Plädoyer für einen vergessenen Planeten

BLOG: Astra's Spacelog

Raumfahrt: Informationen – Meinungen – Hintergründe
Astra's Spacelog

In diesen Tagen bekommen wir in kurzen Abständen immer neue sensationelle Bilder der Raumsonde Rosetta vom Kometen Tschurjumow-Gerasimenko geliefert. Die beiden Mars-Rover Curiosity und Opportunity senden – mit Hilfe einer Flotte von Orbitrelays in der Umlaufbahn um den roten Planeten – dramatische Landschaftsaufnahmen vom Mars. Die Raumsonde Messenger übermittelt Aufnahmen vom Merkur in nie zuvor gesehenem Detail. Die Raumsonde Dawn wird in Kürze den Kleinplaneten Ceres erreichen, nachdem sie zuvor Vesta erkundet hat. Juno wird im Sommer 2017 in eine Umlaufbahn um Jupiter einschwenken. Der Forschungsauftrag von Cassini am Saturn ist gerade bis 2017 bestätigt worden, und nächstes Jahr trifft New Horizons am Pluto und seinen fünf Monden ein. Es herrscht Hochbetrieb im Sonnensystem. Aber es gibt auch ruhigere Ecken. Und in manchen, selbst in unserer unmittelbaren planetaren Nachbarschaft, ist es sogar sehr ruhig.

Die Venus aus einer Höhe von 30.000 Kilometern in ultraviolettem Licht. Dieses Bild nahm die ESA-Raumsonde Venus Express am 8. Dezember 2011 auf
Die Venus aus einer Enfernung von 30.000 Kilometern in ultraviolettem Licht. Dieses Bild nahm die ESA-Raumsonde Venus Express am 8. Dezember 2011 auf

Einsam zieht die Raumsonde Venus Express ihre letzten Kreise um unseren Schwesterplaneten. Acht Jahre lang hat sie dort mutterseelenallein ihre Runden gedreht, seit sie am 11. April 2006 dort angekommen war. Doch jetzt geht ihr Treibstoff langsam zu Ende. Die ESA will ihr immerhin ein spektakuläres Begräbnis verschaffen, und hat eine Aerobraking-Kampagne gestartet, in deren Verlauf die Raumsonde irgendwann im Winter 2014/2015 über den Wolken ihres langjährigen Beobachtungsobjektes verglühen wird.

Die Messergebnisse, die das Hinunterstarren auf die Wolkendecke der Venus erbracht haben, sind nicht uninteressant. Allerdings ist der Eindruck nicht zu übersehen, dass sich das Interesse auf eine eher übersichtliche Gruppe von Planetologen und Atmosphärenforscher beschränkt. Und die Informationspolitik der ESA und des DLR sind nicht dazu angetan, das Interesse der Öffentlichkeit an diesem Planeten nachhaltig zu befördern.

Bevor Venus Express kam, war zehn Jahre lang gar nichts los bei unserem Nachbarn. Am 13. Oktober 1994 war die US-Raumsonde Magellan gezielt zum Absturz gebracht worden. Davor hatte sie fünf Jahre lang mit einem Radar grobgerasterte Bilder von etwa 98 Prozent der Venus-Oberfläche gemacht.Die Auflösungsgenauigkeit betrug aber im Schnitt nur etwa 150 Meter pro Bildpunkt, meistens waren es etwa 250 Meter. Einige wenige Stellen wurden mit einer Auflösungsgenauigkeit von 75 Metern pro Bildpunkt erfasst.

Das ist zwar ein Vielfaches besser, als das, was man davor hatte. Die russischen Raumsonden Venera 15 und 16 hatten bis dahin gerade mal Oberflächendetails von etwa 1,5 Kilometern Größe identifizieren können. Das genügte nur für gröbste geologische Einschätzungen. Wirklich gut ist das nicht, wenn man bedenkt, dass am anderen Nachbarplaneten der Erde der Mars Reconnaissance Orbiter noch Oberflächendetails von 35 Zentimetern Größe aufzeichnen kann.

