Reise in die Unendlichkeit
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Reise in die Unendlichkeit

Voyager

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Reise in die Unendlichkeit

Voyager

About this book

Die Menschen haben vor 43 Jahren zwei Raumsonden in den Himmel geschossen. Sie sollten die Ă€ußeren Planeten unseres Sonnensystems besuchen. Nach ihrem Start sind sie quasi rechts abgebogen, weg von der Sonne. Seitdem entfernen sie sich permanent von unserem Heimatstern. Irgendwann werden sie unser Sonnensystem verlassen und ihre Reise in die Unendlichkeit beginnen. Sie werden wohl nicht nur uns, sondern auch unsere Sonne und unser Planetensystem ĂŒberleben. Dann sind sie der einzige Beweis unserer Existenz. Das vorliegende Buch beschreibt die Stationen der beiden kĂŒhnsten Forschungsreisenden unseres Planeten.

Information

Year
2021
Print ISBN
9783752657609
Edition
1
eBook ISBN
9783753468211

Saturn – der Schöne

Reisetermine der Voyager-Sonden, Saturn – (Graphik: Peter Schön)
Nur knapp zwei Jahre nachdem Voyager 1 die letzten Bilder von Jupiter zur Erde geschickt hatte, kam sie am 12. November 1980 beim Saturn an. Neun Monate spÀter folge ihre Schwestersonde. Die Mission sollte hier nicht ganz reibungslos verlaufen.
Wichtiger als der Besuch des Saturn war den Wissenschaftlern der Vorbeiflug an dessen grĂ¶ĂŸtem Mond Titan. Man vermutete, dass der Trabant „eine zweite Erde“ sei. Seine AtmosphĂ€re hat dieselbe Dichte wie unser Heimatplanet. Sie besteht aus Methan und ein bisschen Sauerstoff. Zusammen mit dem Treibhauseffekt sind dies VerhĂ€ltnisse wie auf der jungen Erde. Man nahm sogar an, dass sich dort primitives Leben entwickelt hatte. Um dies untersuchen zu können, sollte Voyager 1 ganz nahe an Titan vorbeifliegen und aus einer Entfernung von 6.450 Kilometern Fotos der MondoberflĂ€che machen. Zur Erinnerung, unsere Verkehrsflugzeuge fliegen in einer Höhe von 11.000 Kilometern.
Saturn, fotografiert von Voyager 1 – (Bild: NASA/JPL)
Die Wege der beiden Raumsonden trennten sich an diesem Punkt. Bisher hatten sie sich zeitversetzt immer auf derselben Route befunden. Um ganz nahe an Titan heranzukommen, musste Voyager 1 auf einen Kurs gebracht werden, bei dem sie die Ebene, auf der die Sonne und ihre Planeten liegen, verließ. Man spricht hier von Verlassen der Ekliptik.
Sie stieg um 35 Grad nach oben, hinaus aus der Sonnen-/Planetenebene und flog von nun an in Richtung Rand des Sonnensystems. Das bedeutete, dass Voyager 1 keine Begegnung mehr mit weiteren Planeten haben wĂŒrde. Sie wurde fĂŒr den Vorbeiflug an Titan geopfert.
Die Wichtigkeit der AnnĂ€hrung an Titan zeigt auch die Tatsache, dass es einen Alternativplan fĂŒr Voyager 2 gab, falls Voyager 1 auf dem Weg zum Saturn ausgefallen wĂ€re. Dann nĂ€mlich wĂ€re sie nĂ€her an den Mond herangefĂŒhrt worden. Die Folge wĂ€re gewesen, dass die Beobachtung der anderen Saturn-Monde weitgehend entfallen und auch der Weiterflug zu Uranus und Neptun nicht möglich gewesen wĂ€re. Der Treibstoff hĂ€tte einfach nicht ausgereicht.
Mond Titan, fotografiert von Voyager 1 – (Bild: NASA/JPL)
Man setzte also alles auf einen erfolgreichen, nahen Vorbeiflug an Titan – und wurde bitter enttĂ€uscht. Bereits beim Anflug konnte man erkennen, dass der Mond von einer gleichmĂ€ĂŸigen, nicht durchsichtigen, orangenen Wolke umgeben war. Es gab keine Möglichkeit, irgendein Detail auf seiner OberflĂ€che zu erkennen. Lediglich Funksignale durchdrangen die Wolken. So konnten wenigstens Temperaturen und DruckverhĂ€ltnisse auf dem Trabanten bestimmt werden. Es zeigte sich, dass es dort fĂŒr Lebensformen, wie wir sie von der Erde kennen, zu kalt ist. Um ĂŒberhaupt etwas Brauchbares fotografieren zu können, wurden die Kameras auf den Rand der dichten MondatmosphĂ€re gerichtet. Der fotografische Misserfolg war dennoch ein RĂŒckschlag fĂŒr die Mission.
