Beitrag von Anna-Janina Stöhr, Quellen: NASA, Brittanica, International Astronomical Union, Frontiers 18. Dezember 2025.

Die Venus: Wo Liebe und Schönheit im Kosmos aufeinandertreffen

Die meisten Menschen wissen, dass der zweite Planet unseres Sonnensystems nach der römischen Göttin der Liebe benannt ist. Doch warum haben unsere Vorfahren ausgerechnet dieses Objekt als Verkörperung der Liebe gewählt? Besonders mit den neuzeitlichen Theorien, dass Venus ein vulkanisch aktiver Höllenplanet mit giftigen Schwefelsäurewolken sein könnte, wirkt er nicht allzu lieblich.

Die romantische Verbindung beruht wohl nicht auf wissenschaftlichen Fakten, sondern eher auf dem Anblick des Planeten selbst. Venus ist das dritthellste Objekt an unserem Himmel nach Sonne und Mond. Als „Morgenstern“ und „Abendstern“ ist sie das erste sichtbare und letzte verschwindende Licht des Himmels – eingehüllt in die rot-rosa Farbtöne von Dämmerung und Sonnenaufgang.

Eine besondere Namensgebung

Ursprünglich war der Planet Venus der Stern der babylonischen Göttin Ishtar, bevor ihre Rolle auf die griechische Aphrodite übertragen wurde. Die römische Venus übernahm die Geschichten und Attribute der Aphrodite, darunter Liebe, Schönheit und weibliche Anziehungskraft. Durch diese mythologische Entwicklung erhielt auch der Planet seinen Namen: Was zunächst der Morgen- und Abendstern der Ishtar war, wurde zu „Venus“, einem Himmelskörper, dessen Leuchten seit der Antike mit Liebe, Schönheit und der Präsenz der Göttin am Himmel verbunden wird¹.

Venus ist der einzige Planet, der nach einer weiblichen Gottheit benannt wurde. Zudem hatte die International Astronomical Union (IAU) beschlossen, ein weibliches Namensschema für die Oberflächenmerkmale der Venus einzuführen. Das sollte dazu beitragen, die Leistungen von Frauen in Wissenschaft, Kultur und Geschichte sichtbar zu machen².
Auch einige Deutsche befinden sich unter den Namensgebern der großen Krater auf der Venus, unter anderem: Dorothea Christiane Erxleben († 1762, erste promovierte deutsche Ärztin), Anne Frank († 1945), Regina Josepha von Siebold († 1849, Geburtshelferin, erste deutsche Trägerin der Ehrendoktorwürde), Maria Gertrude Goeppert-Mayer († 1972, Physikerin, Nobelpreis für das Schalenmodell des Atomkerns), Clara Josephine Schumann († 1896 Pianistin & Komponistin) und Käthe Kollwitz († 1945 Grafikerin, Malerin und Bildhauerin)³.

Ein Paradies aus tödlichen Säurewolken und sengender Hitze

Lange Zeit rätselte die Menschheit, welch schönes Wunderland oder gar blühendes Dschungelparadies wohl auf dem Erdnachbarn zu finden ist. Mit den Fortschritten der Astronomie wurde im 20. Jahrhundert jedoch offenbart, welch lebensfeindliches Terrain sich hinter dem leuchtenden Juwel verbirgt.

Die Venus birgt einige interessanten Eigenschaften:

• Ein Tag auf der Venus dauert länger als ein Venusjahr. Die Rotation dauert 243,025 Erdtage, der Umlauf um die Sonne 224,7 Erdtage.
• Als einziger Planet in unserem Sonnensystem rotiert die Venus im Uhrzeigersinn. Dadurch geht dort die Sonne im Westen auf und im Osten unter, also gegensätzlich wie bei uns auf der Erde. Theorien zufolge könnte der Planet von einem großen Objekt getroffen worden sein und dadurch die Rotation geändert haben.
• Die oberen Wolkenbänder rasen mit bis zu 360 km/h, wodurch die Atmosphäre die Oberfläche in etwa 4–5 Erdtagen umkreist⁴.
• Die Venuswolken bestehen hauptsächlich aus Schwefelsäuretröpfchen, aber kürzlich wurden Spuren von Phosphin (PH₃) in den Wolken entdeckt, was auf potenzielle unbekannte chemische Prozesse oder sogar biochemische Prozesse hindeuten könnte – ohne dass Leben bewiesen ist⁵.
• Der Oberflächendruck ist ~92 bar, die Temperatur: ~465 °C konstant. Somit ist die Venus der heißeste Planet in unserem Sonnensystem⁶.
• Die Venus ist vermutlich so heiß aufgrund eines galoppierenden Treibhauseffekts. Das ist ein selbstverstärkender Prozess, bei dem steigende Temperaturen immer mehr Wasser verdampfen lassen, der zusätzliche Wasserdampf als starkes Treibhausgas wirkt und dadurch eine unaufhaltsame weitere Erwärmung auslöst. Laut dieser Theorie hatte die frühe Venus einen großen Ozean, was auch die kleinen Mengen an Wasserdampf in der Atmosphäre der Venus heute erklären würde⁷.
• Es gibt starke Hinweise darauf, dass der Planet geologisch aktiv ist und auch heute noch vulkanische Prozesse stattfinden könnten, da sich vulkanische Oberflächenstrukturen im Laufe weniger Monate verändert haben und heiße Stellen sowie mögliche frische Lavaströme beobachtet wurden.
• Besonders sind auch die „Pancake-Dome-Vulkane“ oder auch Pfannkuchenkuppeln – flache, tellerartige Vulkanformen, die 10 bis 100 Mal breiter sind als ähnliche Vulkane auf der Erde und vermutlich durch extrem zähflüssige Lava entstanden sind, die sich nicht hoch auftürmen konnte wie bei irdischen Vulkanen⁸.

Den Liebesplaneten selbst beobachten

Wer die Venus noch nie bewusst beobachtet hat: Es lohnt sich! Sie ist so hell, dass man sie gelegentlich sogar am Tag sehen kann. Dadurch, dass alle sie einfach so sehen können, gibt es keine einzelne Person, der die Entdeckung zugeschrieben wird; die erste dokumentierte Beobachtung durch ein Teleskop machte wahrscheinlich Galileo Galilei um 1610⁹.

Am einfachsten ist die Beobachtung jedoch, wenn sie in der Nähe des Mondes steht oder kurz vor Sonnenaufgang. Je nach Jahreszeit und Position ist sie etwa ein bis drei Stunden vor Sonnenaufgang sichtbar. Es genügt also, rund 30 Minuten vorher nach draußen zu gehen. Die Venus erscheint dann als hellstes Objekt am Himmel nach dem Mond.
Sie lässt sich leichter verfolgen, richtet man seinen Blick anfangs auf einen Fixpunkt wie ein Gebäude oder einen Baum. Venus steht immer in der Nähe der Sonne. Durch ihre Umlaufbahn ist die Venus jedoch nicht das ganze Jahr über sichtbar. Am einfachsten findet man sie sonst mithilfe einer App.

Nach der Reise zum Liebesplaneten wird als nächstes Teil 4 der Serie die Geschichte der Sternenliebenden Altair und Wega erzählen.

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• , Astrophilie: Über die Romantik des Weltraums

1.  https://www.britannica.com/topic/Venus-goddess ︎
2.  https://pubs.usgs.gov/of/1994/0235/report.pdf ︎
3.  https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_craters_on_Venus ︎
4.  https://solarsystem.nasa.gov/planets/venus/overview/ ︎
5.  https://www.researchgate.net/publication/379747499_Source_of_phosphine_on_Venus-An_unsolved_problem/fulltext/6617f71d66ba7e2359becd86/Source-of-phosphine-on-Venus-An-unsolved-problem.pdf ︎
6.  https://solarsystem.nasa.gov/planets/venus/overview/ ︎
7. https://www.fr.de/wissen/treibhauseffekts-venus-erde-erwaermung-klimawandel-wandel-triste-hoelle-effekte-galoppierenden-92739566.html ︎
8. https://www.lpi.usra.edu/resources/stereo_atlas/HTDOCS/VPAN.HTM ︎
9. https://coolcosmos.ipac.caltech.edu/ask/40-Who-discovered-Venus-? ︎

Der Beitrag Astrophilie: Die Venus zwischen Feuer und Wolken erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Mirko Buggel. Quelle: Scinexx, Nature, MPG, DLR, OHB, Wikipedia.16.04.2025

16. April 2025 – Dominiert werden aktuelle Nachrichten zur Sonnensystem- bzw. Planetenforschung insbesondere vom äußeren Nachbarplaneten Mars, aber auch von den Jupiter- und Saturnmonden und neuerdings wieder vom Mond.

Was aber ist mit dem uns nächsten Planeten, der oft als „Zwillingsschwester“ der Erde bezeichneten Venus? Der erste Science-Fiction-Roman des polnischen Schriftstellers Stanisław Lem (1921 – 2006) von 1951 Astronauci handelt von der Venus, wurde unter dem Titel „Planet des Todes“ ins Deutsche übersetzt und als „Der schweigende Stern“ (DDR) und „Raumschiff Venus antwortet nicht“ (BRD) 1960 auf deutsche Kinoleinwände gebracht. Mit der Beschreibung der Venus lagen Lem und die Filmemacher gar nicht mal so falsch – aus menschlicher Sicht unbewohnbar im Sinne von LAKI (Life as we know it – Leben wie wir es kennen).

Venus und Erde – Zwillinge?

Größe und allgemeiner Aufbau der Venus sind tatsächlich der Erde sehr ähnlich. Die Venus hat mit 12.103,6 km fast den gleichen Durchmesser wie die Erde und auch eine ähnliche mittlere Dichte. Aber – stellen wir uns Folgendes vor: Die Venus hätte eine mehr oder weniger durchsichtige Atmosphäre, mit einem Druck, der den der Erde nur wenig überschreitet. Stellen wir uns zudem vor, eine Raumfahrerin, ein Raumfahrer steht auf der Venus. Morgendämmerung. Im Westen! Denn die Rotation der Venus ist im Gegensatz zum sonst fast ausschließlich vorherrschenden Drehsinn der Eigendrehung der Planeten und der meisten Monde im Sonnensystem rückläufig (retrograd). Das heißt, dass die Venus von ihrem Nordpol aus gesehen im Uhrzeigersinn rotiert. Die Sonne geht auf, natürlich viel riesiger als auf der Erde, denn die Venus ist durchschnittlich 108 Mio. km von der Sonne entfernt, das sind ca. 72 % der Entfernung Erde-Sonne. Und er dauert, der Sonnenaufgang, die Dämmerung. Denn für eine Rotationsperiode benötigt die Venus 243 Erdentage, während die siderische Umlaufzeit um die Sonne nur 224 Erdentage dauert. Aufgrund dieser im Vergleich zur Erde langsamen Eigenrotation könnte ein fiktiver Besucher einen Spaziergang unternehmen – immer mit der Sonne im Zenit. Aber das ist Zukunftsmusik. Es ist derzeit nicht absehbar, dass jemals Menschen einen Fuß auf diesen Planeten setzen werden.

Oberfläche und Atmosphäre beider Planeten unterscheiden sich doch stark. Der Mars präsentierte seine Oberfläche schon Jahrzehnte, Jahrhunderte zuvor dem Auge des Betrachters mit immer besseren optischen Hilfsmitteln. Bei der Venus? Fehlanzeige. Eine dichte Wolkendecke verhindert jeden Blick auf die Oberfläche. Das änderte sich in der 2. Hälfte des 20. Jahrhunderts. Bereits seit den Wenera- und Wega-Missionen der Sowjetunion (1960er bis 1980er Jahre), den Mariner- und Pioneer-Venus-Missionen (1960er und 1970er Jahre) und der Magellan-Radarkartierungsmission der NASA (1990-1994) sind die Bedingungen auf der Venus bekannt. Deren Atmosphäre besteht hauptsächlich aus Kohlendioxid. Stickstoff macht 3,5 % aus, Schwefeldioxid, Argon und Wasser kommen in Spuren vor. Die Venusatmosphäre hat rund 90mal so viel Masse wie die Lufthülle der Erde und bewirkt am mittleren Bodenniveau einen Druck von 92 bar. Das kommt einem Druck in etwa 910 m Meerestiefe gleich.

Einer nicht unumstrittenen Theorie nach muss allein die geringere Entfernung zur Sonne nicht zu dem Treibhauseffekt geführt haben. So könnte ein vulkanisches Ereignis vor 715 Mio. Jahren zu dem schnellen Treibhauseffekt geführt haben, ähnlich wie der sibirische Trapp auf der Erde vor 250 Mio. Jahren. Möglicherweise hatte der Vulkanismus auf der Venus ein derart globales Ausmaß, dass die dadurch ausgelöste Klimaveränderung zum heutigen Zustand führte. Da es keine Plattentektonik wie auf der Erde gibt, kann innere Wärme nur durch Vulkanausbrüche freigegeben werden. Darauf weist die nur etwa 500 Mio. Jahre alte Venusoberfläche hin – im Gegensatz zu der drei oder an manchen Stellen sogar mehr als vier Milliarden Jahre alten kontinentalen Erdkruste.