Halten wir also fest: Es gab im letzten Vierteljahrhundert genau zwei Orbitsonden zur Venus. Im selben Zeitraum waren es an unserem anderen Nachbarplaneten, dem Mars, sechs Orbitsonden und vier Landefahrzeuge. Seit einigen Tagen sind es sogar acht Orbitsonden, nachdem Maven und der indische Mars Orbiter angekommen sind. Es wären sogar noch drei Orbiter und drei Lander mehr gewesen, wenn sie nicht bei Landung, Anflug oder bereits beim Start von der Erde aus gescheitert wären. Noch einmal sieben Orbit- und Landesonden befinden sich in fortgeschrittenem Vorbereitungsstadium und sollen unseren äußeren Nachbarn in den nächsten sechs Jahren besuchen.

Beinahe hätte übrigens die Venus doch noch einen weiteren Orbiter bekommen, nämlich die japanische Sonde Akatsuki. Leider misslang das Brennmanöver, mit dem das Vehikel am 8. Dezember 2010 in die Venus-Umlaufbahn einschwenken sollte, und so flog Akatsuki am Planeten vorbei. 2016 ist jetzt ein neuer Versuch geplant, in die Umlaufbahn einzuschwenken. Früher geht es aus bahnmechanischen Gründen nicht. Allerdings ist die Treibstoffsituation der Sonde schon jetzt prekär und selbst wenn es ihr gelänge, das Manöver doch noch zu bewerkstelligen, wäre die technische Lebensdauer der Sonde dann eigentlich schon seit Jahren abgelaufen. Die Primärmission war nämlich überhaupt nur bis 2012 geplant. Für Akatsuki sieht es damit so düster aus, wie für die Venusforschung im allgemeinen.

Auch auf der Oberfläche: Kein Traffic weit und breit

Auch Landesonden haben bereits die Oberfläche der Venus erreicht. Allerdings ist das in jedem der gar nicht mal so wenigen Einzelfälle deutlich länger als ein Vierteljahrhundert her. Zuletzt waren dies die Landekapseln der Raumsonden Vega 1 und Vega 2, die beide Mitte Juni 1985 mit mäßigem wissenschaftlichen Erfolg auf der Venus niedergingen. Der Vega 1-Lander wurde zu früh aktiviert, und war nach Erreichen der Oberfläche bereits tot. Der Vega-2 Lander arbeitete nur 57 Minuten lang, bevor auch er verstummte. Eine Bildübermittlung fand weder statt, noch war sie vorgesehen.

Die letzten Bilder von der Oberfläche der Venus stammen von Anfang März 1982. Sie wurden von den Landesonden von Venera 13 und 14 übermittelt. Alles in allem gibt es von acht erfolgreichen Landungen etwa drei dutzend Bilder sehr magerer Qualität von der Oberfläche der Venus.Von der Oberfläche des Planeten Mars gibt es dagegen schätzungsweise eine Million brillanter Aufnahmen. Selbst die Bildausbeute von der Oberfläche des 1,4 Milliarden Kilometer entfernten, ebenfalls wolkenverhangenen Saturn-Mondes Titan ist größer, als die von unserem unmittelbaren Nachbarn im Sonnensystem.

Venera 13 machte insgesamt 14 Bilder von seinem Landeort bevor er verstummte.
Venera 13 machte insgesamt 14 Bilder von seinem Landeort bevor er verstummte.

Der Zahl der in ernsthafter Vorbereitung befindlichen Venussonden beträgt exakt Null. Nur aus Russland dringt seit Jahrzehnten Rumor über eine Landesonde mit der Bezeichnung Venera-D. Die ist aber schon seit so langer Zeit in Planung, dass niemand mehr ernsthaft daran glaubt. Bis vor einer Weile konnte man hier als geplantes Startdatum das Jahr 2016 verzeichnen. In neueren Planungsunterlagen wird jetzt aber 2024 genannt. Das Projekt zeichnet sich seit vielen Jahren hauptsächlich durch herzhafte Verschiebungen in Richtung Sankt Nimmerleinstag aus.

