auch heute geht es nochmal um Raumsonden, welche die Sonne erforschten. Bis heute ist das Interesse der Menscheit an unserem Stern ungebrochen.
Die beiden Deutsch-Amerikanischen Planeten
Die Instrumente von SKYLAB und des späteren SPACELAB haben die
Sonne von einer Umlaufbahn um die Erde aus untersucht. Die beiden
HELIOS-Sonden dagegen sind direkt auf die Sonne zugeflogen. Sie
waren keine künstlichen Erdmonde, sondern künstliche Planeten.
HELIOS war ein amerikanisch-deutsches Gemeinschaftsunternehmen. Im Dezember 1974 hob von Cape Canaveral eine fünfstufige Titan-Centaur-Rakete ab. Sie trug an ihrer Spitze die 371 Kilogramm schwere Sonde HELIOS 1. Außerhalb der Erdbahn angelangt, wurde das Gerät in eine Umlaufbahn in Richtung Sonne geschossen. War die Sonde im Augenblick des Abschusses ebenso weit von der Sonne entfernt wie die Erde, also 150 Millionen Kilometer, so sollte sie sich dem
Stern bis auf 46 Millionen Kilometer nähern. Das ist näher als der Planet Merkur, der die Sonne in einem mittleren Abstand von 58 Millionen Kilometern umkreist.
Am 15. März 1975 erreichte HELIOS 1 zum ersten Mal den sonnennächsten Punkt ihrer Umlaufbahn. Die Strahlung war zehnmal so stark wie in Erdnähe. An Bord herrschten Temperaturen um 150 Grad. Trotzdem
arbeitete nahezu alles einwandfrei. Nur eine Antenne, die niedrigfrequente Wellen in dem von der Sonne ausströmenden Plasma messen sollte, war durch einen Fehler unempfindlicher geworden als man erwartet hatte. An Bord waren insgesamt zwölf Messeinrichtungen. Sieben stammten von Arbeitsgruppen aus der Bundesrepublik, drei von Teams aus den USA und zwei weitere betrieb man gemeinsam. Die Messdaten wurden per Funk zur Erde übertragen, wo Radioantennen der NASA mit Durchmessern von 64 Metern und das Radioteleskop des Max-Planck-Instituts für Radio-astronomie in Effelsberg in der Eifel mit seinem Antennenspiegel von 100 Metern Durchmesser die Signale des amerikanisch-deutschen Planeten empfingen. Während seines 190tägigen Umlaufes gab es zwei Phasen, in denen die Verbindung zusammenbrach: Wenn die Sonde von der Erde aus gesehen vor oder hinter der Sonne stand, störte deren
Radiostrahlung den Empfang für Tage oder Wochen. Im Januar 1976 wurde die Schwestersonde HELIOS 11 gestartet und auf eine ähnliche Bahn gebracht. Sie kam bei jedem ihrer Umläufe der Sonne sogar bis auf 43,4 Millionen Kilometer nahe. Eigentlich sollten die HELIOS-Sonden ihre Aufgaben nach etwa drei Monaten Flug erfüllt haben. Für einen längeren Zeitraum waren sie nicht ausgelegt. Doch sie arbeiteten weiter und wurden noch lange genutzt. Nach drei Jahren traten bei HELIOS II Temperaturprobleme auf; am 3. März 1980
wurde die Sonde aufgegeben. Zu Beginn des Jahres 1986, also zwölf Jahre nach ihrem Start, wurde die Verbindung mit HELIOS 1 schwierig. Die Sonde reagierte nicht mehr auf Kommandos von der Erde. War es bisher gelungen, die Orientierung von HELIOS 1 mittels Düsen aufrechtzuerhalten, dass die Bordantenne immer auf die Erde wies, so gelang das nun nicht mehr. Obwohl die meisten Experimente noch liefen, driftete die Antenne langsam von der Erde weg. Von HELIOS 1 kam keine Nachricht mehr.