Leben auf der Venus?

2020 elektrisierte eine Meldung die Wissenschaftswelt und die interessierte Öffentlichkeit: Ein internationales Team von Astronomen entdeckte in den Wolken der Venus das seltene Molekül des Stoffes Phosphin und sprach die Vermutung aus, dass das ein Hinweis auf Leben sein könnte. Auf der Erde wird Phosphin nur industriell erzeugt oder von Mikroben in sauerstofffreier Umgebung. Der Artikel in nature astronomy resümierte: “Keiner der bekannten Prozesse kann für die Menge des Phosphins verantwortlich sein, welches in der Venusatmosphäre gefunden wurde.“ Allzu euphorische Höhenflüge dämpfte Studienleiter Dr. Dave Clements vom Imperial College London sachlich-trocken: „Das Phosphin ist dort. Wie es dahin kam, ist eine andere Frage.“ (1)

Diese These zu Leben in den Venus-Wolken ist in der Wissenschaft umstritten. Als potenziell lebensfreundlich galten bislang Höhen zwischen 40 und 70 Kilometern über der Venusoberfläche, weil dort die Temperaturen zwischen 130 und minus 40 Grad Celsius liegen. „Die relative Feuchtigkeit in dieser Zone variiert zwar, bleibt aber durchgängig unter 0,4 Prozent“, berichtet das Team. Damit liegt die Wasseraktivität mit 0,004 rund hundertfach unter dem Grenzwert für aktives Leben. Selbst feine Tröpfchen in den Venuswolken wären wegen ihres hohen Säuregehalts wahrscheinlich nicht lebensfreundlicher, so Forschende.

Wie dem auch sei. Es scheint, dass seit der ersten Entdeckung von Phosphin das wissenschaftliche Interesse an der Venus wieder zugenommen hat. In den kommenden Jahren sind mehrere Missionen zum Nachbarplaneten geplant.

Neue Venus-Missionen

Robotische Missionen bilden aufgrund der Bedingungen zwar eine große technische Herausforderung. Doch mehr als 20 Missionen, einschließlich Vorbeiflügen, Orbiter, Abstiegssonden in der Atmosphäre, Ballons und Landesonden untersuchten bereits die Venus. Die Sonde der ESA/JAXA-Mission BepiColombo zum Merkur näherte sich bei zwei Fly-by-Manövern (2020 und 2021) der Venus.

Die von der Oberfläche ausgehende Strahlung wird fast komplett von der dichten Atmosphäre absorbiert. Nur im Radio – und im Mikrowellenbereich ist die Atmosphäre völlig transparent – und im nahen Infrarot (engl. near infrared). Dabei handelt es sich um elektromagnetische Strahlung mit Wellenlängen von ca. 0,7 Mikrometern bis ca. 3 Mikrometern. (2) Diese „Fenster“ sind eine einzigartige Möglichkeit, die Venusoberfläche zu untersuchen, da diese mit einer Temperatur von fast 500°C heiß genug ist, um einen erheblichen Wärmefluss im nahen Infrarot zu erzeugen. Dieser gelangt als Strahlung in den Weltraum und kann auf der der Sonne zugewandten Seite des Planeten gemessen werden.

Die ESA-Mission Venus Express (2005-2014) konzentrierte sich auf die Atmosphäre des Planeten, machte aber auch bedeutende Entdeckungen, die auf mögliche vulkanische Hotspots auf der Oberfläche des Planeten hinwiesen. Die Erforschung der Atmosphäre wurde mit der Akatsuki-Mission der japanischen Weltraumorganisation JAXA fortgesetzt, die immer noch aktiv die atmosphärischen Bewegungen und das Wetter auf der Venus verfolgt. Die NASA plant, in den 2030er-Jahren ebenfalls mit zwei Missionen zur Venus zu reisen, dem Orbiter VERITAS und der Atmosphären- und Landesonde DaVinci.

2024 hat die Europäischen Weltraumorganisation ESA die Mission EnVision offiziell in ihr Wissenschaftsprogramm aufgenommen. Die Sonde soll ab 2031 untersuchen, warum es zu den heute so großen Unterschieden zwischen Venus und Erde gekommen ist. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) wird für den Orbiter ein Instrument entwickeln, mit dem die Mineralogie der Gesteine auf der Venus kartiert werden kann.

EnVision soll aus der Umlaufbahn den gesamten Planeten untersuchen, die Oberfläche, das Innere und die Atmosphäre – mit noch nie dagewesener Genauigkeit. Dazu wird EnVision mehrere wissenschaftliche Instrumente mitführen. So wird es die erste Mission sein, die mit einem Radargerät direkt unter die Oberfläche der Venus blicken wird. Ein zweites Radarinstrument, VenSAR, soll die Oberfläche mit einer Auflösung von bis zu 10 Metern kartieren und Eigenschaften wie die Oberflächenbeschaffenheit bestimmen. Drei verschiedene Spektrometer sollen die Beschaffenheit der Oberfläche und der Atmosphäre untersuchen ebenso wie ein Radiowissenschaftsexperiment. Für die Untersuchung der Atmosphäre wird die dreiteilige Spektrometer-Suite VenSpec entwickelt mit VenSpec-U zur Untersuchung der Hochatmosphäre, VenSpec-H für Messungen in der bodennahen Atmosphäre und VenSpec-M zur Messung der Wärmeabstrahlung und spektralen Eigenschaften der Oberfläche.

Ein weiterer Meilenstein für EnVision wurde am 28. Januar 2025 erreicht, als die ESA einen Auftrag an Thales Alenia Space (TAS) zum Bau des EnVision-Raumschiffs vergab und eine neue EnVision-Minisite für die breite Öffentlichkeit vorstellte.

EnVision ist als eine von der ESA geleitete Mission in Partnerschaft mit der NASA vorgesehen. Die NASA soll voraussichtlich das VenSAR-Instrument (Synthetic Aperture Radar) beitragen sowie Unterstützung in der Kommunikation zwischen Erde und EnVision mit den großen Antennen des Deep Space Network leisten. Die anderen Experimente werden von ESA-Mitgliedsstaaten beigesteuert.
Schon 2023 gab die NASA allerdings bekannt, dass alle Mittel für ihre VERITAS-Mission bis auf Weiteres gekürzt und der Start nicht früher als 2031 erfolgen soll. VERITAS und EnVision würden annähernd gleichzeitig starten. Da die US-amerikanische Sonde aber schneller am Ziel ist, könnte sie die geplante Vorarbeit für die Europäer wohl noch aufnehmen. Ob sich die NASA noch als verlässlicher Partner erweist, hängt allerdings leider nicht von den beteiligten Fachleuten ab…

Ungeachtet aller Unwägbarkeiten bleibt das Fazit: Ein von der Forschung vergessener Planet ist die Venus ganz und gar nicht.

(1) Imperial College London https://www.imperial.ac.uk/news/204073/astronomers-find-hints-life-venus/

(2) Lexikon der Fernerkundung https://www.fe-lexikon.info/lexikon/nahes-infrarot

Quellen:

• Sterne und Weltraum. Heft 3, 2024.
• https://www.ohb.de/magazin/destination-venus-teil-3-war-die-venus-in-der-vergangenheit-ein-zwilling-der-erde-1
• https://www.nature.com/articles/s41550-020-1174-4
• https://www.scinexx.de/news/kosmos/venuswolken-zu-trocken-fuer-leben/
• Nature Astronomy, 2021
• https://www.mps.mpg.de/planetenforschung/venus-oberflaeche
• https://www.dlr.de/de/aktuelles/nachrichten/2024/europa-begibt-sich-auf-den-weg-zur-venus

Verwandte Links

• EnVision-Factsheet der ESA (engl.)
• ESA-Artikel zu EnVision
• https://science.nasa.gov/mission/veritas/

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• Planet Venus

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Quelle: TU Braunschweig 24. April 2024.

24. April 2024 – Ein internationales Forscher*innen-Team unter der Leitung des französischen Laboratory of Plasma Physics (LPP/CNRS) beschreibt in der Fachzeitschrift „Nature Astronomy“ neue Erkenntnisse über die Atmosphäre der Venus. Mit Hilfe von Beobachtungen der Raumsonde BepiColombo, an der auch das Institut für Geophysik und Extraterrestrische Physik (IGEP) sowie das Institut für Datentechnik und Kommunikationsnetze (IDA) der TU Braunschweig beteiligt sind, konnten in der magnetischen Umgebung des Planeten erstmals Kohlenstoff- und Sauerstoffionen nachgewiesen werden. Die Ergebnisse sind jetzt in Nature Astronomy erschienen.

Geheimnisvoller Planet Venus
Unser Nachbarplanet Venus besitzt im Gegensatz zur Erde kein eigenes Magnetfeld. Daher wechselwirkt der von der Sonne ausgehende Teilchenstrom, auch Sonnenwind genannt, direkt mit der oberen Venus-Atmosphäre und entreißt dieser dabei geladene Teilchen, die so in den Weltraum entweichen können. Frühere Messungen von Raumsonden wie Venus Express hatten bereits gezeigt, dass diese Ionen hauptsächlich aus Sauerstoff und Wasserstoff bestehen. Die Massenauflösung der damals verwendeten Instrumente reichte jedoch nicht aus, um zwischen Kohlenstoff, Stickstoff und Sauerstoff zu unterscheiden.

Merkursonde BepiColombo fliegt an Venus vorbei
Auf ihrem Weg zum Merkur braucht die Raumsonde BepiColombo Vorbeiflüge an Erde, Venus und Merkur selbst sowie ein elektrisches Antriebssystem, um gegen die gewaltige Anziehungskraft der Sonne letztendlich in die Merkurumlaufbahn einschwenken zu können. Am 10. August 2021 flog die Raumsonde zum zweiten und letzten Mal an der Venus vorbei.

Bei dieser Gelegenheit näherte sich BepiColombo auf 552 Kilometer an die Oberfläche des Planeten an. Viele der Instrumente an Bord waren während des Vorbeiflugs aktiv und sammelten einzigartige Daten aus der Umgebung der Venus. Unter anderem entdeckte das Ionenmassenspektrometer (MSA) des IDA einen Strom von niederenergetischen Kohlenstoff- und Sauerstoffionen. „Die Magnetfeldmessungen ergänzen diese Partikelmessungen wunderbar und zeigen, dass diese Teilchen tatsächlich aus der Venusmagnetosphäre herausfließen“, freut sich Koautor Daniel Heyner, Mitglied in der IGEP-Magnetometergruppe. Das IGEP hat die Magnetfeldsensoren in Braunschweig gebaut und ist für deren Betrieb einschließlich der Datenverarbeitung zuständig.

Manche Wissenschaftler*innen gehen davon aus, dass die Venus vor 700 Millionen Jahren noch flüssiges Wasser auf der Oberfläche hatte. Durch einen katastrophalen Treibhauseffekt hätte sich die Oberfläche aber so aufgeheizt, dass sämtliches Wasser verdunstet und aus der Atmosphäre entwichen sei. Heutzutage besteht die Venusatmosphäre zu etwa 97 % aus Kohlenstoffdioxid. Die Entdeckung des Kohlenstoff-Teilchenstroms durch die Raumsonde BepiColombo liefert wichtige Informationen über die Zusammensetzung und die Dynamik der Magnetosphäre der Venus und könnte dazu beitragen, auch die bisherige und zukünftige Entwicklung ihrer Atmosphäre zu erklären. Die vom Planeten entweichenden Elektronen erzeugen ein elektrisches Feld, das vermutlich die Kohlenstoff- und Sauerstoffionen mitreißt und aus der Venusatmosphäre schleudert.

Das IGEP an Bord von BepiColombo
Die Doppelraumsonde BepiColombo ist eine Kooperation zwischen der Europäischen Weltraumorganisation ESA und der japanischen Raumfahrtbehörde JAXA. Das IGEP ist an den Magnetfeldmessgeräten auf beiden Raumsonden – Mio (Magnetosphärischer Orbiter) und MPO (Planetarer Orbiter) beteiligt. Finanziert wurden die IGEP-Beiträge von der Deutsche Raumfahrtagentur im Deutschen Zentrum für Luft-und Raumfahrt.

„Es ist schön, dass die jahrelange und intensive Arbeit an unseren Magnetometern bereits erste Früchte trägt, bevor BepiColombo überhaupt am Ziel angekommen ist. Gemeinsam mit den Wissenschaftler*innen am Institut bin ich schon sehr gespannt, was die Instrumente über die Magnetosphäre des Planeten Merkur und sein Inneres herausfinden werden“, so Daniel Heyner.