Warum keiner die Venus mag

Was ist der Grund dafür, dass wir die Venus so links liegen lassen? Ist sie so unwichtig, im Vergleich zu den anderen Planeten, Planetoiden und Asteroiden des inneren Sonnensystems? So unwichtig, dass kein einziges Raumfahrtprogramm weltweit die Oberfläche der Venus oder wenigsten ihre Umlaufbahn zum Ziel hat? Während es am und auf dem Mars inzwischen schon fast schon zum Verkehrsinfarkt kommt, und selbst der schwierig zu erreichende Merkur wissenschaftlich gut im Futter steht?

Fragen wir uns also, was die Venus zur Aussätzigen in der Planetenforschung macht. Die astronautischen Anforderungen, um dorthin zu kommen, können es nicht sein. Eine Raumsonde zur Venus zu schicken stellt von der technischen Expertise in etwa dasselbe Niveau dar, wie der Flug einer Raumsonde zum Mars. Folgt man einer Hohmann-Transferbahn, dann können es vom Energieaufwand sogar 500 Meter pro Sekunde weniger sein. Dafür braucht man beim Einbremsen in die Venus-Umlaufbahn deutlich mehr Energie als beim Mars, weil die Venus eine wesentlich größere Masse hat. Aber, wie gesagt, an sich sollte das nicht sonderlich problematisch sein. Dass dieses Manöver mit der Raumsonde Akatsuki im Jahre 2010 nicht gelang, wurde von der japanischen Raumfahrtagentur JAXA als ausgesprochen peinlicher Vorfall betrachtet, denn eigentlich ist das ein astronautisches Standardmanöver.

Landungen auf der Venus sind rein vom technischen Ablauf her sogar wesentlich leichter zu bewerkstelligen als eine Landung auf dem Mond oder dem landetechnisch äußerst heiklen Mars. Die Venus verfügt über eine sehr dichte Atmosphäre. In der Vergangenheit hat man festgestellt, dass man noch nicht einmal einen Fallschirm benötigt, um dort weich niederzugehen.Unterhalb von 20 Kilometern Höhe ist die Atmosphäre derart dicht, dass es sogar eine Art großer Sturzflugbremse tut.

Und damit kommen wir zum Grund, warum sich alle Raumfahrtbehörden weltweit so verhalten, wie der Fuchs in der Fabel mit den Trauben, die zu hoch hängen. Der Grund, warum wir es in den letzten Jahrzehnten gar nicht mehr erst versucht haben: Die Trauben in der geologischen Erkundung der Venus von ihrer Oberfläche aus hängen ziemlich hoch. Es ist nämlich warm dort. Sehr, sehr warm sogar. Auf seiner Oberfläche herrschen Temperaturen von knapp unter 500 Grad Celsius. Zum Vergleich: Ein guter Pizzaofen schafft 350. Ein normaler Haushaltsherd 250. Und der Luftdruck auf der Oberfläche entspricht dem einer Wassertiefe von 900 Metern. Die Oberfläche der Venus ist nichts anderes als eine wabernde Gluthölle am Grund einer Atmosphäre die dick ist wie kochendes Öl.

Unter diesen Bedingungen eine vernünftige Zeitspanne zu überleben ist nicht leicht. Dabei auch noch sinnvolle Forschung zu betreiben ist noch schwieriger. Den Rekord für Aktivitäten auf der Venusoberfläche hält Venera 13, deren Messinstrumente 127 Minuten nach dem Bodenkontakt ihren Geist aufgaben. Es tut sich der Eindruck auf: Wir trauen uns vor allem deshalb nicht hin, weil die Bedingungen auf seiner Oberfläche verdammt hart sind. Also werfen wir einen missmutigen Blick auf die hoch hängenden Trauben und reden uns ein, dass sie ohnehin sauer sein werden. Wir reden uns ein, dass die Venus nichts anderes ist als langweiliger Glutofen. Warum also hinfliegen? Dort ist doch sowieso nichts los.