ULYSSES und SOHO
Die HELIOS-Sonden haben uns Daten über die Gasmassen geliefert, die von der Sonne in den Raum geblasen werden und die auch die Erde erreichen. Doch die Erdbahn und die Bahnen der von ihr gestarteten Satelliten, wie auch die Bahnen der HELIOS-Sonden lagen nicht allzu weit von der Äquatorebene der Sonne entfernt. Deshalb wussten wir bis dato nichts von den Gasmassen, die von der Sonne in Richtung ihrer Pole abgestoßen werden. Dem sollte ULYSSES abhelfen, ein Gemeinschaftsunternehmen der NASA und der europäischen Weltraumorganisation ESA.
Der Start war für Mai 1986 mit der Mission STS-61-F auf einer Centaur-Oberstufe vorgesehen, doch aufgrund des Absturzes der Raumfähre Challenger am 28. Januar 1986 rutschte der Start schließlich auf den 6. Oktober 1990 und wurde dann mit der Mission STS-41 auf einer IUS/PAM-S-Oberstufenkombination durchgeführt.
Ihre Bahn war so ausgerichtet, dass sie in weitem Bogen über die
Pole der Sonne flog. Wissenschaftler aus 44 Instituten waren mit Messgeräten an ULYSSES beteiligt.
Radioantennen maßen Plasmawellen,
von der Sonne kommende Teilchen wurden nach Anzahl und Geschwindigkeit registriert,
Magnetometer untersuchten die im Plasma enthaltenen Magnetfelder,
Detektoren hielten nach den von Flares kommenden Röntgenstrahlen Ausschau.
Beinahe wäre schon vor dem Start ein Fehlschlag vorprogrammiert gewesen. Erst kurz vor dem Start wurde bemerkt, dass eine Anzahl von Chips, die man eingebaut hatte, fehlerhaft waren und ersetzt werden mussten.
Der Start war so geplant, dass die Sonde genau zum Zeitpunkt des Sonnenflecken-Maximums 1990/91 über den Südpol der Sonne flog.
Und damit noch nicht genug der Sonnenforschung.
Das Sonnenobservatorium SOHO
1995 wurde das Sonnenobservatorium SOHO gestartet.
Der Name ist aus Teilen von Solar und Helio-spheric Observatory zusammengebastelt. Vorschergruppen aus Finnland, Frankreich, Großbritannien, Deutschlands, aus der Schweiz und den USA waren mit Instrumenten an dieser Mission beteiligt.
Die Sonde überwachte in einer Entfernung von 1,5 Millionen Kilometern von der
Erde, dort, wo sich die Schwerkraft von Sonne und Erde die Waage halten, dem Sog. Lagrange-Punkt 1, die Sonne.
Neben zahlreichen Messgeräten, die nicht nur die von der Sonne ausströmenden Gase untersuchten, sondern auch die von ihnen mitgebrachten magnetischen und elektrischen Felder, wurde von den Bordinstrumenten die Oszillation der Sonnenoberfläche registriert.
Gelingt es zwar vom Südpol der Erde aus, die Sonne tagelang lückenlos zu überwachen, so begrenzt dort das Wetter die Zeitdauer langer Beobachtungsreihen.
Weit innerhalb der Bahn der Erde um die Sonne, wurde SOHO von keiner Sonnenfinsternis, sei sie nun durch die vor die Sonne tretende MondScheibe, sei sie durch den Erdball hervorgerufen, gestört.
Das ist nun für den Moment der letzte Artikel zu sonnenforschenden Raumsonden.
Aktuell erforscht die Sonde Parker die Sonne und der Solar-Orbiter ist unterwegs.
Somit ist das Interesse an ihr bis heute ungebrochen.
Wir werden dann in den nächsten Artikeln einen zeitlichen Sprung in die Vergangenheit machen und werden gewisse Aspekte der Sonnenforschung einzeln herausgreifen, die dann letztlich als Konsequenz diese vielen Raumsonden zur Erforschung des Sternes von dem wir leben, zur Folge hatten.
Liebe Leserinnen und Leser,
Das folgende und wirklich rührende Erlebnis muss ich unbedingt mit euch teilen.
