Expedition zu fremden Welten: 20 Milliarden Kilometer durch das Sonnensystem

397 Pages·2018·15.25 MB·German

by  Ralf Jaumann et al.

Ralf Jaumann
Ulrich Köhler · Frank Sohl
Daniela Tirsch · Susanne Pieth
Expedition zu
fremden Welten
20 Milliarden
Kilometer
durch das
Sonnensystem
Expedition zu fremden Welten
Ralf Jaumann ist Geologe und Leiter der Abteilung Planetengeologie am Institut
für Planetenforschung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in
Berlin-Adlershof sowie Professor für Planetologie an der Freien Universität Berlin.
Ulrich Köhler ist Geologe am Institut für Planetenforschung des Deutschen Zen-
trums für Luft- und Raumfahrt (DLR), koordiniert die Öffentlichkeitsarbeit und
ist insbesondere an der Geologie der inneren, erdähnlichen Planeten interessiert.
Gemeinsam mit Ralf Jaumann verfasste er populärwissenschaftliche Bücher zum
Mond und über den Mars.
Frank Sohl ist Planetenphysiker am Institut für Planetenforschung des Deutschen
Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Berlin und erforscht die Frühphase
und den inneren Aufbau der Planeten und Monde des Sonnensystems sowie erd-
ähnlicher Exoplaneten.
Daniela Tirsch ist Planetengeologin am Institut für Planetenforschung des Deut-
schen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Berlin und ist dabei vor allem
in der Mars- und Kometenforschung beschäftigt. Darüber hinaus macht sie diese
faszinierenden Themen der breiten Öffentlichkeit mit Vorträgen, in Presseberichten
oder bei öffentlichen Auftritten zugänglich.
Susanne Pieth ist Bibliothekarin und betreut seit vielen Jahren die Regional Planeta-
ry Image Facility, eine Bibliothek für Planetenbilddaten am Institut für Planetenfor-
schung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Berlin.
Ralf Jaumann • Ulrich Köhler • Frank Sohl •
Daniela Tirsch • Susanne Pieth
Expedition zu
fremden Welten
20 Milliarden Kilometer
durch das Sonnensystem
Prof. Dr. Ralf Jaumann Dipl.-Geol. Ulrich Köhler
Institut für Planetenforschung Institut für Planetenforschung
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt
Berlin Berlin
Dr. Frank Sohl Dr. Daniela Tirsch
Institut für Planetenforschung Institut für Planetenforschung
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt
Berlin Berlin
Dipl.-Bibl. Susanne Pieth
Institut für Planetenforschung
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt
Berlin
Alle Zahlenangaben im Buch beziehen sich auf Quellen von NASA, ESA und DLR sowie einschlägige Literatur
(wie Encyclopedia of the Solar System, Landolt-Börnstein) und auf die aktuelle veröffentlichte Fachliteratur.
ISBN 978-3-662-54995-7 ISBN 978-3-662-54996-4 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-662-54996-4
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oder Äußerungen. Der Verlag bleibt im Hinblick auf geografische Zuordnungen und Gebietsbezeichnungen in
veröffentlichten Karten und Institutionsadressen neutral.
Planung: Dr. Lisa Edelhäuser
Redaktion: Bernhard Gerl
Projektmanagement: Bianca Alton
Einbandgestaltung: deblik, Berlin
Einbandabbildung: Collage unter Verwendung von Aufnahmen der NASA (NASA/JPL; NASA/JPL/SSI)
Grafiken: Susanne Pieth und Dr. Kristin Riebe
Gedruckt auf säurefreiem und chlorfrei gebleichtem Papier
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Die eingetragene Gesellschaft ist Springer-Verlag GmbH Deutschland
Die Anschrift der Gesellschaft ist: Heidelberger Platz 3, 14187 Berlin, Germany
Vorwort V
Vorwort
Alles ist eine Frage der Perspektive. Wenn wir in den Nachbarort fahren oder über eine Wiese laufen, ist die Erde
eine Scheibe. Erst wenn wir uns für eine Fernreise ins Flugzeug setzen und dabei mehrere Zeitzonen überfliegen,
wird uns wieder bewusst, dass dieser Planet selbstverständlich eine Kugel ist. Astronauten können dies noch
unmittelbarer erleben, wenn sie in 400 Kilometern Höhe die Erde umkreisen und die Krümmung des Horizonts
sehen, über den sich die hauchzarte Atmosphäre der Erde spannt, diese empfindliche dünne Hülle aus Gas, die
uns das Leben auf diesem wunderbaren Planeten namens Erde erst ermöglicht.