Unser Bild von der Venusoberfläche

Außer den hartkontrastigen, groben Radarbildern der Raumsonde Magellan mit ihrem Auflösungsvermögen, auf dem man einen großen Hochhauskomplex grade noch als einzelnen Bildpunkt erkennen könnten, haben wir keinen Eindruck von der Oberfläche des Planeten Venus. Alles was an bunten Bildern durch Bücher, Internet und wissenschaftliche Papiere geistert, sind nachträgliche Bearbeitungen dieser ursprünglichen Radar-Rohdaten. Es ist eine künstlich geschaffene Realität. Wie es auf der Venus im Detail wirklich aussieht wissen wir nur von den wenigen Einzelbildern der Venera-Landesonden. Im Grunde kennen wir nicht mehr als sechs Quadratmeter Venusboden.

Detaillierte und langfristige Untersuchungen, beispielsweise über tektonische Vorgänge, Lavaflüsse, Erosion und dergleichen gibt es mangels Bildern praktisch nicht. Es existiert ein einziges Bild der Raumsonde Magellan, das einen Erdrutsch zeigt. Einen gewaltigen Erdrutsch übrigens, viele Kilometer groß, denn anders hätte man es mit dem schlechten Auflösungsvermögen der Sonde gar nicht erfassen können.

Beobachtungen im optischen Bereich, so hören wir es immer wieder, gehen ja leider nicht. Wegen der vielen Wolken. Allerding ist das keine Ausrede, die wir gelten lassen können. Zum einen könnten wir ohne weiteres zunächst noch einmal eine Radarsonde hinschicken. Allerdings eine, die dem neuesten technischen Stand entspricht. Mit einer Kontext-Funktion für die großräumige Beobachtung (und Auflösungen von etwa 30 – 50 Metern) und einem Detail-Auflösungsvermögen von 50 Zentimetern oder weniger, mit dem wir uns dann auffällige Objekte im Detail ansehen können. Heutige Radarsatelliten haben ein Bilddarstellungsvermögen, das von optischen Aufklärern nicht mehr weit entfernt ist. Und man kann mit ihnen sogar ein wenig unter die Oberfläche gucken.

Dennoch sind Radarbilder für viele Anwendungen nur die zweitbeste Lösung. Was wir brauchen sind hochauflösende Oberflächenbilder im normaloptischen Bereich um Texturen, Schichtungen, und andere Strukturelemente erkennbar zu machen. Wir brauchen eine korrekte Farbwiedergabe. Wir brauchen, wie beim Mars auch, neben optischen Bildern auch andere “Nahdaten” von “Vor Ort”. Und zwar in großer Zahl, und über lange Zeiträume. Anders können wir keine schlüssige geologische Bewertung vornehmen.

Es ist ein oft erwähnter Gemeinplatz, aber man muss ihn immer wieder einmal vorbringen: Die Venus ist die Schwester der Erde. Die ursprünglichen Voraussetzungen beider Planeten dürften kurz nach ihrer Entstehung vor etwa 4,3 Milliarden Jahren in etwa gleich gewesen sein. Sie sind fast exakt gleich groß. Doch während sich die Erde zu einem Paradies entwickelte, lief bei der Venus irgendetwas gewaltig aus dem Ruder. Es wäre, schon für den Fortbestand unserer eigenen Zivilisation hier, gut zu wissen, warum die Entwicklung dort so dramatisch anders verlaufen ist.

Die Grundidee steht seit Jahrzehnten

Dabei ist das Problem der Erforschung der Venus-Oberfläche seit Jahrzehnten gelöst. Die Antwort lautet: Lasst uns Ballons betreiben. Die Idee stammt aus der sowjetischen Raumfahrt, wurde aber seither, außer in einigen gelegentlichen kleinen Studien nicht mehr weiter verfolgt. Sie wurde vor fast 30 Jahren von den beiden sowjetischen Raumsonden Vega 1 und Vega 2 erfolgreich erprobt. Die aus der Umlaufbahn so undurchdringliche Wolkenschicht der Venus beginnt, aus dem Weltraum gesehen, in einer Höhe von etwa 70 Kilometern über der Oberfläche. Sie ist etwa 20 Kilometer dick und endet dementsprechend in einer Höhe etwa 50 Kilometern. Von da an hat man freie Sicht bis zum Boden. Die Lichtverhältnisse dort entsprechen etwa denen eines Schlechtwettertages auf der Erde. Kein Problem für die heutige Kameratechnik.