Ein Familienvater, der mal in einem meiner Vorträge war, fragte mich, ob ich nicht mal für seine Kinder und für Kinder von Freunden zum Zeitvertreib im Rahmen einer Videokonferenz mal etwas zum Thema Astronomie erzählen könnte.
Schwierig, denn meine Modelle sind alle im Büro und ich sitze hier fest in Isolation. Also überlegten wir Thema und Ablauf. Modelle ergänzten wir, indem der Vater es irgendwie schaffte, Fotos und Grafiken aus dem Netz für alle sichtbar einzuspielen. Das Thema moderierte ich.
Es ging zum einen um die Frage, wieso Ostern manchmal so früh, und manchmal so spät sei. Zum anderen durften die Kinder dann frei ihre Fragen zu Weltraumthemen stellen.
Ein kind hatte in dem Medien aufgeschnappt, dass heute, am 08.04. nicht nur Ostervollmond, sondern auch Supermond sei. Es wollte zunächst wissen, was der Supermond eigentlich ist.
Unterstützt von einem Vater, der einen Globus und einen Tennisball in seine Kamera brachte, erklärte ich den Supermond und er bewegte seinen Tennisball um seinen Globus. Ich glaube, er hatte noch was als Sonne im Hintergrund, ein Wasserball oder so. Das weiß ich nicht mehr genau.
Allen, die nochmal genau wissen möchten, was der Supermond ist, und wie er entsteht, darf ich meinen schon gut abgehangenen Artikel, Was ist der Supermond, wärmstens ans Herz legen.
Ich teile mit euch jetzt die Frage, die das Kind stellte, nachdem der Supermond erklärt und verstanden war.
„Wenn Supermond immer bei Vollmond ist, gibt es dann auch einen Super-Neumond?“
Da musste ich erst mal kurz schlucken und nachdenken. Stimmt eigentlich. Wieso haben die Medienmacher nicht auch den Neumond so schön tituliert.
„Ist doch klar“, kann man hier sofort anbringen. Den Neumond sieht man ja nie. „Was sollen wir Journalisten mit etwas anfangen, das niemand sehen kann. Das ist langweilig und bringt keine Verkaufs- oder Einschaltquoten“.
Aber stimmt das wirklich immer?
Wir erinnern uns. Super-Vollmond ist immer dann, wenn der Mond auf seiner elliptischen Bahn um die Erde gleichzeitig zum Vollmond seinen erdnächsten Punkt das Perigäum, durchläuft. Dann zeigt sich uns der Vollmond etwas größer, also super. Dieses „super“ ist aber mit bloßem Auge nicht wahrnehmbar….
Das kann man sich natürlich jetzt auch für den Neumond denken. Gut, wir sehen ihn zwar nie, aber es spricht ja nichts dagegen, dass es gleichzeitig, wenn der Mond das Perigäum passiert, auch mal Neumond sein kann. So weit, so gut.
Die Frage ist damit beantwortet. Es gibt auch einen langweiligen Super-Neumond, den niemand sieht und der deshalb uninteressant ist.
Ist er das wirklich?
Ich sage entschieden nein!!! Er ermöglicht uns den Blick auf das spannendste Phänomen, das unsere Sonne uns zu bieten hat. Manche menschen stürzen sich in Abenteuer, reisen um die ganze Welt, investieren ein imenses vermögen, nur um den Super-Neumond für wenige Sekunden bis Minuten zu erleben. Sie sind süchtig davon. Es gibt in den USA ein Wort für diesen Menschenschlag. Man nennt sie dort „Eclipse Chasers“.
OK, alle haben es mittlerweile erraten. Es hat mit Finsternissen zu tun.
Der Super-Neumond wird nur selten sichtbar, obwohl er eigentlich eben so oft stattfindet, wie der Super-Vollmond. Er zeigt sich bei einer totalen Sonnenfinsternis.