„Wissenschaftler auf der ganzen Welt freuen sich über diese Messungen von BepiColombo während des Venusvorbeiflugs. Die neuen Daten ermöglichen weitergehende Forschungen über die Entwicklung von Planetenatmosphären, Magnetosphären und ihre Wechselwirkung mit dem Sonnenwind“, zeigt sich Professor Ferdinand Plaschke, Leiter der Arbeitsgruppe am IGEP, erfreut.

Warum ist Weltraumforschung wichtig
BepiColombo ist die erste europäische Mission zum Merkur, die in Kooperation mit der Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) unter der Leitung der Europäischen Weltraumorganisation ESA durchgeführt wird. Die Doppelraumsonde wurde am 20. Oktober 2018 gestartet und befindet sich auf einer siebenjährigen Reise zum kleinsten und am wenigsten erforschten terrestrischen Planeten in unserem Sonnensystem. Wenn sie Ende 2025 beim Merkur ankommt, werden die Hightech-Instrumente an Bord trotz Temperaturen von über 350 °C mindestens ein Jahr lang hochgenaue Daten sammeln, auf die man auf der Erde schon sehnlich wartet.

Merkur ist der einzige Planet im Sonnensystem, der wie die Erde eine feste Oberfläche hat und mit dem flüssigen Kern in seinem Inneren ein Magnetfeld erzeugt. Dieses Magnetfeld und seine Beeinflussung durch den Sonnenwind wird mit den Messgeräten der beiden BepiColombo-Satelliten präzise vermessen, um so den inneren Aufbau des Merkurs zu untersuchen, Unterschiede und Gemeinsamkeiten mit dem Erdkern zu erforschen und dadurch die innere Struktur unseres Heimatplaneten Erde besser zu verstehen.

Originalpublikation
Hadid et al.: BepiColombo observations of cold oxygen and carbon ions in the flank of the induced magnetosphere of Venus, Nature Astronomy, doi: 10.1038/s41550-024-02247-2, 2024.
https://www.nature.com/articles/s41550-024-02247-2
pdf: https://www.nature.com/articles/s41550-024-02247-2.pdf

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• BepiColombo auf Ariane 5 ECA
• Planet Venus

Der Beitrag Raumsonde BepiColombo lüftet den Schleier der Venus erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung 12. April 2024.

12. April 2024 – Im Vorbeiflug an der Venus hat die europäisch-japanische Doppelraumsonde Bepi Colombo erstmals Kohlenstoff-Ionen gefunden, die aus der Atmosphäre des Planeten ins All entweichen. Davon berichtet eine Forschergruppe unter Beteiligung des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung (MPS) in Göttingen heute in der Fachzeitschrift Nature Astronomy. Um auf dem Weg zum Merkur abzubremsen, hatte Bepi Colombo am 10. August 2021 zum zweiten Mal die Venus passiert. Ausgestattet mit Messinstrumenten, die denen früherer Venus-Reisenden überlegen sind, durchflog die Raumsonde dabei eine bisher unerforschte Region auf der Nachtseite des Planeten. Untersuchungen der Ionenverteilung helfen zu verstehen, welche Prozesse die Atmosphäre unseres Nachbarplaneten geformt haben und warum sie sich stark von der Gashülle der Erde unterscheidet. Ideengeber für die neuen Messungen war ein seltenes kosmisches Ereignis, das sich vor 25 Jahren ereignete – und einen Hauch der Venus bis zur Erde brachte.

Eigentlich sollte das Messinstrument MPPE (Mercury Plasma Particle Experiment) den Venus-Vorbeiflug von BepiColombo am 10. August 2021 „verschlafen“. Um auf dem Weg zum Zielplaneten Merkur Flugrichtung und -geschwindigkeit anzupassen, führte die Flugroute der Raumsonde zum zweiten Mal nah an der Venus vorbei. Den wissenschaftlich-technischen Teams der einzelnen Messinstrumente an Bord bieten Stippvisiten dieser Art nicht nur die Gelegenheit, ihr Instrument unter echten Weltraumbedingungen zu testen. Oft enthalten die Messdaten auch wertvolle wissenschaftliche Erkenntnisse. Für MPPE war jedoch nicht mit optimalen Messbedingungen zu rechnen. Während der Anreise zum Merkur fliegen beide Teilsonden von BepiColombo „aufeinandergestapelt“ durchs All; in dieser Konfiguration schränken einige Hardwarekomponenten die Sicht von MPPE ein. Das Instrument sollte ausgeschaltet bleiben.

Forscher des MPPE-Teams drangen dennoch darauf, während des Vorbeiflugs die Verteilung geladener und ungeladener Teilchen in der Umgebung des Planeten so gut es geht zu bestimmen. „Seit mehr als zwei Jahrzehnten treiben uns Messungen der Raumsonde SOHO um“, begründet dies MPS-Wissenschaftler Dr. Markus Fränz, einer der Koautoren der neuen Studie. 1996 entdeckte SOHO in der Nähe der Erde Kohlenstoff-Ionen von der Venus. Damals lag die Erde genau im Sonnenwindschatten der Venus. Unter diesen seltenen Bedingungen konnten Ionen aus der sonnenabgewandten Umgebung der Venus weit ins All vordringen und sogar die Erde erreichen. Vor Ort an der Venus war der Nachweis von Kohlenstoff-Ionen in größerer Entfernung vom Planeten bisher nicht geglückt. „Dem wollten wir unbedingt nachgehen“, so Fränz weiter.

Kein Wasser, schwaches Magnetfeld
Die Forschenden interessiert besonders, warum Venus und Erde seit ihrer Entstehung so unterschiedliche Entwicklungswege eingeschlagen haben und heute völlig verschiedene Bedingungen bieten. Während unser Heimatplanet eine lebensfreundliche Welt mit viel Wasser und sauerstoffreicher Atmosphäre wurde, hat die Venus ihr einstiges Wasser weitestgehend verloren. Der hohe Anteil an Kohlenstoffdioxid in ihrer Lufthülle begünstigt zudem einen extremen Treibhauseffekt und erzeugt so hohe Oberflächentemperaturen von im Schnitt mehr als 450 Grad Celsius. „Die Prozesse, die sich noch heute in der Ionosphäre der Venus abspielen, liefern wichtige Hinweise darauf, wie sich der Planet entwickelt hat“, so MPS-Wissenschaftler und Koautor Dr. Norbert Krupp.

Anders als die Erde erzeugt die Venus in ihrem Innern nicht selbst ein Magnetfeld, das Teilchen aus der Atmosphäre an den Planeten bindet. Die geladenen Teilchen des Sonnenwindes, des stetigen Teilchenstroms von der Sonne, induzieren lediglich ein schwaches Magnetfeld. Leichte oder schnelle Teilchen können deshalb den Einflussbereich des Planeten mühelos verlassen. Schwere Ionen und Moleküle hingegen wie etwa Kohlenstoff-Ionen müssten – wie auch auf der Erde oder dem Mars – eigentlich gebunden bleiben. Oder nicht?

Höhere Auflösung als Vorgänger
Beim Vorbeiflug ist es nun erstmals gelungen, die SOHO-Messungen von 1996 in unmittelbarer Nähe zur Venus zu bestätigen. „Offenbar erhalten Kohlenstoff-Ionen in der Venus-Magnetosphäre genug Energie, um ins All zu entweichen“, fasst MPS-Wissenschaftler und Koautor Dr. Harald Krüger zusammen. Das zeigen Messungen der MPPE-Sensoren Mass Spectrum Analyzer (MSA) und Mercury Ion Analyzer (MIA), die Mitglieder des MPPE-Teams unter Leitung des Pariser Observatoriums heute in der Fachzeitschrift Nature Astronomy veröffentlichen. Vergleichbare Untersuchungen älterer Venus-Sonden wie etwa Venus Express waren nicht in der Lage gewesen, Kohlenstoff-Ionen von anderen Ionen und Molekülen mit ähnlichen Massen verlässlich zu unterscheiden. Erst die Instrumente von BepiColombo boten dafür jetzt die notwendige Massenauflösung.

„In der Atmosphäre der Venus ist offenbar eine komplexe Atmosphären-Chemie am Werk, die sich von der von Erde und Mars grundlegend unterscheidet“, so Fränz. Neben den Kohlenstoff-Ionen fanden die Forscher*innen zudem etwa dreimal so viele entweichende Sauerstoff-Ionen. Der Überschuss an Sauerstoff-Ionen deutet auf Wasser-Moleküle oder -Ionen als mögliche Quelle hin.

Flugroute durch unerforschtes Gebiet
Beim Vorbeiflug näherte sich BepiColombo der Venus von der Nachtseite. Dort ist die Venus-Magnetosphäre typischerweise schweifförmig langgezogen und ragt weit ins All hinaus. Die aktuellen Messungen gelangen in einem Abstand von etwa 36.000 Kilometern vom Planeten. Diese Region hatte zuvor noch keine andere Weltraummission durchquert: Die Flugbahnen der ESA-Raumsonde Venus Express, die den Planeten ab 2006 etwa acht Jahre lang umrundete, führten auf der Nachtseite des Planeten näher an der Oberfläche vorbei; der in den späten 70er Jahren gestartete Pioneer Venus Orbiter der NASA hielt hingegen einen größeren Abstand.

Weitere Erkenntnisse zu den chemischen Reaktionen, die sich in der Atmosphäre der Venus abspielen, erhoffen sich die Wissenschaftler*innen von künftigen Venus-Besuchern. Auf ihrem sehr langgestreckten Orbit um die Sonne wird die ESA-Raumsonde Solar Orbiter den Planeten in den nächsten Jahren mehrfach passieren; voraussichtlich in den 30er Jahren startet zudem die ESA-Venus-Mission EnVision ins All.

MPS-Beteiligungen
Das Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung ist an insgesamt vier Instrumenten der Mission BepiColombo beteiligt. Zum Instrumentenpaket MPPE (Mercury Plasma Particle Experiment) haben Wissenschaftler*innen und Ingenieur*innen des Instituts Komponenten des Sensors MSA (Mass Spectrum Analyzer) entwickelt und gebaut. Zudem war und ist das Institut an Venus-Missionen beteiligt. Zu der ESA-Raumsonde Venus Express hatte das Institut das Messinstrument ASPERA-4 (Analyser of Space Plasmas and Energetic Atoms) beigesteuert. Für die künftige ESA-Mission EnVision zur Venus entwickelt das MPS Komponenten des Spektrometers VenSpec.

Originalveröffentlichung
L.Z. Hadid, D. Delcourt, Y. Saito, M. Fränz et al.:
BepiColombo observations of cold oxygen and carbon ions in the flank of the induced magnetosphere of Venus
Nature Astronomy, 12. April 2024
dx.doi.org/10.1038/s41550-024-02247-2
https://www.nature.com/articles/s41550-024-02247-2
pdf: https://www.nature.com/articles/s41550-024-02247-2.pdf

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• Planet Venus

Der Beitrag Venus: Kohlenstoff-Ionen im Vorbeiflug erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: ESA Science & Exploration, 25. Januar 2024

Die Annahme bedeutet, dass die Studienphase abgeschlossen ist und die ESA sich zur Durchführung der Mission verpflichtet. Nach der Auswahl des europäischen industriellen Auftragnehmers im Laufe dieses Jahres werden die Arbeiten zur Fertigstellung des Designs und zum Bau des Raumfahrzeugs bald beginnen. EnVision soll im Jahr 2031 mit einer Ariane-6-Rakete gestartet werden.

„Seit der Auswahl der Mission im Jahr 2021 sind wir von allgemeinen wissenschaftlichen Zielen zu einem konkreten Missionsplan übergegangen“, sagt Thomas Voirin, Leiter der EnVision-Studie der ESA. „Wir freuen uns sehr, den nächsten Schritt zu machen. EnVision wird Antworten auf seit langem offene Fragen zur Venus geben, dem wohl am wenigsten verstandenen terrestrischen Planeten des Sonnensystems.“

Die Venus ist der nächste Nachbar der Erde – viel näher als der Mars – und unserem Heimatplaneten in Masse und Größe sehr ähnlich. Anders als die Erde ist sie jedoch kein angenehmer Ort für einen Besuch. Von allen Gesteinskörpern des Sonnensystems hat sie die dichteste Atmosphäre und ist vollständig von dicken Wolkenschichten bedeckt, die hauptsächlich aus Schwefelsäure bestehen. Die Oberfläche der Venus ist im Durchschnitt 464 °C heiß, und der Luftdruck ist 92-mal höher als auf der Erdoberfläche. Das wirft die Frage auf: Wie und wann ist der Zwilling der Erde so unwirtlich geworden?