Beim Anflug auf Saturn und dem Vorbeiflug gelangten Voyager 1 dennoch eindrucksvolle Bilder des Planeten. Das Bild des Saturns auf der vorherigen Seite entstand vier Tage nach dem Vorbeiflug. Außerdem entdeckte die Raumsonde 16 neue Monde.
Nach der Passage von Mond Titan wurde sie durch dessen Gravitation stark beschleunigt, viel stÀrker als spÀter ihre Schwestersonde, und flog weiter in Richtung Grenze des Sonnensystems.
Saturn ist von der Sonne aus gesehen der sechste Planet. Er ist der zweitgrĂ¶ĂŸte im Sonnensystem und von der Erde aus als letzter in der Reihe mit bloßem Auge gut sichtbar. Er blinkt nicht wie ein Stern und kann daher, wie sein Nachbar Jupiter, leicht als Planet identifiziert werden. Sein Name bedeutet in der römischen Mythologie Gott des Reichtums und des Ackerbaus, Vater von Jupiter.
Saturn hat eine Masse von 95 Erdmassen. GegenĂŒber dem Jupiter besitzt er nur ein Drittel von dessen Masse, obwohl er halb so groß ist. Dieses relative Leichtgewicht kommt daher, dass er nur ĂŒber eine ganz geringe Dichte verfĂŒgt – er ist flĂŒssiger als Wasser. Kein anderer Planet im Sonnensystem hat eine geringere Dichte. Er besitzt keine feste OberflĂ€che. Eine Abgrenzung zwischen den Wolken und dem eigentlichen Planeten ist daher nicht möglich.
Saturn rotiert als Gasplanet nicht wie ein starrer Körper um sich selbst. In der Mitte, am Äquator, dauert eine Rotation 10 Stunden, 13 Minuten, an den Polen 10 Stunden, 39 Minuten. Das ist ein Unterschied von 26 Minuten. Unsere Erde dreht sich in 24 Stunden einmal um sich selbst. Dabei gibt es keine Unterschiede an den Polen und dem Äquator.
Eine Folge der schnellen Rotation des Saturn und seiner flĂŒssigen Konsistenz ist eine starke Abflachung. Sein Durchmesser ist in Ă€quatorialer Richtung um 10% grĂ¶ĂŸer als in polarer. Dabei erinnert er entfernt an einen zusammengedrĂŒckten Hamburger.
Saturns Umlaufbahn um die Sonne ist annÀhernd kreisförmig. Seine Entfernung zur Sonne betrÀgt 1.43 Milliarden Kilometer. Das ist ungefÀhr doppelt so weit wie Jupiter und fast zehn Mal so weit wie die Erde.
Überhaupt Ă€hneln sich Saturn und Jupiter sehr. Sie bestehen aus denselben Elementen, ungefĂ€hr 75% Wasserstoff, 25% Helium mit Spuren von Wasser, Methan, Ammoniak. Beide Planeten schrumpfen permanent. Der Grund dafĂŒr ist ihre eigene Schwerkraft kombiniert mit einer geringen Dichte. Das fortwĂ€hrende Zusammenziehen erzeugt WĂ€rme und hat zur Folge, dass beide Planeten doppelt so viel WĂ€rme ins Weltall abstrahlen, wie sie von der Sonne empfangen. Sie wirken wie große bzw. kleine Heizkörper. Bei einer OberflĂ€chentemperatur von minus 139 Grad im Falle von Saturn klingt das grotesk, aber im Weltall ist es eben noch viel kĂ€lter.
GrĂ¶ĂŸenverhĂ€ltnis Erde/ Saturn – (Bild: NASA/JPL)
Wie Jupiter weist Saturn feine Streifen auf, die aber dĂŒnner und am Äquator viel breiter sind. Auch hier wĂŒten heftige Zyklone. Verwirbelungen in der AtmosphĂ€re werden, durch die Schatten, welche die Saturnringe auf die OberflĂ€che werfen nochmals beschleunigt. Bei ihrer Umrundung des Planeten erreichen sie manchmal Geschwindigkeiten von 1.800 Stundenkilometern und ĂŒberholen sich teilweise selbst.
Nachdem feststand, dass die Flugbahn von Voyager 1 fĂŒr bestimmte Beobachtungen ungeeignet war und außerdem ein Beobachtungsinstrument zur Untersuchung der Eigenschaften von Partikeln in der Saturn-AtmosphĂ€re ausgefallen war, programmierte man die Flugbahn von Voyager 2 kurzerhand um. Sie sollte nĂ€her an den Planeten und das Ringsystem heranfliegen.
Knapp zwei Stunden nach der grĂ¶ĂŸten AnnĂ€herung zeigten die Kameras dann allerdings nicht mehr auf den Planeten und seine Ringe, sondern machten nur noch Bilder vom schwarzen Weltall. Von der Erde aus schickte man tagelang Befehle zur Sonde, um die Plattform, auf der die Kameras sitzen, langsam zu bewegen. Nach 24 Stunden bewegte sie sich wieder. Allerdings war die Sonde zu diesem Zeitpunkt schon 3,2 Millionen Kilometer vom Saturn entfernt. Dennoch nutzte man die langsam schwenkbare Plattform fĂŒr den Rest des Vorbeiflugs.