Es ist schon ein Wunder, dass die Größenverhältnisse und der Abstand zwischen Sonne und Mond gerade so sind, dass der Mond in der Lage ist, die helle Sonnenscheibe abzudecken, damit uns die wunderbare Korona offenbar werde.
Wäre unser Mond der Erde näher, oder wäre er größer, dann würde er mehr als nur die helle Sonnenscheibe verdecken. Dann könnten wir die Korona vermutlich nur sehr kurz vor der totalen Bedeckung oder kurz nach der Bedeckung erhaschen, wie wir jetzt die sog. Perlenschnur erhaschen, wenn die Sonne kurz vor der Totalität noch am Rande der Mondscheibe zwischen einigen Mondgebirgen hindurch lukt.
Unser Mond deckt die Sonnenscheibe vor allem dann so wunderbar ab, wenn Neumond und der Durchgang des Mondes durch sein Perigäum gleichzeitig stattfinden.
Das ist im Grunde dasselbe, wie beim Super-Vollmond. Man muss nur das Voll durch Neu ersetzen.
Ich sagte vorhin, dass man die Super-Eigenschaft des Vollmondes, etwas größer, mit bloßem Auge nicht schauen kann, weil 13 % Unterschied bei der kleinen Mondscheibe nicht wahrgenommen werden können.
Das ist beim Super-Neumond durchaus anders.
Findet der Neumond gleichzeitig mit dem Durchgang des Mondes durch seinen erdfernsten Punkt, das Apogäum statt, dann kann, bei einer Sonnenfinsternis, das Mondscheibchen nicht mehr die ganze Sonne abdecken, weil er für uns kleiner erscheint. Es entsteht eine ringförmige Finsternis. Der Mondschatten bohrt ein Loch in die Sonnenscheibe. Ein heller Rand bleibt stehen, und die Korona bleibt verborgen, weil sie davon überstrahlt wird.
Was einen Neumond zur Sonnenfinsternis, und einen Vollmond zur Mondfinsternis macht, beschrieb ich ausführlich beispielsweise in Finstere Erinnerungen.
Fazit:
Es gibt auch einen Super-Neumond. Der zeigt sich uns bei seltenen Sonnenfinsternissen. Naja, so selten sind die gar nicht, aber man muss halt hin kommen, wo sie stattfindet.
Und es gibt auch das Gegenteil. Der Sub-Vollmond, der uns in Erdferne, dem Apogäum, etwas kleiner als der Supper-Vollmond in Erdnähe erscheint. Fällt nicht ins Gewicht.
Anders beim Sub-Neumond.
Der ist bei ringförmigen Sonnenfinsternissen für das Loch verantwortlich.
Der Vollständigkeit halber muss ich noch erwähnen, dass in dem Fall auch eine Rolle spielt, wo sich die Erde gerade auf der Umlaufbahn um die Sonne befindet. Denn auch dieser Abstand variiert und lässt die Sonne im Perihel etwas größer erscheinen, als im ihrem Aphel. Davon merken wir aber ohne die optischen Schattenwürfe von Finsternissen im alltag nichts.
So, meine lieben, das war der Super-Neumond. Lassen wir ihn auch mitmachen und behandeln wir ihn künftig nicht mehr so stifmütterlich neben seinem Bruder, dem Supermond…
Gehabt euch wohl,
passt auf euch auf
und bleibt gesund.
auch heute befassen wir uns nochmal mit der Historie der Sonnenforschung. Diesmal geht es um ein großes Abenteuer; genauer um die Reparatur der Raumsonde SMM (Solar Maximum Mission). Ich finde diese Geschichte so aufregend, dass ich hoffe, dass auch ihr sie spannend findet.
Also los:
Was Skylab während der neun Monate 1973 – 1974 im All auf der Sonne sah, beschrieb ich im letzten Artikel. Zu dieser Zeit befand sich die Sonne gerade in einem Flecken-Minimum. Es liegt nun nahe, dass man sich mittels einer Raumsonde, SMM, auch mal betrachten wollte, was sich so auf der Sonne während eines Flecken-Maximums tut.