Wissenschaft mit EnVision

Die Messungen von EnVision werden dazu beitragen, wichtige Rätsel unseres heißen Nachbarn zu entschlüsseln. So wird EnVision beispielsweise aufdecken, wie Vulkane, Plattentektonik und Asteroideneinschläge die Venusoberfläche geformt haben und wie geologisch aktiv der Planet heute ist. Die Mission wird auch das Innere des Planeten untersuchen und Daten über die Struktur und Dicke des Venuskerns, -mantels und der Kruste sammeln. Schließlich wird sie das Wetter und das Klima auf der Venus untersuchen, einschließlich der Frage, wie diese durch die geologische Aktivität auf dem Boden beeinflusst werden.

Erfahren sie mehr über EnVision

„Das Besondere an EnVision ist der Ansatz der Mission, den gesamten Planeten als System zu untersuchen. Sie wird die Oberfläche, das Innere und die Atmosphäre der Venus mit noch nie dagewesener Genauigkeit untersuchen und es uns ermöglichen zu verstehen, wie sie funktionieren und miteinander interagieren. EnVision wird zum Beispiel mehrere Messverfahren einsetzen, um nach Signaturen von aktivem Vulkanismus an der Oberfläche und in der Atmosphäre zu suchen“, erklärt Anne Grete Straume-Lindner, die Projektwissenschaftlerin der Mission.

Um diese ganzheitliche Untersuchung zu ermöglichen, wird EnVision ein umfangreiches wissenschaftliches Instrumentarium mitführen. Es wird die erste Mission sein, die mit ihrem Radargerät direkt unter der Venusoberfläche sucht. Ein zweites Radarinstrument, VenSAR, wird die Oberfläche mit einer Auflösung von bis zu 10 Metern kartieren und Eigenschaften wie die Oberflächentextur bestimmen. Drei verschiedene Spektrometer werden die Beschaffenheit der Oberfläche und der Atmosphäre untersuchen. Und ein Radiowissenschaftsexperiment wird mithilfe von Radiowellen die innere Struktur des Planeten und die Eigenschaften der Atmosphäre untersuchen.

Starkes Erbe und fruchtbare Zusammenarbeit

EnVision wird sich der ESA-Wissenschaftsflotte von Sonnensystemforschern anschließen. Diese Missionen befassen sich mit zwei wichtigen wissenschaftlichen Themen der Cosmic Vision 2015-2025 der ESA, nämlich: Was sind die Bedingungen für die Bildung von Planeten und die Entstehung von Leben? und Wie funktioniert das Sonnensystem?

Es wird die zweite europäische Mission zur Venus sein. Die ESA-Mission Venus Express (2005-2014) konzentrierte sich auf die Atmosphäre des Planeten, machte aber auch dramatische Entdeckungen, die auf mögliche vulkanische Hotspots auf der Oberfläche des Planeten hinwiesen. (Lesen Sie hier mehr über die wissenschaftlichen Höhepunkte von Venus Express.) Die Erforschung der Atmosphäre wurde mit der Akatsuki-Mission der JAXA fortgesetzt, die immer noch aktiv atmosphärische Bewegungen und das Wetter auf der Venus verfolgt.

Vor längerer Zeit zeichneten die Mariner– und Pioneer-Venus-Missionen der NASA (1960er und 1970er Jahre), die Venera– und Vega-Missionen der Sowjetunion (1960er bis 1980er Jahre) und die Magellan-Radarkartierungsmission der NASA (1990-1994) das Bild einer trockenen Welt mit Landschaften, die von Vulkanen und intensiver geologischer Aktivität geprägt sind. Sie entdeckten weite, von Lavaströmen gezeichnete Ebenen, die von Hochebenen und Bergen begrenzt wurden. Das VenSAR-Instrument von EnVision, das voraussichtlich von der NASA beigesteuert wird, wird die Venusoberfläche mit einer viel höheren Auflösung als Magellan kartieren und Oberflächenmerkmale erkennen, die mehr als zehnmal kleiner sind.

Lesen Sie mehr über frühere Missionen zur Venus

Dieses Mal wird EnVision auf seiner Reise zur Venus nicht allein sein. In Erwartung einer fruchtbaren Zusammenarbeit hat die NASA im Rahmen ihres Discovery-Programms auch zwei neue Missionen zur Venus ausgewählt: DAVINCI (Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble gases, Chemistry, and Imaging) und VERITAS (Venus Emissivity, Radio Science, InSAR, Topography, and Spectroscopy). Zusammen werden EnVision, DAVINCI und VERITAS die bisher umfassendste Untersuchung der Venus ermöglichen.

EnVision ist eine von der ESA geleitete Mission in Partnerschaft mit der NASA. Die NASA wird voraussichtlich das VenSAR-Instrument (Synthetic Aperture Radar) sowie die Unterstützung des Deep Space Network bereitstellen. Die anderen Nutzlastinstrumente werden von den ESA-Mitgliedsstaaten beigesteuert, wobei ASI, DLR, BelSPO und CNES jeweils die Beschaffung des Subsurface Sounding Radar (SRS) und der Spektrometer VenSpec-M, VenSpec-H und VenSpec-U leiten. Das Radiowissenschaftsexperiment wird von Frankreich geleitet und von Deutschland unterstützt.

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• EnVision : ESAs Venus-Mission (M5) auf Ariane 62

Der Beitrag Wir nehmen Kurs auf die Venus: ESA bewilligt EnVision erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: ESA Science & Exploration, 25. Januar 2024.

Aufgabe: Verstehen, warum der nächste Nachbar der Erde, die Venus, so anders ist.

Partnerschaft: EnVision ist eine von der ESA geleitete Mission in Partnerschaft mit der NASA, wobei die NASA das Synthetic Aperture Radar (VenSAR) und das Deep Space Network für kritische Phasen der Mission bereitstellt (weitere Informationen zu den europäischen Beiträgen zu EnVision siehe unten)

Warum die Venus? Die Venus ist der erdähnlichste der terrestrischen Planeten der Sonne, was ihre Größe, Zusammensetzung und Entfernung von der Sonne betrifft. Doch zu einem bestimmten Zeitpunkt in der Geschichte der Planeten begannen beide, sich sehr unterschiedlich zu entwickeln. Die Venus ist heute viel zu heiß, um flüssiges Wasser an ihrer Oberfläche zu beherbergen, aber sie könnte über Milliarden von Jahren ein eher erdähnliches Klima gehabt haben, bevor sie einen unkontrollierbaren Treibhauseffekt entwickelte. Daher ist die Venus ein natürliches Laboratorium, um zu untersuchen, wie sich die Bewohnbarkeit – oder das Fehlen derselben – im Sonnensystem entwickelt hat.

Zielsetzungen: EnVision wird die erste Mission sein, die die Venus von ihrem inneren Kern bis zu ihrer oberen Atmosphäre erforscht und die Wechselwirkung zwischen ihren verschiedenen Hüllen – Atmosphäre, Oberfläche/Unterfläche und Inneres – charakterisiert. Ziel ist es, einen ganzheitlichen Blick auf die Venus zu werfen und die Geschichte, die Aktivität und das Klima des Planeten zu untersuchen.

Die EnVision-Mission wird sich mit einer Reihe von Schlüsselfragen zu unserem Nachbarn befassen:

• Wie haben sich die Oberfläche und das Innere der Venus entwickelt?
• Wie aktiv ist die Venus heute geologisch und tektonisch, und wie aktiv war sie in den letzten Milliarden Jahren?
• Wie werden die Atmosphäre und das Klima der Venus durch geologische Prozesse geformt?
• Gab es auf der Venus Ozeane – und könnten sich in den ältesten Gesteinen der Venusoberfläche Hinweise auf vergangenes Wasser finden?
• Wie verliert die Venus Wärme, und wann und warum hat der Treibhauseffekt auf dem Planeten begonnen?

Vorläufer: Die Mission baut auf dem Erfolg von Missionen wie Venus Express der ESA (2005-2014), dem sowjetischen Venera-Programm (1961-1984), der Pioneer-Venus-Mission der NASA (1978-1992) und dem Magellan Orbiter der NASA (1989-1994) auf. Zusammenfassungen dieser Missionen und ihrer wissenschaftlichen Ergebnisse finden Sie unter ‚Frühere Venusmissionen‚. Das Projekt wird auch die Ergebnisse der Akatsuki-Mission der JAXA nutzen, die 2015 in eine Umlaufbahn um die Venus eintrat. EnVision wird in Synergie mit den bevorstehenden NASA-Missionen VERITAS (Venus Emissivity, Radio Science, InSAR, Topography, and Spectroscopy) und DAVINCI+ (Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble gases, Chemistry, and Imaging) arbeiten, um die bisher umfassendste Untersuchung der Venus zu ermöglichen

Abmessungen: EnVision wird ein grob rechteckiger, dreiachsenstabilisierter Satellit sein, der beim Start 2,5 Tonnen wiegt und in verstautem Zustand ca. 2 m x 2 m x 3 m misst, mit zwei ausfahrbaren Solarzellen

Instrumente: Die wissenschaftliche Nutzlast von EnVision besteht aus VenSAR, einem Dualpolarisations-S-Band-Radar, das auch als Mikrowellenradiometer und Höhenmesser arbeitet und die Venusoberfläche kartieren wird, drei optischen Spektrometern (VenSpec-M, VenSpec-U und VenSpec-H) zur Beobachtung der Venusoberfläche und -atmosphäre sowie dem Subsurface Radar Sounder (SRS), einem Hochfrequenz (HF)-Sondierungsradar zur Untersuchung des obersten Kilometers des Untergrunds. Ergänzt werden diese Systeme durch eine funkwissenschaftliche Untersuchung, bei der das Telemetriesystem TT&C (Telemetry Tracking and Command) des Raumfahrzeugs genutzt wird, um das Schwerefeld des Planeten zu kartieren und seine innere Struktur einzugrenzen sowie die Zusammensetzung und Struktur der Venusatmosphäre zu messen.

Auswahl: Die Mission wurde vom Ausschuss für das Wissenschaftsprogramm der ESA am 10. Juni 2021 als fünfte Mission der mittleren Klasse im Rahmen des Plans Cosmic Vision der ESA ausgewählt. Sie wurde am 25. Januar 2024 angenommen.

Start: Der Start von EnVision ist für die frühen 2030er Jahre geplant. Die Mission soll vom Weltraumbahnhof der ESA in Kourou, Französisch-Guayana, mit einer Ariane 62 starten.

Reise und Umlaufbahn: EnVision wird die Venus nach einer 15-monatigen Reise erreichen. Nach der Ankunft wird die Sonde 15 Monate lang die Venusatmosphäre durchfliegen, um allmählich ihre wissenschaftliche Umlaufbahn zu erreichen, eine niedrige, quasi polare Venusumlaufbahn mit einer variablen Höhe zwischen 220 und 540 km und einer Umlaufzeit von etwa 94 Minuten.

Lebenszeit: Nominale wissenschaftliche Gesamtdauer von sechs Venus-Sternzeittagen (vier Erdjahre)

Beiträge der ESA-Mitgliedsstaaten: ASI, DLR, BelSPO und CNES werden jeweils die Beschaffung der Instrumente SRS, VenSpec-M, VenSpec-H und VenSpec-U leiten. Das radiowissenschaftliche Experiment wird von Instituten in Frankreich und Deutschland geleitet. Start und Betrieb werden durch das ESA Mission Operations Centre (MOC) im ESOC (Darmstadt) und das Science Operations Centre (SOC) im ESAC (Madrid) unterstützt, wobei der Instrumentenbetrieb und die operativen Schnittstellen auf die Instrumententeams verteilt sind.

Fakten zur EnVision-Mission

EnVision wird Beobachtungen im ultravioletten, sichtbaren und infraroten Bereich sowie im Mikrowellen- und Hochfrequenzradiobereich kombinieren, um geologische und atmosphärische Prozesse in verschiedenen Maßstäben zu untersuchen, vom Kern bis zur oberen Atmosphäre der Venus.

Die Sonde wird die offenen Fragen weiterverfolgen, die durch frühere Missionen zum Planeten aufgeworfen wurden, darunter die ESA-Sonde Venus Express, die sich auf die Erforschung der Atmosphäre konzentrierte, aber auch eine rätselhafte Planetenoberfläche mit Anzeichen geologischer Aktivität zeigte. Weitere Fragen betreffen das Klima und die Geschichte des Wassers auf der Venus.

Jüngste Forschungsergebnisse deuten stark darauf hin, dass die Entwicklung der Atmosphäre und des Inneren der Venus miteinander gekoppelt sind, was die Notwendigkeit unterstreicht, die Atmosphäre, die Oberfläche und das Innere der Venus als ein System zu untersuchen.

Der Beitrag der NASA zu EnVision, VenSAR, baut auf jahrzehntelanger Erfahrung mit planetarischen Radargeräten auf, die auf die 1989 zur Venus gestartete NASA/JPL Magellan-Radarmission zurückgeht.

EnVision ist die erste Mission zur Venus mit einem Sondierungsradar (SRS), das die Eigenschaften des Planeten direkt messen wird.

