Seit Galilei den Himmel durch sein Fernrohr beobachtete, haben Astronomen mit immer größeren Teleskopen den Kosmos immer genauer studieren können.
02. Dezember 2008 Die Astronomen befinden sich zumeist in einer Situation ähnlich jener, die der griechische Philosoph Platon in seinem bekannten Höhlengleichnis beschrieben hat – in der Situation der Menschen, die in einer Höhle festgebunden sind und statt der Realität nur die von einem Feuer erzeugten Schatten dieser Realität wahrnehmen. Zumindest insofern ist der Vergleich berechtigt, als der Himmel zunächst nur zweidimensional erscheint, wodurch selbst die uns benachbarten Himmelskörper – die Sonne, der Mond und die Planeten – wie angeheftete Scheiben wirken.
Noch vor fünfzig Jahren hat sich dieses Phänomen mit auf die Planetenkunde ausgewirkt, obwohl klar war, dass es sich bei den Planeten und ihren Monden in Wirklichkeit um mehr oder weniger erdähnliche Welten handelt. Abgesehen von den großen Gasplaneten – Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun – sind es Himmelskörper mit fester Oberfläche. In Sciencefiction-Geschichten können deshalb Marsianer auftreten und Menschen zum Mars und zur Venus fliegen.
Stürme legen dunklen Marsboden frei
Die Wissenschaft war hinter diesen phantasievollen Vorstellungen weit zurückgeblieben. Nicht nur, dass solche Planetenflüge noch unrealistisch erschienen. In der kartographischen Darstellung schien es sich bei den Planeten auch gar nicht um deutlich erkennbare Welten zu handeln. Denn so charakteristische Strukturen wie Berge oder Schluchten konnte man mit den damaligen Teleskopen nur auf dem Erdtrabanten erkennen, geologische und mineralogische Einzelheiten blieben vollständig verborgen. Die Karten der Planeten zeigten – schemenhaft – allenfalls unterschiedliche Helligkeiten und Farben, alles Weitere blieb Phantasie.
Der Mars fiel damals, abgesehen von seinen umstrittenen Kanälen, die sich als Täuschung erwiesen, vor allem durch die dunkle Verfärbung großer Teile seiner Oberfläche im Frühling auf. Einige wenige Forscher glaubten deshalb noch bis in die sechziger Jahre hinein, dass sich diese Jahreszeit auf dem Himmelskörper durch ein vermehrtes Wachstum von Flechten auszeichnete. Die spektroskopischen Daten waren damit verträglich. Später fanden die Astronomen heraus, dass die dunkle Verfärbung durch Staubstürme zustande kommt. Diese Stürme legen dunkleren Marsboden frei.
Mit der Raumfahrt bahnte sich ein dramatischer Wandel an
Insgesamt schien die Erforschung der Planeten vor fünfzig Jahren weitgehend abgeschlossen zu sein. Man hatte in unserem Sonnensystem schon fast alles erkundet, was mit den damaligen Teleskopen möglich war, und größere Fernrohre lagen weit jenseits des technisch Möglichen. Auch interplanetare Raumflüge lagen – kurz nach Beginn der Raumfahrt; der erste Satellit, Sputnik 1, war am 4. Oktober 1957 gestartet worden – für viele Wissenschaftler in weiter Ferne. Deshalb gab es eine Zeitlang kaum noch junge Astronomen, die sich der Planetenforschung zuwenden wollten.
Mit der Raumfahrt bahnte sich allerdings ein dramatischer Wandel an, der die Planetenforschung in ungeahnte Höhen trug. Innerhalb kürzester Zeit sind die Planeten und Monde zu wirklichen Welten geworden, die längst auch mit denselben Verfahren wie die Erde studiert werden. Die Geologen, Mineralogen und Chemiker haben sie für sich entdeckt und gehen Fragen nach, die kurz vorher noch undenkbar waren – zum Beispiel, ob auf der Venus jemals plattentektonische Vorgänge stattgefunden haben. Es ist der Zeitpunkt abzusehen, zu dem die Erforschung der Planeten gar nicht mehr in der Hand der klassischen Astronomen liegt.
Mit himmelsmechanischen „Tricks“ an die Grenzen des Sonnensystems
Die interplanetare Raumfahrt verdankt ihre großartigsten Erfolge nur zu einem geringen Teil den Fortschritten in der Raketentechnik. Davon zeugen nicht zuletzt die Aktivitäten der Sowjetunion. Bis zu deren Zusammenbruch sind Moskaus Raumsonden trotz leistungsstarker und zuverlässiger Raketen nicht über die Venus und den Mars hinausgekommen. Es hat zwischen West und Ost nie einen Wettlauf zum Jupiter oder zum Saturn gegeben. Der Grund dafür liegt darin, dass Raumflüge, die mehrere Jahre dauern, hohe Anforderungen an die Technik stellen, die in der Sowjetunion nicht erfüllt werden konnten.