Konzepte für eine Erforschung der Venus in Oberflächennähe mittels Ballons gibt es bereits heute, so wie dieses Bild, das aus einer älteren CNES/ESA-Studie stammt. Der Wille, solch eine Mission auch tatsächlich zu realisieren, fehlt.
Konzepte für eine Erforschung der Venus in Oberflächennähe mittels Ballons gibt es bereits heute, so wie dieses Bild, das aus einer älteren CNES/ESA-Studie stammt. Der Wille, solch eine Mission auch tatsächlich zu realisieren, fehlt.

Auch die weiterenVoraussetzungen sind gar nicht so übel: In einer Höhe von 50 Kilometern beträgt der Luftdruck etwa 550 Millibar, die Temperatur etwa 35 Grad Celsius. Gut, das mit der “Luft” ist so eine Sache. In dieser Höhe besteht sie aus Schwefeldioxid durchsetzt mit Schwefelsäure-Tröpfchen. Das stellt schon gewisse Anforderungen an die Materialtechnik, vor allem wenn man das Gerät wochen- und monatelang betreiben will.

Aber einmal abgesehen von diesem recht sauren – und auch nicht atembaren – Gemisch hat man es, verglichen mit den Oberflächeneigenschaften auf dem Mars, mit einer recht angenehmen Umgebung zu tun. Ein Astronaut, der an der Reling einer Gondel dieses hypothetischen Ballons stünde, bräuchte noch nicht einmal einen Raumanzug zu tragen. Ein leichter Schutzanzug mit eigener Luftversorgung, wie er etwa in manchen Laboren üblich ist, täte es. Die Temperaturen wären angenehm, die Strahlungsbelastung gering.

Der Ballon könnte seine Fotoerkundung mit der Windströmung knapp unterhalb der Wolkenuntergrenze vornehmen und dort Wochen- und monatelang operieren. Die mittlere der drei atmosphärischen Hauptschichten bewegt sich in flottem Tempo um den Planeten. Schon mit einer kleinen Zahl von Ballons hätte man in der erheblichen Winddrift der Venus bald große Flächen kartographiert.

Um noch bessere Bilder zu bekommen, könnte der Ballon zeitweilig auch Kleinkameras mit Fallschirmen abwerfen, die langsam zu Boden sinken. Solche Kameras kann man heute sehr preiswert herstellen, sie wiegen nur wenige Gramm.Eine Ballonsonde könnte dutzende davon mit sich führen. In eine Kühlpackung gehüllt, könnten sie einen Abstieg zur Oberfläche überstehen und die Funkübertragung der Daten an den Ballon sollte kein Problem sein.

Und am Ende wäre selbst eine Oberflächenerkundung mit Rovern durchaus denkbar. Ein Fahrzeug, das in der Lage wäre, eine oder mehrere Tage oder Wochen auf der glutheißen Oberfläche der Venus herumzufahren, wäre eine herausfordernde und interessante Aufgabe, die den technischen Fortschritt immens stimulieren könnte.

Die Venus macht es uns nicht leicht. Sie stellt komplett andere Anforderungen, wie der Mars. Aber sie ist deswegen nicht weniger interessant. Es gibt viele Möglichkeiten, das Hitze- und Druckproblem besser zu bewältigen als in den sechziger-, siebziger und achtziger Jahren. Also sollten wir wieder hingehen. Eine Renaissance der Venus-Forschung ist dringend geboten.