Darüber hinaus wird das VenSAR-Radar das erste Instrument sein, das Teile des Planeten mit einer sehr feinen Auflösung von 10 Metern abbildet und polarimetrische Aufnahmen macht, um unser Wissen über die Venusoberfläche zu erweitern.

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• EnVision : ESAs Venus-Mission (M5) auf Ariane 62

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Quelle: Universität Stuttgart 7. November 2023.

7. November 2023 – Unser Sonnensystem hat zwei bemerkenswert ähnliche Planeten: die Erde und die Venus. Sie sind wahrscheinlich gleich alt, vergleichbar groß und vermutlich aus den gleichen Materialien entstanden. Aber es gibt auch große Unterschiede zwischen beiden Himmelskörpern. Während die Erde einen blauen Himmel, Ozeane mit flüssigem Wasser voller Leben und eine sauerstoffreiche Atmosphäre hat, ist die Venus umgeben von einer dichten Wolkendecke aus Kohlendioxid, Stickstoff und verschiedenen Spurengasen. Ein Team um Heinz-Wilhelm Hübers, Direktor des DLR-Instituts für Optische Sensorsysteme in Berlin konnte nun erstmals direkt die Konzentration des atomaren Sauerstoffs sowohl auf der Tag- als auch auf der Nachtseite der Venusatmosphäre messen.

Die Ergebnisse wurden am 7. November 2023 in der Zeitschrift nature veröffentlicht und basieren auf Beobachtungen der fliegenden Sternwarte SOFIA, ein Gemeinschaftsprojekt der deutschen und der amerikanischen Raumfahrtagentur DLR und NASA. Das Deutsche SOFIA Institut (DSI) der Universität Stuttgart koordiniert die SOFIA-Aktivitäten auf deutscher Seite.

In der Atmosphäre der Venus herrschen zwei starke Strömungen vor: Unterhalb von etwa 70 Kilometern gibt es Winde, die in Hurrikanstärke entgegen der Rotationsrichtung der Venus wehen, jedoch strömen oberhalb von 120 Kilometern starke Winde in Rotationsrichtung. Zwischen diesen beiden entgegengesetzten atmosphärischen Strömungen befindet sich eine Schicht von atomarem Sauerstoff. Dieser entsteht durch die UV-Strahlung der Sonne, die das Kohlendioxid und Kohlenmonoxid der Venusatmosphäre in atomaren Sauerstoff und weitere Produkte zerlegt.

Direktes Messverfahren weist atomaren Sauerstoff nach
Bislang konnten Wissenschaftler & Wissenschaftlerinnen atomaren Sauerstoff nur indirekt nachweisen – basierend auf Messungen anderer Moleküle in Kombination mit photochemischen Modellen. Forschende vom DLR-Institut für Optische Sensorsysteme, dem Max-Planck-Institut für Radioastronomie und der Universität zu Köln ist es im November 2021 erstmals gelungen, die äußerst reaktiven Sauerstoffatome in der Atmosphäre der Venus direkt nachzuweisen. Die Messungen wurden mit dem Terahertz-Spektrometer upGREAT (German Receiver for Astronomy at Terahertz Frequencies) an Bord von SOFIA durchgeführt. „Sie waren besonders herausfordernd, da die Venus nur an drei Tagen für jeweils circa 20 Minuten mit SOFIA beobachtet werden konnte und zudem nur wenig über dem Horizont stand. Dank der überragenden Messempfindlichkeit von upGREAT und der einzigartigen Fähigkeiten von SOFIA gelang es, eine Karte der Sauerstoffverteilung auf der Venus zu erstellen“, sagt Heinz-Wilhelm Hübers, Erstautor der nature-Veröffentlichung.

Ergebnisse der Messungen
Die Emission der Venus wurde in einem schmalen Frequenzbereich um 4,74 Terahertz (THz) gemessen, was einer Wellenlänge von 63,2 Mikrometern entspricht. Der atomare Sauerstoff in der Venus-Atmosphäre absorbiert diese Strahlung. Das ist vergleichbar mit den Fraunhoferlinien im Sonnenspektrum, die einen Hinweis auf die in der Sonnenatmosphäre befindlichen Atome geben. So entsteht im Terahertzspektrum der Venus eine Absorptionslinie, die charakteristisch für den atomaren Sauerstoff ist. Die Stärke und Form des Absorptionssignals ist ein Maß für die Menge des atomaren Sauerstoffs und für seine Temperatur. „Wir konnten damit zeigen, dass der Sauerstoff auf der Tagseite der Venus gebildet wird und seine Konzentration mit abnehmender Sonneneinstrahlung ebenfalls abnimmt. Auf der Nachtseite deutet eine lokale Konzentrationserhöhung auf eine Anreicherung des atomaren Sauerstoffs in Folge von Windströmungen hin“, erklärt Hübers.

Aus der Temperatur des atomaren Sauerstoffs von etwa -120 Grad Celsius auf der Tagseite bis -160 Grad Celsius auf der Nachtseite lässt sich ableiten, dass er vorwiegend in einer Höhenschicht um 100 Kilometer vorkommt. Seine Konzentration ist damit rund 10-mal geringer als in der Atmosphäre der Erde. „Die Messung dieser deutlichen Unterschiede zur Erde können zukünftig zu einem besseren Verständnis beitragen, warum sich die Erde und ihr Schwesterplanet Venus so unterschiedlich entwickelt haben“, erläutert Bernhard Schulz, SOFIA Science Mission Deputy Direktor der Universität Stuttgart.

Originalveröffentlichung:
Direct detection of atomic oxygen on the dayside and nightside of Venus¸ nature, 7. November 2023, Volume 14, page 1-7; DOI number: 10.1038/s41467-023-42389-x
https://www.nature.com/articles/s41467-023-42389-x
pdf: https://www.nature.com/articles/s41467-023-42389-x.pdf

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• Stratosphären-Observatorium SOFIA
• Planet Venus

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Quelle: DLR 10. August 2023.

10. August 2023 – VERITAS ist eine NASA-Mission, die den Planeten Venus umkreisen wird und dabei Daten aus Infrarotspektroskopie, Radarbildern, Topografie und Interferometrie sammeln soll. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) ist dabei ein wichtiger Partner. Derzeit findet als Vorbereitung für die Venusmission, die für das nächste Jahrzehnt geplant ist, in Island eine Feldkampagne statt. Dort kommt der hochentwickelte flugzeuggestützte F-SAR-Radarsensor des DLR zum Einsatz, um solche Arten von Lavaströmen zu untersuchen und zu charakterisieren, die auch auf der Venus zu erwarten sind. Gleichzeitig setzen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des DLR am Boden einen Prototypen des Venus Emissivity Mapper (VEM) ein, um die spektralen Eigenschaften im nahen Infrarot zu erfassen. Die Feldkampagne in Island ist eine gemeinsame Expedition des Jet Propulsion Laboratory (JPL) der amerikanischen Weltraumbehörde NASA, des DLR und eines internationalen Wissenschaftsteams. VERITAS steht für „Venus Emissivity, Radio science, InSAR, Topography, And Spectroscopy“.

Das vulkanische Island ist eine hervorragende Testumgebung für wissenschaftliche Experimente, die zur Vorbereitung zukünftiger Missionen zum Erdnachbarn Venus durchgeführt werden sollen. „Die Charakterisierung und Messung von Ausmaß und Art der vulkanischen und tektonischen Vorgänge auf der Venus sind der Schlüssel zum Verständnis der Evolution von festen Planetenoberflächen und Gesteinsplaneten im Allgemeinen”, sagt Dr. Sue Smrekar, Principal Investigator des JPL für VERITAS. Es war die Magellan-Mission der NASA in den 1990er Jahren, die einen ersten detaillierten „Blick“ auf eine Venusoberfläche ermöglichte, die von Wolken aus Schwefelsäure eingehüllt war.

Die globalen topographischen Karten auf der Basis von Radarmessungen der Magellan-Mission enthüllten damals einen Planeten, dessen Oberfläche während der letzten 500 Millionen Jahre durch Vulkantätigkeit fast vollständig neu gestaltet wurde. Nach Magellan standen noch viele Fragen im Raum. Und aus der Auswertung der Magellan-Daten ergaben sich weitere Fragen: Weshalb haben Erde und Venus, die in Bezug auf Größe und Masse fast gleich sind, in ihrer 4,5 Milliarden Jahre dauernden Entwicklung völlig unterschiedliche Wege eingeschlagen? Was hat sich während der vier Milliarden Jahre vor der letzten globalen Neugestaltung der Oberfläche zugetragen? Und gibt es letztlich noch aktive Vulkane? Diese Fragen sind die Motivation für neue Missionen zur weiteren Erforschung der Venus in den 2030er Jahren – und schon heute für die missionsvorbereitenden Aktivitäten auf Island.

Radar – ein Weg, die Oberfläche der Venus in hoher Auflösung zu sehen
Das DLR-Institut für Hochfrequenztechnik und Radarsysteme setzt in Island sein F-SAR-Radarsystem ein, um Radarbilder vom Flugzeug aus aufzunehmen und Daten zu gewinnen, die jenen ähneln, die bei späteren Radarmissionen zur Venus (etwa VERITAS der NASA oder EnVision der Europäischen Raumfahrtagentur ESA) erwartet werden.

Daten des Radarsystems F-SAR des DLR werden verwendet, um Oberflächeneigenschaften der Lavaströme abzuschätzen und Algorithmen sowie Methoden zu testen, die für die Erfüllung der Mission VERITAS erforderlich sind. „Unser Forschungsflugzeug vom Typ Dornier 228-212, das in einer Höhe von 6.000 Metern über dem Boden operiert, nimmt Radardaten auf mehreren Frequenzbändern gleichzeitig auf, ähnlich denen, die bei VERITAS sowie EnVision auf der Venus zur Anwendung kommen werden und auch bei Magellan in den 1990ern verwendet wurden”, erklärt Ralf Horn vom Institut für Hochfrequenztechnik und Radarsysteme im DLR.

Darüber hinaus führen die VERITAS-Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auf Island Bodenmessungen durch und sammeln Gesteinsproben von verschiedenen Arten erstarrter Lava für Laboranalysen. Diese werden später dazu dienen, die Radardaten der Venusmissionen besser interpretieren zu können. Die Daten werden in zwei Messgebieten erhoben, sowohl aus der Luft also auch auf dem Boden. Das erste Messgebiet liegt auf der Halbinsel Reykjanes, auf der sich auch der zuletzt aktive Vulkan Litli-Hrútur befindet. Das zweite Messgebiet liegt im Holuhraun-Gebiet in der Nähe des Vulkans Askja, wo eine Fläche, die noch größer ist als die Insel Sylt mit knapp 100 Quadratkilometern. Holuhraun ist 2014/15 durch einen außerordentlich langen und massereichen Vulkanausbruch entstanden. „Die Flexibilität des DLR-Radarsystems F-SAR zur Erfassung interferometrischer und polarimetrischer Daten wird für die Entwicklung von Algorithmen zur Untersuchung des Planeten Venus von unschätzbarem Wert sein”, betont Dr. Scott Hensley von JPL, Project Scientist für VERITAS und Instrument Project Scientist für EnVision.

Venus Emissivity Mapper (VEM)
Dr. Solmaz Adeli vom DLR-Institut für Planetenforschung leitet das Team, das während der Island-Kampagne vulkanische Oberflächen spektroskopisch untersucht. „Das wird für uns bei der Charakterisierung der mineralogischen Zusammensetzung und des Ursprungs der wichtigen geologischen Terrains auf der Planetenoberfläche der Venus eine enorme Hilfe sein, wenn der Venus Emissivity Mapper (VEM) während der Missionsphase ‚echte‘ Venusdaten aus dem Orbit liefert”, sagt sie. VEM ist eine vom DLR für die Missionen VERITAS der NASA und EnVision der ESA bereitgestellte Spektralkamera, die im nahen Infrarot aufzeichnet. Es ist das erste Instrument, das speziell zum Kartieren der Gesteinsarten und der Mineralogie an der Oberfläche der Venus von der Umlaufbahn aus entwickelt wurde. „Die globale Kartierung der Mineralogie der Venus und die Entschlüsselung ihrer vulkanischen Geschichte und der Veränderung des Planeten über die Zeit ist eines der Hauptziele der Missionen VERITAS und EnVision”, erklärt Adeli weiter.

Ihr Team verwendet den V-EMulator, einen Prototypen der Nahinfrarot-Multispektralkamera VEM, die an Bord von VERITAS mitfliegen wird. Es werden Lavaströme klassifiziert, die von sehr frischem Gelände bis hin zu Gebieten reichen, die im Lauf der Geschichte verändert wurden. „Sehr frisch“ bedeutet für die Forschenden auf Island, dass sie heiße, geschmolzene Lava messen können, Lava, die zwischen dem 10. Juli und Anfang August dieses Jahres aus dem Vulkan Litli-Hrútur ausströmte und momentan abkühlt.