Um das Problem zu analysieren, wurden auf der Erde 68 Modelle des Schwenkarms nachgebaut. Man stellte jede Bewegung des Originals in einer Art Zeitraffer nach. Dabei zeigte sich, dass die Konstruktion im All wĂ€hrend der Saturnbegegnung, aber auch bereits davor, zu viele Schwenks in zu kurzer Zeit durchfĂŒhren musste. Sie wurde einfach ĂŒberlastet. Dies fĂŒhrte zu einem Auslaufen des Schmiermittels aus den Gelenken. In der Folge fiel der Schwenkarm zu einem denkbar ungĂŒnstigen Zeitpunkt aus und konnte dann nur noch eingeschrĂ€nkt genutzt werden.
Bis heute wurden 82 Monde um den Saturn entdeckt. Damit kann er mehr vorweisen als der gigantische Jupiter. Die beiden Sonden entdeckten viele neue Monde – Voyager 1 alleine 15. Einige ĂŒberholen sich gegenseitig. Große fangen kleinere ein. Die grĂ¶ĂŸten Monde befinden sich außerhalb der Ringe. Andere schwimmen im Ringsystem mit. 63 von ihnen drehen sich entgegen der Planetendrehrichtung. Weshalb das so ist, weiß man nicht.
Der mit Abstand grĂ¶ĂŸte Saturnmond ist der oben erwĂ€hnte Titan. Sein Durchmesser betrĂ€gt 5.159 Kilometer. Damit ist er mehr als doppelt so groß wie der sonnennahe Planet Merkur – ein wahrhaftiger Titan unter den Monden.
In seiner AtmosphĂ€re nimmt das Gas Methan dieselbe Rolle ein wie Wasser auf der Erde. Es liegt in flĂŒssigem Zustand vor, kann zu Eis werden, verdampfen und Wolken bilden, die dann abregnen. Es gibt Seen und FlĂŒsse aus Methan. Auf der Erde entsteht Methan, wenn organische Stoffe verrotten. Das passiert auf jedem Komposthaufen, in jedem KlĂ€rwerk und auch bei der Erdgasgewinnung. Methan ist ein effektiveres Treibhausgas als Kohlendioxid. WĂŒrde auf Titan genau so viel Sonnenlicht wie auf die Erde fallen, wĂ€re es dort viel wĂ€rmer als bei uns. Allerdings kommt beim Saturnmond wegen seiner großen Entfernung zu unserem Zentralgestirn nur 1% Sonnenenergie im Vergleich zur Erde an. Deshalb ist es dort bitterkalt.
Saturn, mit Mond Tethys (oben links außen), Enceladus (oben links innen), Mimas (unten rechts von den Ringen), fotografiert von Voyager 1 (Bild: NASA/JPL)
Die beiden Voyager-Sonden teilten die Beobachtung der Monde wie beim Jupiter zwischen sich auf. Voyager 1 nahm sich Dione, Rhea und Titan vor. Voyager 2 dagegen Enceladus, Thethys, Hyperion, Iapetus und Phoebe. Alle Monde wurden innerhalb von zehn Stunden passiert. Die Schwenkplattform musste von einem Ziel zum nÀchsten schwenken, was sie an ihre Grenzen brachte. Quasi nebenbei mussten auch noch die Jupiterringe aus der NÀhe untersucht werden.
Saturn hebt sich besonders durch seine Ringe hervor. Zwar besitzen alle Gasplaneten Ringsysteme. Dort sind sie aber viel weniger ausgeprÀgt.
Die Ringe bestehen zu 90 Prozent aus gefrorenem Wasser und Gesteinsbrocken. Sie sehen aus wie Rillen auf einer Schallplatte. Ihre Farbe wird durch die Art der Gesteine bestimmt. Sie sehen massiv aus, sind aber sehr feingliedrig und fragil. Meist bestehen sie aus kleinsten Teilchen mit Durchmessern von weniger als einem Millimeter. Aber es gibt auch Gebilde, welche die GrĂ¶ĂŸe eines Hauses erreichen und aussehen wie riesige SchneebĂ€lle.
Voyager 1 fotog...

Table of contents

  1. Inhaltsverzeichnis
  2. Vorwort
  3. Raumsonden – die Unkaputtbaren
  4. Sonnensystem – unsere Heimat
  5. AsteroidengĂŒrtel – Eis und Schutt
  6. Jupiter – der Gigant
  7. Saturn – der Schöne
  8. Uranus – der Geheimnisvolle
  9. Neptun – der UngestĂŒme
  10. Interstellarer Raum – neuer Wind
  11. KuipergĂŒrtel – leerer Raum
  12. Oortsche Wolke – eine Theorie
  13. Unendlichkeit
  14. Quellenverzeichnis
  15. Weitere Informationen
  16. Impressum

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