Das nächste Maximum erwartete man in den Jahren 1979 – 1980.
Am 14. Februar 1980 wurde SMM gestartet, welche die Sonne während der Zeit ihrer größten Aktivität überwachen sollte. Die unbemannte Sonde hatte sieben Instrumente an Bord, die vor allem Flares auf der Sonne untersuchen sollten. Auch die Stärke der Sonnenstrahlung wurde von Smm überwacht.
Flares sind Strahlenausbrüche auf der Sonne, die dadurch hervorgerufen werden, dass sich entgegengesetzte Magnetfelder gegenseitig auslöschen, und deren Stärke dann in Energie umgewandelt wird.
Die Sonde arbeitete nach ihrem Start zwei Monate einwandfrei. Dann
versagte ihr Orientierungssystem, das die Instrumente genau auf die
gewünschte Stelle der Sonne richten sollte, die man gerade untersuchen wollte. Viele unbemannte Sonden
sind seither in den Raum geschossen worden, die nach einiger Zeit
fehlerhaft arbeiteten und aufgegeben werden mussten. Das war bei
SMM anders. Mit ihrer Flughöhe von 600 Kilometern lag die Station in
der Reichweite des SPACE-SHUTTLES. Deswegen war das Gerät
bereits so gebaut worden, dass Einzelteile leicht ausgewechselt werden konnten. Für die Vorbereitungen zur Reparatur benötigte man nahezu drei Jahre. Werkzeuge wurden neu entwickelt und jeder Handgriff im Wassertank unter weltraumähnlichen Bedingungen geübt. Schließlich war es soweit.
Die Space Shuttle trug im April 1984 fünf Astronauten nach oben.
Nachdem sie einen anderen Satelliten in eine Umlaufbahn gebracht hatten, steuerte Kapitän Crippen mit der Raumfähre CHALLENGER, unterstützt von Astronaut Scobie, der 21 Monate später im gleichen
Raumschiff den Tod finden sollte, das Sonnenobservatorium SMM an.
Die NASA hat Einzelheiten des Manövers mit Kameras an Bord per Video festgehalten. Das sollte sich im Internet leicht finden lassen. Mir wurde es vor langer Zeit folgendermaßen beschrieben:
Wie ein riesiges, von der Sonne beleuchtetes Fass hebt sich die schadhafte Sonde hell vor dem schwarzen Himmelshintergrund ab. Die beiden Sonnenpaddel, welche die Station mit Energie versorgen, hängen wie zwei große Flügel an beiden Seiten. Der Astronaut Crippen bringt die Fähre bis auf 90 Meter an die Station heran. Die beiden Körper fliegen nun parallel nebeneinander um die Erde. Aber noch dreht sich die Station um ihre eigene Achse. Am nächsten Tag verlassen zwei Astronauten in Raumanzügen die Fähre. Sie haben sich auf das Arbeiten außerhalb des sie schützenden Raumschiffs vorbereitet. Seit vier Stunden atmen sie eine reine Sauerstoffatmosphäre. Auch während ihrer Arbeiten draußen werden sie in ihren Raumanzügen reinen Sauerstoff atmen.
Reinen Sauerstoff atmen die Astronauten deshalb, weil man dadurch Gasvolumen sparen kann. Wenn man bedenkt, dass 78 % der Luft hier auf der Erde aus Stickstoff besteht, mit welchem unser Körper nichts anfängt, dann ist das absolut nachvollziehbar, wenn man die Atemluft auf das Gas beschränkt, das man wirklich zum überleben benötigt, den Sauerstoff. Aus diesem Grunde haben beispielsweise auch die Apollo-Astronauten während ihrer ganzen Mission reinen Sauerstoff geatmet.
Zurück zur Geschichte.