Das Team wird auch Proben erstarrter Lava sammeln, die in das Planetary Spectroscopy Laboratory (PSL) am DLR-Standort Berlin gebracht werden. Dort wird bei Temperaturen wie auf der Venus in einer Simulationskammer ihr Emissionsgrad in unterschiedlichen Wellenlängen analysiert werden. Die spektralen Eigenschaften eines Gesteins bei „normalen“, also auf der Erde vorherrschenden Temperaturen unterscheiden sich von den Werten bei hohen Temperaturen wie auf der Venus. Um die Daten entsprechend interpretieren zu können, ist wichtig, dass man genau versteht, was gemessen wird.

Da es sehr wahrscheinlich ist, dass noch aktive Vulkane auf der Venus existieren, nutzt eine andere Gruppe im VERITAS-Team die bei der Feldkampagne gewonnenen Daten, um die angenommene vulkanische Aktivität auf dem Erdnachbarn besser zu verstehen. „Wir untersuchen das Infrarotsignal aktiver Ausbrüche und suchen nach neuen Lavaströmen”, sagt Nils Müller, Gastwissenschaftler der Freien Universität Berlin am DLR-Institut für Planetenforschung. Die Dyngjusandur-Wüste (eine kalte Sandwüste) und zwei durch Erdspalten ausgetretene Lavaströme – Holuhraun und Thorvaldshraun – sind hervorragende Analogien auf Island, um die Studien vorzubereiten. Diese jüngsten Lavaströme sind groß genug, um auch dann nachweisbar zu sein, wenn sie auf der Venus auftreten würden.

Die zweiwöchige Feldkampagne in Island, die mit Unterstützung der Universität von Island und der Europlanet-Gesellschaft durchgeführt wird, begann am 31. Juli 2023. Das erste untersuchte Gelände ist das abgelegene Vulkangebiet Holuhraun in der Nähe des berühmten Vulkans Askja, der an den größten Gletscher Europas angrenzt, den Vatnajökull. Eingehend untersucht werden mehrere ausgewählte Standorte, die vorab mit Daten der deutschen Radarsatelliten TerraSAR-X und TanDEM-X charakterisiert wurden. Gegenwärtig begibt sich das Team auf die Halbinsel Reykjanes, um den jungen Laven des Litli-Hrútur-Vulkans so nahe wie möglich zu kommen.

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• Planetenerforschung: Konzepte und zukünftige Missionen

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„Im Weltall hört niemand dich schreien.“ Das stimmt natürlich nur, wenn entweder das Mikrofon im Helm kaputt ist oder man den Helm gleich ganz vergessen hat. Allerdings gibt es außer der Erde auch keinen anderen Himmelskörper im Sonnensystem, den Menschen ohne Helm betreten sollten. Schall gibt es trotzdem längst nicht nur bei uns. Definitiv nicht.

In dieser Folge von AstroGeo erklingen extraterrestrische Klänge. Karl erzählt von all den Versuchen, überhaupt Mikrofone auf fernen Welten zum Einsatz zu bringen. Die Venus und der Saturnmond Titan waren die ersten, auf denen dies gelang. Der häufig von Sonden besuchte Mars blieb überraschend lange unbelauscht. Das klappte erst mit dem neusten NASA-Rover Perseverance, dessen Mikrofone sogleich fantastische Geräusche aufnahmen. Die Marsforschung ist um einen Sinn reicher geworden.

Im AstroGeo Podcast erzählen sich die Wissenschaftsjournalisten Franziska Konitzer und Karl Urban alle 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 iTunes oder Spotify zu finden.

Frühere Ausgaben des AstroGeo Podcast gibt es auf astrogeo.de. AstroGeo ist der Podcast von Die Weltraumreporter, einem Magazin der Riffreporter eG. Er ist frei verfügbar und entsteht durch die finanzielle Unterstützung seiner Hörerinnen und Hörer. Das geht mit einem monatlichen Abonnement die Weltraumreporter für 3,49 Euro pro Monat oder einer Spende. Diese und jede andere Form der finanziellen Unterstützung hilft dabei, dass der Podcast weiter werbefrei bleibt.

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• Rover Perseverance (Mars 2020)
• Planet Mars
• AstroGeo Podcast

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Quelle: ESA.

12. August 2021 – Das Bildmaterial stammt von allen drei Monitoring-Kameras (MCAM) an Bord des Merkur-Transfermoduls, die schwarz-weiße Aufnahmen mit einer Auflösung von 1024 x 1024 Pixeln liefern. Während der sogenannten Flybys ist es nicht möglich, mit der High Resolution Imaging Camera zu arbeiten. Die Bilder wurden leicht bearbeitet, um den Kontrast zu erhöhen und den vollen Dynamikbereich zu nutzen. In den Ecken einiger Bilder ist eine leichte optische Vignettierung zu erkennen.

Das erste Bild stammt von MCAM 1 und wurde um 13:41:02 UTC aufgenommen, also kurz vor der Annäherung. Die Raumsonde befand sich noch auf der Nachtseite des Planeten, aber die Tagseite ist gerade noch zu erkennen. Auch ein Teil des Sonnensystems der Raumsonde ist zu sehen.

Das zweite Bild wurde von MCAM 2 um 13:51:56 UTC aufgenommen, zwei Sekunden nach der geringsten Entfernung. Da die Venusoberfläche nur 552 km entfernt war, füllt der Planet das gesamte Bildfeld aus. Die Kamera ist nicht in der Lage, Details der Venusatmosphäre abzubilden. Auf dem Bild sind zudem die Medium-Gain-Antenne und der Magnetometerausleger des Mercury Planetary Orbiters zu sehen.

Der Rest der Sequenz stammt von MCAM 3, während die Sonde auf die Venus gerichtet war und sich dann allmählich aus dem Blickfeld zurückzieht. Sie deckt den Zeitraum von 13:53:56 UTC am 10. August bis 12:21:26 UTC am 11. August ab. Die High-Gain-Antenne des Mercury-Planetary Orbiters ist ebenfalls bei ihrer Ausrichtung auf die Erde zu sehen.

Die musikalische Untermalung der Zusammenstellung wurde von Anna Phoebe speziell für diesen Anlass komponiert.

Die Bilder wurden während des letzten von zwei Venusvorbeiflügen und des dritten von insgesamt neun Vorbeiflügen aufgenommen. Bei den Vorbeiflügen handelt es sich um Schwerkraftunterstützungsmanöver, die notwendig sind, um die Raumsonde auf Kurs zum Merkur zu bringen. Während seiner siebenjährigen Reise zum kleinsten und innersten Planeten des Sonnensystems macht BepiColombo einen kurzen Vorbeiflug an der Erde, zwei Vorbeiflüge an der Venus und sechs Vorbeiflüge am Merkur, um sich der Merkur-Umlaufbahn zu nähern. Der erste Vorbeiflug am Merkur wird am 1. und 2. Oktober 2021 bei einer Entfernung von nur 200 km stattfinden.

BepiColombo, das aus dem Mercury Planetary Orbiter der ESA und dem Mercury Magnetospheric Orbiter der Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) besteht, soll 2025 seine Zielbahn um den kleinsten und innersten Planeten des Sonnensystems erreichen. Die Raumsonden werden sich trennen und in ihre jeweiligen Umlaufbahnen einschwenken, bevor sie Anfang bei 2026 ihre wissenschaftliche Mission beginnen.

Verwandte Meldungen bei Raumfahrer.Net:

• Auf großer Tour durchs Sonnensystem (11. August 2021)
• Blick in die Venus-Atmosphäre aus nächster Nähe (9. August 2021)
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• Heiße Winde auf der Venus (7. Dezember 2020)
• BepiColombo: Auf Weg zum Merkur Venus passiert (15. Oktober 2020)
• BepiColombo: Daten zur Venus erwartet (14. Oktober 2020)
• BepiColombo: Test an der dichten Venus-Gashülle (14. Oktober 2020)
• BepiColombo holt Schwung an der Venus (13. Oktober 2020)
• ESA: Letzte Schnappschüsse der Erde (10. April 2020)
• Die lange Reise von BepiColombo zum Merkur (1. November 2018)

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• BepiColombo auf Ariane 5 ECA

Der Beitrag BepiColombos Begegnung mit der Venus erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: TU Braunschweig.

11. August 2021 – Am 10. August 2021 machte die europäisch-japanische BepiColombo-Mission auf ihrem Weg zum Merkur einen Zwischenstopp an der Venus. Wissenschaftlerinnen der Technischen Universität Braunschweig sind an dieser Mission mit Magnetometern beteiligt. Mit den Sensoren wurden bei dem Vorbeiflug die Wechselwirkung des Sonnenwindes mit der Venus vermessen. Mit Spannung erwarten die Forscherinnen am Institut für Geophysik und extraterrestrische Physik (IGEP) die neuen Daten der BepiColombo-Mission vom Vorbeiflug an der Venus. Während der Flugphase bis zum Merkur sind die beiden wissenschaftlichen BepiColombo-Satelliten mit dem sogenannten Transfermodul verbunden und trennen sich erst nach Ankunft. Auf beiden Satelliten sind Magnetometer des IGEP verbaut. Die Magnetometer auf den Satelliten haben seit dem Raketenstart 2018 nun schon 280 Millionen Kilometer im Sonnensystem auf recht komplizierten Bahnen zurückgelegt. Das eigentliche Ziel ist aber der Merkur. Doch bevor die Mission dort im Jahr 2025 ankommen wird, werden diverse Planeten gezielt angesteuert, um sich mit möglichst wenig Treibstoff im Sonnensystem auf den Zielplaneten katapultieren zu lassen. Am 10. August war erneut die Venus Ziel eines dieser Manöver. Dabei näherte sich BepiColombo auf nur rund 550 Kilometer der Venusoberfläche an. Das Manöver musste haargenau geplant werden, um einen Zusammenstoß zu vermeiden. Die Nähe zum Planeten wirkt sich auch auf die Temperatur des Satelliten aus. So strahlt die Sonne von der einen und die Venus von der anderen Seite. Eine Situation wie im Backofen mit Ober- und Unterhitze, das die Elektronik aushalten muss. Während dieses Vorbeiflugs haben die Braunschweigerinnen ihr Instrument an Bord des BepiColombo-Satelliten aktiviert und die Wechselwirkung des Sonnenwindes mit der Venus vermessen. Dieser Vorbeiflug ist etwas Einmaliges, da am Tag zuvor schon eine andere Mission (SolarOrbiter) die Venus passiert hat, und man dann die Messdaten von unabhängigen Missionen miteinander vergleichen kann. Die Forscherinnen des IGEP sind auch an diesen Magnetometern beteiligt.
Nach der Venus wird die Mission für ein weiteres Etappenziel vorbereitet. Bereits am 2. Oktober dieses Jahres wird die Sonde am Merkur vorbeifliegen. Der Vorbeiflug ermöglicht erstmalig die Vermessung des Magnetfeldes der südlichen Hemisphäre des Merkurs. Leider nur ein kurzes Rendezvous. Es werden noch fünf weitere dieser Vorbeiflüge folgen, bevor die Satelliten die richtige Geschwindigkeit für das Einschwenken in den Orbit haben und die Forscher*innen am IGEP ab 2025 den Merkur weiter erforschen können.
Die Gesamtleitung der BepiColombo-Mission liegt bei der Europäischen Weltraumorganisation ESA, die auch für Entwicklung und Bau des Mercury Planetary Orbiter zuständig war. Der Mercury Magnetospheric Orbiter wurde von der japanischen Raumfahrtagentur JAXA beigesteuert. Dieser zweite Satellit ist ebenfalls mit Magnetometern ausgestattet, bei denen das IGEP mit japanischen Instituten kooperiert. Der deutsche Beitrag zu BepiColombo wird vom DLR-Raumfahrtmanagement mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) und Mitteln der TU Braunschweig finanziert.

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• BepiColombo auf Ariane 5 ECA

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Quelle: DLR.

9. August 2021 – Für kosmische Verhältnisse kommt es in diesen Tagen im All beinahe zu einem Rendezvous: Gleich zwei Raumsonden passieren auf dem Weg zu ihren endgültigen Umlaufbahnen kurz nacheinander unseren Nachbarplaneten. Zunächst flog das europäisch-amerikanische Sonnenobservatorium Solar Orbiter am heutigen 9. August um 6.42 Uhr MESZ in knapp 8.000 Kilometern an der Venus vorbei. Einen Tag später, am Dienstag, dem 10. August um 15.48 Uhr MESZ, folgt die europäisch-japanische Merkurmission BepiColombo, die in nur 550 Kilometern Höhe quasi über die Oberfläche des Schwesterplaneten der Erde „schrammt“. Vor allem dieser Nahvorbeiflug ermöglicht einige so noch nie durchgeführte wissenschaftliche Untersuchungen der dichten Venusatmosphäre. Denn bereits während der Annäherung an die Venus wird das vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) gemeinsam mit der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster (WWU) entwickelte und betriebene Spektrometer MERTIS auf die Venus gerichtet sein und Messungen durchführen.