VI Vorwort
Gehen wir noch einen kosmischen Katzensprung weiter hinaus ins Weltall, zum Mond, dem ständigen Begleiter
der Erde. Von dort aus wird die Perspektive noch beeindruckender: Die Erde als leuchtende, blaue Murmel mit
den Kontinenten in grün-grau und beige, mit Wasser spendenden Wolken als weißen Wattetupfern, die über
die blauen Ozeane ziehen und leuchtend hellen Eisflächen an Nord- und Südpol. Nur den Apollo-Astronauten
war dieser Anblick vom Erdtrabanten aus in vierhunderttausend Kilometern Entfernung vergönnt, und sie alle
sprachen voller Ehrfurcht von diesem Moment.
Raumsonden versetzen uns Menschen seit ein paar Jahrzehnten in die Lage, den Aussichtspunkt auf die Erde
noch weiter nach draußen zu verlegen. Aus anderthalb, drei fünf, oder zehn Milliarden Kilometern – aus diesen
Entfernungen haben Kameras die Erde bereits fotografiert – sehen wir nur noch das, was Carl Sagan, der Visionär
der Planetenforschung, 1994 als Titel für sein inspirierendes Buch „Pale Blue Dot“ (dt. Titel: Blauer Punkt im All)
gewählt hat, nämlich einen kleinen bläulichen Punkt im unendlich großen schwarzen Fastnichts des Weltalls. Die
Erde ist tatsächlich nicht mehr als ein Staubkorn in der Unendlichkeit des Universums.
Aber ein sehr spezielles Staubkorn. Zunächst eines von sieben weiteren, die allesamt einen Stern mit dem Namen
Sonne umkreisen und denen wir die Namen Merkur, Venus, Erde, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun
gegeben haben. Zu diesen acht Planeten gesellen sich allerlei kleinere Körper, die wir heute als Zwergplaneten,
Asteroiden und Kometen kennen. Ein Gesamt(kunst-)werk der Natur, das wir als Sonnensystem bezeichnen
Vorwort VII
und das unser kosmisches Zuhause darstellt. Es ist winziger Bestandteil einer Ansammlung von Milliarden von
Sternen – und sicher auch vieler weiterer Planeten – in einer Galaxie namens Milchstraße.
Das allein aber macht die Erde und das Sonnensystem noch nicht außergewöhnlich. Das Besondere ist, dass die-
ses Planetensystem etwas beherbergt, das wir nur von der Erde kennen: Leben. Wir wissen bis heute von keinem
anderen Ort im Sonnensystem oder im gesamten Universum, an dem das noch der Fall ist.
Dabei kennen wir das Sonnensystem inzwischen sehr genau. Das haben wir all den großen Astronomen, Natur-
philosophen und Physikern zu verdanken, die seit gut dreitausend Jahren den Lauf der Gestirne beobachteten
und daraus ihre Schlüsse zogen: vor allem aber den vielen Raumsonden, die seit gerade mal fünfzig Jahren mit-
hilfe von Raketen die Anziehungskraft der Erde überwinden und zu allen Körpern des Sonnensystems hinfliegen
können. Sie tragen Kameras an Bord, die uns all diese fremden Welten im Detail zeigen, und Messinstrumente,
deren Aufzeichnungen uns helfen, diese Körper zu verstehen, denn alle sind sie ganz anders als die Erde.
Der Begriff des „kosmischen Nachbarn“ für den Mond, für Planeten wie den Mars, die Venus oder die großen
Gasplaneten, die eigentlich fast unvorstellbar weit von der Erde entfernt sind, hat durch die Raumsonden eine
ganz andere Bedeutung bekommen. Die Planeten, die „Wanderer“ am Sternenhimmel, die man mit dem bloßen
Auge erkennen kann, sind nun nicht mehr länger nur astronomische Objekte, die mit Teleskopen gerade so zu
erkennen sind.
VIII Vorwort
Spätestens seit den Vorbereitungen zu den bemannten Mondlandungen in den 1960er-Jahren erweiterte die Be-
trachtung der Körper des Sonnensystems die wissenschaftlichen Disziplinen. Sie konnten nun, wie die Erde auch,
mit den Methoden der Physik und Chemie und vor allem auch der Geologie, Geophysik und Mineralogie unter-
sucht, vermessen und kartographisch erfasst werden. Seit Neuestem spielt auch die Biologie eine immer größer
werdende Rolle, denn die Forschung sucht hartnäckig nach einer Antwort auf die Frage, ob es außerhalb der Erde
auf einem oder mehreren Körpern des Sonnensystems Leben gibt oder geben kann, wie es entstanden ist und
woher es kommt. Die Suche umfasst den Mars, mögliche Ozeane unter der Eiskruste einiger Monde von Jupiter
und Saturn und sogar exotischere Körper wie Kometen oder Asteroiden.
Das Sonnensystem wurde durch die Erkundung mit Raumsonden zu einer Ansammlung geologischer Objekte.
Das bedeutet, dass sich unser Bild von den Planeten, ihren weit mehr als hundert Monden sowie den Asteroiden
und Kometen, in den letzten vier Jahrzehnten drastisch verändert hat.