Dann legt sich einer von ihnen die Antriebseinheit an, mit der er sich im Raum frei bewegen wird. Wie ein riesiger Tornister, fast wie ein umgeschnallter Großvaterstuhl sieht das Gerät aus, mit Armstützen, welche die Schalthebel für die zwölf Antriebsdüsen tragen, mit denen der Astronaut Stickstoff in den Raum blasen kann, der ihn mit seinem Rückstoß in jede beliebige Richtung bewegt und dreht. Das Gerät, das auf der
Erde nahezu 150 Kilogramm wiegt, bereitet den Astronauten in der Schwerelosigkeit keine Probleme. es geht nur alles entsprechend langsamer.
Langsam ist hier ganz wichtig, denn, wenn z. B. dieser Düsenantrieb im All auch nichts wiegt, so besitzt er ob seiner Masse Trägheit. Einmal beschleunigt und verloren, könnte kein Astronaut ihn wieder aufhalten, bzw. ihm im All „hinter her schwimmen“, um den Stuhl wieder einzufangen. Selbiges gilt auch für Werkzeuge und Ersatzteile. Irgendwo fliegt beispielsweise noch eine Werkzeugtasche herum, die bei einem Außeneinsatz einem Astronauten entglitten war.
Nun beginnt die Reise im stickstoffgetriebenen Lehnstuhl.
In Zeitlupen-Tempo verlässt der Astronaut den offenen Laderaum des Shuttles in Richtung SMM.
Nach zehn Minuten hat er die Station erreicht. Er soll die Drehbewegung der Sonde mit Hilfe seines Düsenantriebes abstoppen. Dazu befestigt er sich an einer Seite der Station und erzeugt mit seinem Stickstoffgebläse die nötige Gegenbewegung. Schwindelig dürfte ihm dabei wahrscheinlich nicht geworden sein, denn ohne Schwerkraft gibt es im All kein oben und unten, und wenn er unbeirrt auf die Sonde blickt, so steht sie nahezu ruhig zu ihm, weil er mit ihr ja fest verbunden ist. Mit Blick auf die wartende Raumfähre dürfte er festgestellt haben, dass die Sonde und auch er nun die Drehung gestoppt haben. Ich weiß nicht, ob der Astronaut während dieser Aktion über eine Leine mit dem Shuttle verbunden war. Kann ich mir eigentlich nicht vorstellen. Er könnte sich durch die Drehung von SMM doch darin verfangen… Sicher stand in der Fähre ein weiterer Astronaut mit Düsenantrieb bereit, um ihm zur Seite zu schweben, sollte es Probleme geben. Verraten sei an dieser Stelle, dass es keine gab.
Als die Sonde sich nicht mehr drehte, konnte man sie in den Laderaum bringen, ohne die sperrigen Sonnenpaddel zu beschädigen.
Zur bergung der Sonde nähert sich die Fähre der Station auf neun Meter. Ein speziell dafür konstruierter Greifarm, gesteuert von Astronaut Nelson, ergreift das Sonnenobservatorium, um es vorsichtig in eine dafür vorbereitete Halterung in der offenen Ladeluke zu bringen. SMM wird befestigt, und die Reparatur kann beginnen.
Die Umlaufzeit von Sonde und Fähre um die Erde beträgt 100 Minuten. Für jeweils 60 Minuten hat man Tageslicht, während der restlichen Zeit bewegt man sich im Erdschatten.
Huch, wieso nicht 45 Minuten Tag und 45 Minuten Nacht? Genau. Die Sonde bewegt sich nicht in der Ekliptik, sondern hat eine zu ihr gekippte bahn. Das ist sinnvoll, denn man wollte ja nicht nur die Äquator-Region der Sonne betrachten, sondern auch etwas näher bei den Polen forschen.
Scheinwerfer erhellen bei Nacht die provisorische Werkstatt. Einzelteile werden von den beiden Astronauten ausgetauscht. Dabei müssen die Männer vorsichtig arbeiten, obwohl das Gewicht der auszuwechselnden Teile in der Umlaufbahn keine Rolle spielt. Schließlich müssen Massen bewegt werden, deren Gewicht auf der Erde Hunderte von Kilogramm betragen würden. Oben schrieb ich schon, dass Einmal bewegt, sind sie nicht leicht wieder
zu stoppen. Die Sonnenpaddel, die zu beiden Seiten aus der Raumfähre herausragen, dürfen nicht beschädigt werden.