„Beim zweiten und letzten Vorbeiflug wird Bepi Colombo in ‚nur‘ 550 km Entfernung an der Venus vorbeifliegen; das ist deutlich näher an der Oberfläche als die LEO-Satelliten im Erdorbit,“ betont Anke Pagels-Kerp, Leiterin der Abteilung „Erforschung des Weltraums“ in der Raumfahrtagentur im DLR. „Da ein Großteil der Instrumente bereits in Betrieb sind, erwarten wir gerade von der Infrarotkamera MERTIS hervorragende Bilder der zum Teil heißen Schichten der Venusatmosphäre. In Hinblick auf die kürzlich ausgewählte Venus Mission EnVision, deren Start Anfang 2030er Jahre geplant ist, bekommen wir durch Bepi Colombo erste Daten, die uns bei der Konzeption und Umsetzung der Venusmission unterstützen.“

MERTIS (Mercury Radiometer and Thermal Infrared Spectrometer) ist ein abbildendes Infrarot-Spektrometer und Radiometer mit zwei unterschiedlichen Sensoren, die für Wellenlängen zwischen 7 und 14 Mikrometern beziehungsweise 7 und 40 Mikrometern empfindlich sind. MERTIS wurde für die globale Kartierung der mineralogischen Zusammensetzung und der Wärmeabstrahlung der atmosphärefreien Merkuroberfläche entwickelt, eignet sich aber auch ausgezeichnet für die Untersuchung der stofflichen Zusammensetzung und für Temperaturmessungen in der Atmosphäre der Venus.

16.000 hoch aufgelöste Spektren im thermischen Infrarot
„Für das MERTIS-Team ist das eine ganz hervorragende Möglichkeit, das Instrument vor seinem eigentlichen Einsatz am Merkur bei einer zusätzlichen, wissenschaftlich wichtigen Fragestellung einzusetzen. Außerdem können wir die Eichung und Funktionalität verfeinern“, freut sich Dr. Jörn Helbert vom DLR-Institut für Planetenforschung, der gemeinsam mit Prof. Harald Hiesinger vom Institut für Planetologie der WWU Münster für das MERTIS-Instrument verantwortlich ist. „Schon die beiden vorherigen Vorbeiflüge an Erde und Mond und zuletzt am 15. Oktober in größerer Entfernung an der Venus haben erstklassige Daten geliefert, die wir noch auswerten. Jetzt aber kommen wir der Venus ganz, ganz nahe. Dabei werden uns aus weniger als tausend Kilometer über der Oberfläche Spektrometer-Messungen in einer Auflösung gelingen, die so noch keine Raumsonde gemacht hat. Sie werden helfen, wichtige, ungeklärte Fragen zur Zusammensetzung und Dynamik der Venusatmosphäre zu beantworten“, gibt sich Hiesinger optimistisch. Gisbert Peter vom DLR-Institut für Optische Sensorsysteme ergänzt, dass „das Instrument nach fast drei Jahren im Orbit bisher sehr stabil arbeitet und beeindruckende Messungen liefert. Nun erwarten wir einzigartige Daten von der Venus mit sehr hochauflösenden optischen Eigenschaften.“

„Durch die geringere Entfernung zur Venus können wir ein anderes, noch besseres, viel detaillierteres Messprogramm mit MERTIS durchführen“, erklärt DLR-Forscher Dr. Alessandro Maturilli, der den Plan für die MERTIS-Beobachtungen vorbereitet hat. BepiColombo nähert sich der Venus von der Nachtseite und fliegt dann über die Tag-und-Nacht-Grenze, den Terminator, auf die von der Sonne angestrahlten Hemisphäre. „Das Instrument ist direkt auf die Atmosphäre gerichtet und wird vier Minuten vor der größten Annäherung angeschaltet und bis 23 Minuten nach dem Vorbeiflug messen. Wir werden 16.000 vollständige Spektren in hoher Auflösung erhalten.“ Kamera-Bilddaten in Wellenlängen des sichtbaren Lichts wird es nur von den Navigationskameras geben, nicht aber vom wissenschaftlichen Kamerasystem der Mission, da dessen Sicht durch den Magnetosphärenorbiter im Sondengespann blockiert ist.

Enge europäisch-japanische Zusammenarbeit
Die Gesamtleitung der Mission liegt bei der Europäischen Weltraumorganisation ESA, die auch für Entwicklung und Bau des Mercury Planetary Orbiter zuständig war. Der Mercury Magnetospheric Orbiter wurde von der japanischen Raumfahrtagentur JAXA beigesteuert. Koordiniert und überwiegend finanziert wird der deutsche Beitrag zu BepiColombo von der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi). Wesentlich finanziert wurden die beiden Instrumente BELA und MERTIS, die zu großen Anteilen an den DLR-Instituten für Planetenforschung und Optische Sensorsysteme in Berlin-Adlershof entwickelt wurden, aus Mitteln des DLR für Forschung und Technologie. Das DLR-Institut für Optische Sensorsysteme entwickelte das einzigartige Instrumenten-Design. Finanziell gefördert wird die Mission außerdem von der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster, der Technischen Universität Braunschweig und vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (MPS) in Göttingen. Der industrielle Teil der Sonde wurde von einem europäischen Industrie-Konsortium unter der Federführung der Firma Airbus Defence and Space realisiert.

Venus wieder im Fokus der Forschung
Von hohem wissenschaftlichen Wert für die Planetenforschung ist dieser bahntechnisch notwendige Nahvorbeiflug von BepiColombo ferner aus zwei ganz unterschiedlichen Gründen. Zum einen können die neuen Instrumente Messungen aus kurzer Distanz vornehmen. Sie sind moderner, vielseitiger und genauer als ihre Vorläufer auf Venus-Raumsonden, die vor fast 20 Jahren (ESA-Mission Venus Express und JAXA-Mission Akatsuki) beziehungsweise 40 Jahren (sowjetische Venera Missionen) entwickelt wurden. Die NASA mit DAVINCI+ und VERITAS und die Europäische Weltraumorganisation ESA mit EnVision haben erst vor wenigen Wochen drei neue Venusmissionen für die späten 2020er und frühen 2030er-Jahre beschlossen.

Zum Zweiten ist dieser Venusvorbeiflug auch für die Erforschung von extrasolaren Planeten von hohem Interesse. Denn neben der nur etwas größeren und massereicheren Erde gilt die Venus ein wenig als der „Exoplanet nebenan“. Im bald 5.000 Einträge umfassenden Katalog von entdeckten Exoplaneten – Planeten, die andere Sterne umkreisen – ist die Suche nach Planeten, die ähnliche Eigenschaften haben wie die Erde, eine der großen astronomischen Triebfedern. In letzter Konsequenz geht es um die Frage, ob sich auch auf Planeten an anderen Sternen mit vergleichbaren stofflichen Voraussetzungen und ähnlichen astronomischen Parametern wie bei der Erde Leben entwickeln kann.

Schwerkraft-Billard im inneren Sonnensystem
BepiColombo ist am 20. Oktober 2018 an Bord einer Ariane-5-Trägerrakete vom europäischen Weltraumbahnhof Kourou gestartet. Das nun stattfindende sogenannte Gravity-Assist-Manöver an der Venus dient dazu, das Sondengespann weiterhin ohne den Einsatz von Treibstoff ein wenig abzubremsen, um die Bahnellipse der Raumsonde in Richtung einer Kreisbahn zu „stauchen“. Zuvor wurden ähnliche Manöver an der Erde und auch schon einmal an der Venus durchgeführt.

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• BepiColombo auf Ariane 5 ECA

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Quelle: Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung.

2. August 2021 – Die Venus ist in den nächsten Tagen ein gefragtes Etappenziel: Auf ihrem Weg ins innere Sonnensystem statten gleich zwei Weltraummissionen unserem Nachbarplaneten einen kurzen Besuch ab. Am Montag, 9. August, nutzt die ESA-Sonde Solar Orbiter den Vorbeiflug, um auf eine neue Umlaufbahn um die Sonne einzuschwenken; nur einen Tag später fliegt BepiColombo ein ähnliches Manöver, bevor sich die Doppelsonde der europäischen und der japanischen Weltraumagenturen ESA und JAXA auf den letzten Teil ihrer Reise zum Merkur macht. Aus wissenschaftlicher Sicht passieren beide Missionen die Venus sozusagen im Halbschlaf: Während einige Instrumente zu ihrem eigenen Schutz ausgeschaltet sind, sammeln solche, die Teilchen und Magnetfelder in der Umgebung der Venus messen können, wertvolle Daten. Dazu gehören auch Instrumente, an denen das Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (MPS) in Göttingen beteiligt ist.

Die ESA-Raumsonde Solar Orbiter erreicht die Venus als Erste. Knapp 8000 Kilometer werden den Sonnenspäher, der sich seit Februar 2020 unserem Zentralgestirn auf immer engeren Umlaufbahnen nähert, am Montag, 9. August, gegen 6.42 Uhr (MESZ) von dem Planeten trennen. Einen deutlich kleineren Abstand zur Venus gibt die Flugroute der europäisch-japanischen Doppelsonde BepiColombo vor: Am Dienstag, 10. August, gegen 15.58 Uhr (MESZ) wird er nur etwa 550 Kilometer betragen.

Für beide Missionen ist dies bereits die zweite Begegnung mit der Venus. Da einige ihrer Messinstrumente leistungsstärker sind als die früherer Venus-Besucher, bietet auch dieser Vorbeiflug die willkommene Möglichkeit, ganz genau hinzuschauen. Dass beide Sonden unseren Nachbarplaneten in enger zeitlicher Abfolge passieren, ist doppelt gut: So sind gleichzeitige Messungen an zwei verschiedenen Orten in der Umgebung der Venus möglich. Dies kann beispielsweise helfen zu verstehen, wie sich Teilchen und Magnetfelder dort ausbreiten.

Eintauchen in die Ionosphäre

Anders als die Erde und den Merkur umgibt die Venus kein starkes, stabiles Magnetfeld. Allerdings induziert der Sonnenwind, der fluktuierende Strom geladener Teilchen von der Sonne, elektrische Ströme in der Venus-Ionosphäre und erzeugt so ein schwaches, ebenso fluktuierendes Magnetfeld. Zudem verformt der Strom aus Sonnenteilchen die Hülle der Venus so, dass sie an der sonnenabgewandten Seite wie ein Schweif bisweilen viele Millionen Kilometer weit ins All ragt.

Diesen komplexen Vorgängen wollen Solar Orbiter und BepiColombo beim Vorbeiflug nachspüren. Dabei taucht die Merkur-Sonde sogar in die untere Ionosphäre ein; die Instrumente SERENA (Search for Exospheric Refilling and Emitted Natural Abundance), SIXS (Solar Intensity X-ray and particle Spectrometer), MPO-MAG (Mercury Planetary Orbiter Magnetometer) und MPPE (Mercury Plasma Particle Experiment) werden Messungen durchführen.

Die Teilchen und Magnetfelder in der Umgebung der inneren Planeten Merkur, Venus, Erde und Mars geben Hinweise darauf, warum sie sich seit ihrer Entstehung so unterschiedlich entwickelt haben. Während unsere Heimat eine wasserreiche Gashülle umgibt, wurde der Mars zu einem trockenen Wüstenplaneten, der nur Reste einer Atmosphäre aufweist. Und die Venus versteckt sich unter einer dichten, giftigen Atmosphäre, die für einen dramatischen Treibhauseffekt sorgt. Forscherinnen und Forscher interessiert deshalb, durch welche Prozesse Teilchen aus der unteren Atmosphäre der jeweiligen Planeten in ihre Ionosphäre und von dort ins Weltall entweichen.

In den Messdaten von MPPE beispielsweise hoffen Forscherinnen und Forscher, Hinweise auf ungebundene Kohlenstoff-Ionen, so genannten atomaren Kohlenstoff, zu finden. Seine Existenz in der Ionosphäre würde darauf hindeuten, dass in der daruntergelegenen Atmosphäre nicht nur ultraviolettes Licht einzelne Moleküle spaltet und somit Voraussetzungen für ihr Entweichen ins All schafft, sondern dass möglicherweise auch heftige Zusammenstöße mit Elektronen am Werk sind. Bereits 1996 konnte das Weltraumobservatorium SOHO (Solar and Heliospheric Observatory) atomaren Kohlenstoff aus einer Entfernung von etwa 40 Millionen Kilometern im damals ungewöhnlich langen Ionenschweif der Venus nachweisen; seitdem ist dies keiner weiteren Sonde gelungen.