Dieses in vielerlei Hinsicht neue Bild des Sonnensystems möchten wir Ihnen mit diesem Buch zeigen. Für uns
Autoren ist die Suche nach Antworten auf die unendlich vielen Fragen, die wir an die Körper des Sonnensystems
haben, jeden Tag aufs Neue faszinierend und inspirierend, was wir als außerordentliches Privileg betrachten. Wir
möchten Ihnen die Ergebnisse der vielen Raumsonden, die seit 1959 die Erde verlassen und das Sonnensystem
erforscht haben, näherbringen, Ihnen vermitteln, wie vielfältig das Sonnensystem ist, und vor allem auch, warum
das so ist: Zusammenhänge aufzeigen, Unterschiede deutlich machen, die Dynamik der dahinter stehenden Pro-
zesse erläutern, aber auch die vielen nach wie vor offenen Fragen ansprechen.
Wir würden uns freuen, wenn wir Sie mit diesem Buch neugierig machen, Sie zum Staunen bringen und Ihre
Begeisterung für ein Thema wecken können, das die Menschheit seit Urzeiten beschäftigt und fasziniert: Die Erde
und ihre kosmische Umgebung, das Sonnensystem.
Wir wünschen Ihnen beste Unterhaltung!
Die Autoren
Berlin, im Sommer 2017
Bild S. V: Stefan Seip – photomeeting.de
Bild S. VI–VII: NASA/JSC
Vorwort IX
Bilder von Planeten, Monden, Asteroiden und Kometen
Sicherlich haben Sie sich schon einmal gefragt, ob es denn eine Einrichtung in Deutschland gibt, wo man Bilder
von Planeten, Monden, Asteroiden und Kometen erhalten kann. Heutzutage kann man sehr viel selbst im Inter-
net recherchieren, aber manchmal ist es einfacher, sich helfen zu lassen, um genau das zu finden, was man sucht,
und die dazugehörige Sachinformation in deutscher Sprache zu erhalten.
Dafür gibt die Regional Planetary Image Facility (RPIF), eine Bibliothek für Planetenbilddaten, die als gemeinsame
Einrichtung der NASA und dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) am Institut für Planetenfor-
schung in Berlin beheimatet ist. Vorrangige Aufgabe dieser Bibliothek ist die Bereitstellung der für die Öffentlichkeit
bestimmten Bilddaten, die Raumsonden von den planetaren Objekten in unserem Sonnensystem aufgenommen
haben. Davon ausgenommen sind Fernerkundungsdaten der Erde. Letztere werden im Earth Observation Center
(EOC) des DLR in Oberpaffenhofen archiviert und zur Verfügung gestellt (www.dlr.de/eoc).
Die RPIF wurde 1985 auf Basis eines Abkommens zwischen dem DLR und der NASA gegründet. Sie ist Teil
eines internationalen, von der NASA koordinierten Netzes von Bildbibliotheken, des Planetary Data Systems
(PDS), das umfangreiche Recherchemöglichkeiten bietet. Weltweit gibt es insgesamt 16 derartige Einrichtungen,
von denen sich neun in den USA, vier in Europa (London, Paris, Rom und Berlin) und je eine in Kanada, Japan
und Israel befinden. Die Berliner RPIF bedient vorrangig den deutschsprachigen Raum.
Es stehen hauptsächlich Bilddaten amerikanischer, aber auch europäischer, japanischer und einiger sowjetischer,
bzw. russischer Missionen zur Verfügung. Mit der in Hinblick auf die amerikanischen und europäischen Mis-
sionen fast lückenlosen Datenbank ist die RPIF die „erste Adresse“ für Planetenbilddaten in Deutschland. Das
Bildmaterial wird ergänzt durch einen umfangreichen Bestand an Atlanten, thematischen Karten und Globen,
den wichtigsten Fachbüchern und Zeitschriften sowie einer umfangreichen Sammlung für die Presse aufbereiteter
Bilddaten. Diese bilden einen besonderen Schwerpunkt der Bibliothek.
Um die RPIF nutzen zu können, steht für jedermann vor Ort ein Arbeitsbereich zur direkten Einsicht zur Ver-
fügung. Information und Datenrecherche sind kostenlos. Digital vorhandene Bilder werden ebenfalls kostenlos
abgegeben. Eine Übersicht über den aktuellen Bestand vor allem des freigegebenen Bildmaterials finden Sie auf
der unten angegebenen Internetseite. Dort gibt es auch didaktisch aufbereitete Materialien wie Poster und Bro-
schüren zum Einsatz in Schulen.
Persönlichen Anfragen können Sie auf folgenden Wegen an uns richten:
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) Telefon: [phone]
Institut für Planetenforschung – RPIF Telefax: (030) 67 055 372
Rutherfordstraße 2 E-Mail: [email protected]
12489 Berlin www.dlr.de/RPIF/