Während einer Arbeitspause sind alle fünf Astronauten wieder im Inneren der Fähre. Der Präsident der Vereinigten Staaten ist am Telefon. Der NASA-Film zeigt Präsident Reagan an seinem Arbeitstisch im Weißen Haus. Man sieht auch die fünf Astronauten im Schiff frei schwebend, ohne Schuhe, nur in Strümpfen, während sie vom Präsidenten den Dank der Nation entgegennehmen. Ich glaube, dass nur selten in der Geschichte der Vereinigten Staaten Amerikaner in
Strümpfen mit ihrem Präsidenten gesprochen haben.
Danach gehen die Arbeiten draußen weiter. Zwei Astronauten wechseln Teile aus. Während der Arbeiten haben sie, jetzt zur Sicherheit an langen Leinen hängend, dicke Spezialhandschuhe an, die ihre Hände
vor der luftleeren Umgebung schützen. Damit müssen sie Kabel ergreifen und Schrauben drehen. Bei der Reparatur werden auch noch zwei Meßgeräte an Bord von SMM überholt. Die Station ist wieder betriebsbereit.
Vorsichtig hebt der Greifarm das Gerät aus dem Laderaum heraus und das Observatorium wird abgekoppelt. Solar Maximum Mission ist wieder auf einer eigenen Umlaufbahn um die Erde.
Im Jahre 1988 machte SMM wieder von sich reden, als bekannt
wurde, dass die Messungen von aus dem Weltraum kommenden Gammastrahlen durch sowjetische Spionagesatelliten ernstlich gestört werden. Verursacher dafür waren die Kernreaktoren, welche die Agenten im Orbit mit Energie versorgen. Dabei treten nämlich aus den Reaktoren positiv geladene Teilchen aus, Positronen.
Positronen sind quasi das Gegenstück aus der Antimaterie zu den Elektronen. Stößt so ein Antiteilchen auf normale Materie, z. B. auf die Wand von SMM oder gar ein Messinstrument, dann verstrahlt es in einem Lichtblitz, der im Gamma-Bereich liegt, mit einem Teilchen der getroffenen Materie.
Das störte die Messungen der Gamma-Detektoren an Bord von SMM.
Von diesem Problem abgesehen, war SMM eine der erfolgreichsten wissenschaftlichen Missionen zur Erforschung der Sonne. Langsam drang die Sonde inzwischen während der vergangenen Jahre immer tiefer in die Erdatmosphäre ein. Aber noch im November 1989 lieferte sie wichtige Daten.
Am 2. Dezember 1989 trat die 2268 Kilogramm schwere Messstation
zu ihrem letzten Umlauf an. Kurz danach verglühte sie über dem Indischen Ozean in der Erdatmosphäre.
Während ihrer nahezu zehnjährigen Betriebszeit hat die Sonnensonde SMM 12 500 Flares auf der Sonne
registriert. Doch neben ihrer eigentlichen Aufgabe hat sie mehrere
Kometen entdeckt, die berühmte Supernova vom Februar 1987 in der
Großen Magellanschen Wolke am Südhimmel vermessen und die
Ozonschicht der Erdatmosphäre untersucht.
Eine weitere Frage, die SMM erforschen sollte war, ob die Strahlung der Sonne schwankt. Es gab Wissenschaftler, die in Erwägung zogen, dass beispielsweise die sog. kleine Eiszeit während des Mounder-Minimums von einer geringeren Sonnenstrahlung her gerührt haben könnte. Manchmal hält sich die Sonne mit ihrem Fleckenzyklus leider nicht an ihre elf Jahre. Von 1645 – 1715 blieben jegliche Sonnenflecken aus. Dieses verlängerte Minimum ist nach ihrem Entdecker Edward Walter Maunder benannt. Von der Erde aus ist es nicht leicht, die Variation der Sonnenstrahlung zu beobachten, da Wolken und sonstige atmosphärische Bewegungen derartige Messungen unbrauchbar machen können. Deshalb misst man Die Intensität der Sonnenstrahlung besser vom Weltall aus. Die Ergebnisse von SMM war,dass die Sonnenstrahlung um weniger ein Promille schwankt. Diese Schwankung hängt z. B. auch damit zusammen, dass es in Zeiten eines Flecken-Maximums mehr dunklere Stellen auf der Sonne gibt, als bei einer blank geputzten Sonne ohne Flecken. Da die Flecken mit der Sonnenoberfläche rotieren, ist der Schwankung der Sonnenstrahlung auch diese Periode aufgeprägt.