Manche Ziele ließen sich auch erst erreichen, als die Computer ausgereift waren – wenngleich auch ohne die großen Leistungen der späteren Bordanlagen Erstaunliches gelang. Als Armstrong und Aldrin im Juli 1969 als erste Menschen auf dem Mond und damit auf einem andern Himmelskörper landeten, womit die Erforschung des Sonnensystems endgültig auf eine neue Basis gestellt wurde, mussten sie sich auf Computer verlassen, die weniger leisteten als moderne Taschenrechner. Dabei sei nicht vergessen: Die Pioniere der Raumfahrt, Wernher von Braun in den Vereinigten Staaten und Sergej Koroljow in der Sowjetunion, haben ihre bahnbrechenden Berechnungen anfangs noch mit dem Rechenschieber machen müssen, die Zeit der Computer war in der Praxis noch nicht angebrochen.
Das „Swing By“ verkürzte Reisezeiten erheblich
Eine weitere - diesmal astronomische - Entwicklung ist für die Erforschung des Sonnensystems unentbehrlich gewesen: Dank der fortschreitenden Computertechnik wurde die Himmelsmechanik auf eine vollkommen neue Grundlage gestellt. Als Sputnik 1 schon die Erde umkreiste, glaubten die Himmelsmechaniker noch, eine Sonde, die den Massenschwerpunkt des Erde-Mond-Systems mit einer wenn auch geringen Geschwindigkeit erreichte, würde als Folge des Schwungs automatisch zum Mond gelangen. Die neuen Berechnungen zeigten aber, dass die Bewegung des Mondes die Begegnung verhindern würde.
Den Fortschritten in der Himmelsmechanik ist es auch zu verdanken, dass Raumsonden jene Gegenden des Sonnensystems ausgiebig erkundet haben, die sie mit der Kraft der Raketen allein gar nicht oder nur mit unmäßig hohem Aufwand erreicht hätten. Das „Swing By“, das Schwungholen bei der Begegnung mit Planeten und Monden, hat die Reisezeiten erheblich verkürzt. Voyager 1 und 2 sind mittlerweile sogar bis in die Grenzregionen des Sonnensystems vorgestoßen.
Und schließlich auch Menschen auf unserem Nachbarplaneten Mars
Mittlerweile ist es fast schon Routine, dass Raumsonden auf fremden Welten landen, die dadurch auch physisch begreifbar werden. Unbemannte russische Rover und einfache Geländewagen mit den Apollo-Astronauten an Bord sind über den Erdtrabanten gerollt. Die Venus hatte Besuch auf ihrer Oberfläche, und auf dem Mars waren Minilabors und Wägelchen sowie Bohrgeräte und Schaufeln, mit denen der Boden angekratzt wurde. Selbst vor Kometenkernen und Kleinplaneten haben die Landegeräte nicht haltgemacht, der Komet Tempel 1 ist sogar mit einem großen Sporn gerammt worden, wodurch ein heftiger Ausbruch erreicht worden ist. Die europäische Raumsonde Huygens ging derweil auf dem Trabanten eines der Gasriesen im Sonnensystem - auf dem Saturnmond Titan - nieder.
Auch wenn bei der Erforschung der Planeten heute noch Roboter dominieren, kann kein Zweifel daran bestehen, dass der Mensch mittlerweile in den Weltraum aufgebrochen ist. Die Vorstellung von den Planetenscheiben, die in Form der schlichten Karten unserer kosmischen Nachbarn lange überlebte, hat endgültig ausgedient. In den kommenden fünfzig Jahren dürfte auch die von Wernher von Braun und von Sergej Koroljow erträumte Expedition zum Mars verwirklicht werden. Die aktuellen amerikanischen Pläne dazu sind allerdings weniger geeignet, dieses Ziel zu erreichen. Es fehlt derzeit an der Vision, die notwendig ist, die für ein so großes Unterfangen erforderlichen Kräfte freizusetzen.
Text: F.A.Z.
Bildmaterial: Stefan Binnewies, Wolfgang Steinicke und Jens Moser: „Sternwarten”. Oculum-Verlag, Erlange 2008, 280 S. zahlr. Abb. geb. 49.90 Euro.
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