Und nicht zuletzt ist der bevorstehende Vorbeiflug für BepiColombo eine wichtige Generalprobe. Bevor die Sonde Ende 2025 in eine Umlaufbahn um den Merkur einschwenkt, stehen auf dem Reiseplan noch mehrere Merkur-Vorbeiflüge. Die geplanten Messungen an der Venus bieten somit die Gelegenheit sicherzustellen, dass bis dahin alle Messinstrumente in Topform sind.

Zu den Missionen

Die Doppelraumsonde BepiColombo der europäischen und japanischen Weltraumagenturen ESA und JAXA startete am 20. Oktober 2018 ins All. Sie besteht aus den beiden Sonden Mercury Planetary Orbiter und Mercury Magnetospheric Orbiter, die während der Anreise zum Merkur aufeinandergestapelt fliegen. Das MPS hat zu den Instrumenten BELA (BepiColombo Laser Altimeter), MIXS (Mercury Imaging X-ray Spectrometer), MPPE (Mercury Plasma Particle Experiment) und SERENA (Search for Exospheric Refilling and Emitted Natural Abundances Experiment) Hardware beigetragen und ist wissenschaftlich beteiligt an dem Magnetometer MPO-MAG und dem Instrument MDM (Mercury Dust Monitor).

Die ESA-Sonde Solar Orbiter ist seit 10. Februar 2020 im Weltraum unterwegs. Sie wird sich in den nächsten Jahren der Sonne auf Ellipsen immer weiter nähern, bis sie nur noch 42 Millionen Kilometer trennen. Das MPS hat zu den Instrumenten PHI (Polarimetric and Helioseismic Imager), EUI (Extreme-Ultraviolet Imager) und SPICE (Spectral Imaging oft he Coronal Environment) sowie zum Koronagraphen Metis beigetragen. Als Fernerkundungsinstrumente werden sie während des Venus-Vorbeiflugs ausgeschaltet sein.

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Quelle: Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung.

16. Juli 2021 – Bereits vor einem Jahr veröffentlichte Messdaten des James Clerk Maxwell Teleskops auf Hawaii und des ALMA-Radioteleskops in Chile enthalten keine Hinweise auf das Spurengas Phosphin in der Wolkendecke der Venus. Zu diesem Schluss kommt ein internationales Forscherteam, zu dem ein Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung (MPS) in Göttingen zählt, das die Messdaten jetzt sorgfältig geprüft hat. Ihre Analyse ist ein Beitrag zur wissenschaftlichen Diskussion um den Fund von Phosphin in der Venus-Atmosphäre, von dem Forscherinnen und Forscher 2020 berichtet hatten. Das giftige Spurengas Phosphin ist auf der Erde als Stoffwechselprodukt von Bakterien bekannt und könnte auf biologische Prozesse in der Venus-Atmosphäre hindeuten. Die neue Auswertung der Daten sowie eine Stellungnahme der britischen Kolleginnen und Kollegen erscheint heute in der Fachzeitschrift Nature Astronomy.

Die Venus ist kein angenehmer Ort: Ein extremer Treibhauseffekt sorgt auf ihrer Oberfläche für durchschnittliche Temperaturen von etwa 460 Grad Celsius. Selbst wenn unser Nachbarplanet in seiner kühleren Vergangenheit Lebensformen auf der Oberfläche beherbergt hat, dürfte es wasserbasiertes Leben dort heute schwer haben. Die dichte Wolkendecke, die den Planeten in einer Höhe von 50 bis 70 Kilometern umgibt, kommt schon eher als Lebensraum in Frage. Dort herrschen erträglichere Temperaturen zwischen etwa -20 und 65 Grad Celsius. Allerdings sind die Wolken Schauplatz heftig tobender Winde und enthalten große Mengen ätzender Schwefelsäure. Stark spezialisierte Bakterien könnten sich dennoch diesen extremen Bedingungen angepasst haben und dort überdauern, spekulieren Forscherinnen und Forscher seit Langem.

Beflügelt wurden solche Überlegungen im vergangenen Jahr durch eine Veröffentlichung einer Forschergruppe um Jane Greaves von der Cardiff University, die in der aktuellen Ausgabe der Zeitschrift Nature Astronomy erneut für Diskussionen sorgt. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler hatten damals Messdaten der Radioteleskope JCMT (James Clerk Maxwell Teleskope) und ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) ausgewertet und berichteten vom Fund winziger Mengen des Gases Phosphin, einer Verbindung aus einem Phosphor- und drei Wasserstoffatomen, die auch als Monophosphan bezeichnet wird. Greaves und ihre Koautorinnen und Koautoren schlossen nicht-biologische Ursprünge des Gases wie etwa Blitze oder Meteoriten aus; stattdessen kämen wie auf der Erde Bakterien als Quelle in Frage.

Die Originalstudie hat eine breite wissenschaftliche Diskussion angestoßen. So argumentierten Forscher von der Cornell University in den USA vor Kurzem, Phosphin könne auf vulkanische Aktivitäten auf der Venus zurückzuführen sein. Allerdings ist es mehreren Forschergruppen bisher nicht gelungen, den Phosphin-Fund zu bestätigen – weder durch unabhängige Messungen etwa durch die ESA-Raumsonde Venus Express, noch durch erneute Analyse der Originaldaten. Die Forscherinnen und Forscher um Jane Greaves haben ihren zunächst gefundenen Wert von 20 Teilen Phosphin pro Milliarden in der Zwischenzeit nach unten korrigiert, halten am Fund des Gases aber fest.

Nun hat eine weitere Gruppe von Expertinnen und Experten für planetare Atmosphären um Geronimo Villanueva vom Goddard Space Flight Center der NASA die Originaldaten noch einmal geprüft. Hinweise auf Phosphin finden sie nicht. Ihre Analyse ergibt, dass das seltene Spurgengas mit Schwefeldioxid verwechselt worden sein könnte, das in der Atmosphäre der Venus in großen Mengen vorkommt.

„Winzige Mengen von Spurengasen in den Atmosphären weit entfernter Planeten zweifelsfrei aufzuspüren, ist ausgesprochen kompliziert“, sagt Paul Hartogh vom MPS, einer der Koautoren der aktuellen Neu-Auswertung. Informationen zur Zusammensetzung einer Planetenatmosphäre findet sich verschlüsselt in der elektromagnetischen Strahlung, die von dort emittiert wird. Jede Molekülsorte, die vertreten ist, strahlt Radiowellen einer charakteristischen Wellenlänge ab. Teleskope wie JCMT und ALMA zerlegen die Gesamtstrahlung in ihre einzelnen Wellenlängen, ähnlich wie ein Prisma sichtbares Licht in einzelne Farben aufspaltet. Die charakteristischen Signale der Moleküle werden so sichtbar. 

Allerdings liegen die Wellenlängen mancher Molekülsorten sehr eng beieinander. Dies ist bei Phosphin und Schwefeldioxid der Fall. Zudem spielt der Atmosphärendruck eine Rolle. Je tiefer in der Atmosphäre sich die Moleküle finden, desto höher ist der Druck und desto öfter stoßen die Moleküle mit anderen zusammen. Dies sorgt dafür, dass sie neben Strahlung ihrer charakteristischen Wellenlängen auch solche mit eng benachbarten Wellenlängen emittieren. Moleküle mit sehr ähnlichen Signalen zu unterscheiden, wird so erschwert.

Auch die Eigenheiten des jeweiligen Teleskops müssen berücksichtigt werden. „Zwischen dem unverfälschten Signal aus der Venus-Atmosphäre und uns steht immer das Instrument“, so Hartogh. So enthalten die Messdaten aller Teleskope ein gewisses Grundrauschen: Das Teleskop zeigt statistisch fluktuierende, geringe Intensitäten von Strahlung jeder Wellenlänge an. Die sehr schwachen Signale seltener Spurengase können in diesem Grundrauschen nahezu oder komplett versinken. Zudem können systematische Fehlerquellen im Instrument selbst die Messdaten verzerren.

„Für die Radioastronomie ist Venus ein sehr helles und somit schwieriges Objekt“, erklärt Hartogh. Die Messdaten von unserem Nachbarplaneten enthalten deshalb deutlich stärkere Störungen als im Idealfall. „Umso wichtiger ist es, Datenanalysemethoden, die sehr schwache Signale herausfiltern sollen, mit äußerster Vorsicht anzuwenden“, fügt er hinzu.

Dass sich winzigste Mengen von Phosphin-Molekülen in den Venuswolken tummeln, können die Forscherinnen und Forscher nicht ausschließen. Die Konzentrationen wären aber so gering, dass sie sich mit JCMT und ALMA nicht aufspüren lassen.

Abhilfe könnte die ESA-Mission JUICE (Jupiter Icy Moon Explorer) schaffen, die im September nächsten Jahres ins All starten und auf ihrem Weg ins Jupitersystem der Venus einen Besuch abstatten soll. Wie Modellrechnungen zeigen, wird das JUICE-Instrument SWI (Submillimeter Wave Instrument), das unter Leitung des MPS entwickelt und gebaut wurde, in der Lage sein, tausendfach geringere Phosphin-Konzentrationen zu detektieren. Die Forscherinnen und Forscher werden mit Sicherheit genau hinschauen.

Originalveröffentlichung

G. L. Villanueva et al.:
No evidence of phosphine in the atmosphere of Venus from independent analyses,
Nature Astronomy, 16. Juli 2021, DOI

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• Planet Venus

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Quelle: ESA.

So wie die meisten von uns während der Feiertage im Rahmen der verschiedenen COVID-19-Maßnahmen sicher zu Hause bleiben werden, wird auch der Vorbeiflug – fast schon Routine bei der Satellitensteuerung – von Flugingenieurinnen und Flugingenieuren aus der Ferne überwacht werden.

Die nächste Annäherung findet am 27. Dezember um 13:39 MEZ statt, wobei die Sonde zu dem Zeitpunkt etwa 7.500 km von den höchsten Venuswolken entfernt sein wird. Ab 2025 erfolgen weitere, sehr viel nähere Vorbeiflüge mit wenigen hundert Kilometern Abstand.

Während des bevorstehenden Vorbeiflugs werden die In-situ-Instrumente MAG, RPW und einige Sensoren des EPD, eingeschaltet sein, um die magnetische, Plasma- und Partikelumgebung der Raumsonde aufzuzeichnen. Es ist nicht möglich, Aufnahmen von der Venus zu machen, da die Sonde der Sonne zugewandt bleiben muss.

Um Solar Orbiter für den Vorbeiflug richtig auszurichten, führten die ESA-Bodenstations- und Flugdynamik-Teams eine sogenannte „Delta-DOR“-Kampagne durch, bei der eine spezielle Technik – Delta-Differential One-Way Ranging – eingesetzt wurde, um die Position der Sonde im Weltraum und ihre Flugbahn genau zu bestimmen.

Bei Delta-DOR wird eine Reihe von geographisch weit voneinander entfernten Bodenstationen genutzt, um die Funksignale der Raumsonde zu empfangen und so ein erstes Ergebnis für ihre Position zu erhalten. Anschließend wird dieses Ergebnis mit den Positionen bekannter stellarer Radioquellen verglichen, die zuvor von anderen Missionen kartiert wurden, was eine korrigierte und ultrapräzise endgültige Darstellung erlaubt. Die Delta-DOR-Technik ermöglicht es den Flugingenieurinnen und Flugingenieuren, die Position einer Raumsonde auf wenige hundert Meter genau zu bestimmen, selbst in einer Entfernung von 100 Millionen km.

Heute, am 17. Dezember, ist Solar Orbiter etwa 235 Millionen Kilometer von der Erde und 10,5 Millionen Kilometer von der Venus entfernt.

Die Flugbahn des Solar Orbiter um die Sonne wurde so gewählt, dass sie „im Einklang“ mit der Venus steht. Das bedeutet, dass er alle paar Umläufe in die Nähe des Planeten zurückkehren wird und erneut dessen Schwerkraft nutzen kann, um seine Bahn zu verändern oder zu neigen. Die nächste Begegnung wird im August 2021 stattfinden, also nur wenige Tage vor dem Venus-Vorbeiflug der BepiColombo-Mission der ESA. Anfangs wird sich Solar Orbiter in der gleichen Bahnebene wie die Planeten befinden, aber jede Begegnung mit der Venus wird seine Bahnneigung erhöhen. Bis zum Jahr 2025 wird er seinen ersten Vorbeiflug an der Sonne dann mit einer Neigung von 17° durchführen, die bis zum Ende des Jahrzehnts auf 33° ansteigen wird, wodurch die Polarregionen mehr in den direkten Blick kommen. Auf diese Weise kann die Sonde die ersten Bilder von den Polarregionen der Sonne aufnehmen, die für das Verständnis der Funktionsweise der Sonne, für die Erforschung des Zusammenspiels von Sonne und Erde und für bessere Vorhersagen von stürmischem Weltraumwetter entscheidend sind.

Die Solar Orbiter-Mission beruht auf einer internationalen Zusammenarbeit zwischen der ESA und NASA.

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• Solar Orbiter (SolO) auf Atlas V (411)

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