilder zeigen den Planeten. Wahrscheinlich stammte der Grenzstein aus der babylonischen Zeit. Die ältesten schriftlichen Aufzeichnungen über regelmäßige Beobachtungen der Venus wurden auf babylonischen Schrifttafeln aus dem Jahr 684 v.Chr. entdeckt. 1610 beobachtete Galileo Galilei die Venus erstmals durch ein Fernrohr. 1807 wurde aus Teleskopbeobachtungen der Venusdurchmesser mit 12.293 km berechnet (der heute angesetzte Wert beträgt 12.104 km). Durch spektroskopische Analysen fand man heraus, das in der Venusatmosphäre kein Wasserstoff vorhanden ist (1920). 1932 wurden große Mengen von Kohlendioxid in der Atmosphäre gefunden. 1956 wurde durch Radar eine Temperatur von 400° C auf der Oberfläche gemessen. Die erste Sonde, Mariner 2, die die Venus erforschte stellte 1962 fest, dass der Planet kein Magnetfeld besitzt, außerdem wurden die hohen Oberflächentemperaturen bestätigt. Die heute gültigen Werte für die Rotationszeit der Venus wurden 1964 mit Radarmessungen bestimmt. Ergebnis: 243 Tage (243-mal langsamer als die Erde!).

Lage und Einordnung

Die Venus ist von der Sonne aus gesehen der zweite Planet unseres Sonnensystems. Er zählt zu den so genannten Inneren bzw. Terrestrischen Planeten und ist vom Durchmesser wie auch von der Dichte her gesehen ein Schwesterplanet unserer Erde. Vermutlich hat unter anderem auch die deutlich größere Nähe zur Sonne verhindert, dass sich lebensfreundlichere Bedingungen auf der Venus entwickelt haben. Viele Wissenschaftler vermuten, dass die Venus in der Frühzeit ihrer Entwicklung eine der Erde ganz ähnliche Phase durchlaufen hat, bevor die Atmosphäre im weiteren Verlauf eine andere Entwicklung nahm.

Aufbau und Atmosphäre

Die Venus besitzt nur ein sehr schwaches „Pseudo-Magnetfeld“, das durch den um Venus herumströmenden Sonnenwind erzeugt wird. Die Atmosphäre ist sehr dicht und setzt sich zusammen aus 97 Prozent Kohlendioxid, 3 Prozent Stickstoff sowie Spuren von Wasserdampf, Helium, Schwefeldioxid, Argon, Sauerstoff und Neon. Durch den hohen CO²-Gehalt in der Atmosphäre und die relative Nähe zur Sonne hat auf der Venus ein Treibhauseffekt stattgefunden, der sie auf über 450° C aufgeheizt hat. Sie dient deshalb als abschreckendes Beispiel für das, was passieren könnte, wenn die CO²-Emissionen auf der Erde weiter ansteigen.

Die Oberfläche ist passend zur lebensfeindlichen Atmosphäre und den hohen Temperaturen von Vulkanismus geprägt, weite Gebiete sind von erstarrten Lavaströmen bedeckt. Es gibt allerdings keine Anzeichen für momentan aktiven Vulkanismus. Etwa 20 Prozent der Oberfläche bestehen aus flachen Ebenen, 70 Prozent sind durch hügelige Landschaften geprägt und 10 Prozent der Fläche nehmen Hochlandgebiete ein. Auch eine Vielzahl von Einschlagkratern ist zu finden, wie die NASA-Sonde Magellan während ihrer Venus-Kartografierung von 1990 an entdeckte. An der Planetenoberfläche wehen schwache Winde, die allerdings ausreichen, um Sanddünen zu erschaffen. Obwohl Niederschläge und größere Temperaturunterschiede nicht vorhanden sind, dürften die Gesteine durch die aggressive Venusatmosphäre einer chemischen Verwitterung ausgesetzt sein.

Missionen

Die erste Sonde, Mariner 2, die die Venus erforschte stellte fest, dass der Planet kein Magnetfeld besitzt, außerdem wurden die hohen Oberflächentemperaturen bestätigt (1962). Die amerikanische Mariner- und die sowjetischen Venera-Missionen lieferten bis 1978 genaue Daten über den chemischen Aufbau der Venusoberfläche und der Atmosphäre. Zahlreiche weitere Sonden wurden bis 1990 zur Venus geschickt, darunter die amerikanische Magellan-Sonde, die ein detailliertes Radarbild von fast der gesamten Planetenoberfläche erstellte.

Im November 2005 ist die erste europäische Raumsonde zur Venus gestartet. Venus Express soll vor allem neue Erkenntnisse über die Vorgänge in der Atmosphäre des Planeten und die Interaktion der Venus-Atmosphäre mit dem Sonnenwind liefern. Nach der Ankunft beim Planeten im April 2006 wird die Raumsonde in eine polare Umlaufbahn einschwenken und von dort aus mehrere Jahre lang ein wissenschaftliches Beobachtungsprogramm durchführen.

Fakten

Verwandte Artikel:

• Venus Express-Sonderseite

Verwandte Webseiten:

• Informationen über Mariner 2 (englisch)
• Magellan-Homepage der NASA (englisch)
• Die Neun Planeten: Venus
• Solarviews.com (englisch/deutsch)
• Solar System Exploration: Venus (englisch)

Der Beitrag Die Venus erschien zuerst auf Raumfahrer.net.