Ich bin Raumfahrt-Fan seit frühester Kindheit. Mein Schlüsselerlebnis ereignete sich 1963. Ich lag mit Masern im Bett. Und im Fernsehen kam eine Sendung über Scott Carpenters Mercury-Raumflug. Dazu der Kommentar von Wolf Mittler, dem Stammvater der TV-Raumfahrt-Berichterstattung. Heute bin ich im "Brotberuf" bei Airbus Safran Launchers in München im Bereich Träger- und Satellitenantriebe an einer Schnittstelle zwischen Wirtschaft und Technik tätig. Daneben schreibe ich für Print- und Onlinemedien und vor allem für mein eigenes Portal, "Der Orion", das ich zusammen mit meinen Freundinnen Maria Pflug-Hofmayr und Monika Fischer betreibe. Ich trete in Rundfunk und Fernsehen auf, bin Verfasser und Mitherausgeber des seit 2003 erscheinenden Raumfahrt-Jahrbuches des Vereins zur Förderung der Raumfahrt (VFR). Aktuell erschien in diesen Tagen beim Motorbuch-Verlag "Interkontinentalraketen". Bei diesem Verlag sind in der Zwischenzeit insgesamt 16 Bücher von mir erschienen, drei davon werden inzwischen auch in den USA verlegt. Daneben halte ich etwa 15-20 mal im Jahr Vorträge bei den verschiedensten Institutionen im In- und Ausland. Mein Leitmotiv stammt von Antoine de Saint Exupery: Wenn du ein Schiff bauen willst, dann trommle nicht Menschen zusammen, um Holz zu beschaffen, Werkzeuge zu verteilen und Arbeit zu vergeben, sondern lehre sie die Sehnsucht nach dem weiten unendlichen Meer. In diesem Sinne: Ad Astra

7 Kommentare

  1. “Beobachtungen im optischen Bereich, so hören wir es immer wieder, gehen ja leider nicht. Wegen der vielen Wolken. Allerding ist das keine Ausrede, die wir gelten lassen können.” In der Tat – aber aus einem einfachen Grund: Es gibt eine Reihe spektrale ‘Fenster’, durch die man unterschiedlich tief in die Atmosphäre hinein schauen kann, und in einigen reicht der Blick bis auf die Oberfläche. Das hatte ich hier vor neun Jahren mal ausgebreitet: Selbst Amateurastronomen gelingt auf diese Weise inzwischen bei passender Venusphase der Blick auf Oberflächenstrukturen.

  2. Die Venus das unbekannte Wesen. Wenn Ballone das ideale Erkundungsmittel sind, dann könnte eine Venusmission sogar per Crowdfunding finanziert werden, weil Ballone den Erdlingen in Form von Heissluftballonen, Ballonmassenstarts und meteorologischen Ballonen schon vertraut sind.
    Man müsste dazu nur jedem privaten Investor exklusive Bilder aus seinem von ihm finanzierten Ballon zusichern.

  3. Daniel Fischer: Was ich hier meine sind Oberflächendetails in hoher Auflösung. Ein Meter pro Bildpunkt und besser. Halt etwas Vergleichbares zu Sonden wie Mars Reconnaissance Orbiter, Lunar Reconnaissance Orbiter, Dawn oder eben aktuell Rosetta.

  4. Einige kleinere Anmerkungen:

    Das Aerobraking-Experiment ist bereits im Juli abgeschlossen worden. Ja, es hat schon Treibstoff verbraucht, und zwar während einer der kurzen Phasen, in denen ansonsten kein Stationkeeping erforderlich gewesen wäre. Jetzt geht es mit einer etwas reduzierten Umlaufperiode in die nächste Phase, in der das Pericytherion durch Drittkörperstörungen wieder absinkt. Wenn der Sprit alle ist, dann wird es sehr zügig gehen, weil dann die Bahn nicht mehr am regelmäßigen und immer tieferen Einstippen in die Atmosphäre gehindert werden kann.

    Die Antwort lautet: Lasst uns Ballons betreiben. Die Idee stammt aus der sowjetischen Raumfahrt, wurde aber seither, außer in einigen gelegentlichen kleinen Studien nicht mehr weiter verfolgt.

    Das hochgradig erfolgreiche Venus-Ballon-Projekt von VeGa 1 und 2 war sogar ein internationales. Federführender Partner war ddie französische Raumfahrtagentur CNES. Hier mehr zu den Ballons von VeGa-1 und VeGa-2.

Schreibe einen Kommentar