So, meine lieben, das war das große Abenteuer der Reparatur von SMM.
Wenn es euch gefallen hat, dann freut es mich. Wer mag, darf das gerne verteilen, liken oder noch besser, einen Kommentar auf dem Blog hinterlassen.
Gehabt euch wohl, passt gut auf euch auf und bleibt gesund.
Es grüßt euch ganz herzlich
euer Blindnerd.
irgendwie bin ich von dem Thema der Sonnenforschung ganz angefressen.
1987 stieg ich quasi über dieses Thema in die Astronomie ein. In „Blind zu den Sternen“ schrieb ich im Kapitel „Mittlere Reife“ über dieses Schlüsselerlebnis.
Das Wetter ist super, der Frühling ist da, und wir dürfen trotzdem alle nicht so richtig raus…
Damit aufhören kann ich jetzt einfach nicht. Durch die Erwartungen an den Solar Orbiter, ist dieses Thema wieder neu in mir erwacht und meine Begeisterung darüber neu entflammt.
Sie ist ja auch noch so unvollständig, meine Serie zu „Der Sonne entgegen“.
Also, gehen wir heute ein Stück weiter.
Wie angekündigt geht es heute um das erste richtige bemannte Sonnenobservatorium der Welt, um Skylab, die 1973 ins All startete.
Heute werde ich speziell darauf eingehen, was Skylab sah. Wer mehr über den Aufbau dieser Station wissen möchte, dem darf ich wärmstens meinen Artikel „Gedenken an die erste Raumstation der Welt“ empfehlen.
Es wird auch in diesem Beitrag viel um die Röntgensonne gehen, die man wegen der Atmosphäre vom Boden aus nicht beobachten kann. Es macht aber viel Sinn, die Sonne nicht nur im weißen Lichte zu betrachten, sondern sie sich auch mal im Licht, einzelner Wellenlängen, z. B. eben auch die Ultraviolett- und Röntgenstrahlung, anzusehen.
Im einfarbigen Licht treten Dinge zu Tage, die normalerweise entweder von unserer Atmosphäre verschluckt, bzw. vom vom weißen Licht überstrahlt werden.
Also, es war nun so weit und Skylab begann seine Beobachtungen.
Man fand im ultravioletten Licht beispielsweise Spektrallinien von Helium, die von der Erde nicht beobachtbar waren. Hierfür war ein sehr empfindlicher Spektro-Heliograph an Bord. Das ist ein Instrument, mit welchem Beobachtungen in sehr kurzwelligen, dem Auge unsichtbaren Sonnenlicht möglich wurden. Helio in Helio-Spektrograph bezieht sich hier nicht auf das Helium, das damit beobachtet wurde. Mit einem Spektroheliographen kann man die Sonne im Lichte verschiedener Wellenlängen beobachten.
Man fand auch die sechseckige Struktur der Granulen im ultravioletten Bereich wieder, die man schon von einer Spektrallinie des Kalcium von der Erde her kannte. Auch in Linien des Elementes Sauerstoff ließ sich dies nachweisen. Auffallend war das Bild der Sonne in einer Linie von Magnesium. Dieses Licht entsteht über der Sonnenoberfläche, quasi erst in der Korona.
Da diese Linie die Feinstruktur der Sonnenoberfläche nicht mehr zeigte, war klar, dass die hierfür verantwortlichen Magnetfelder nicht bis in die Korona reichten.
Dafür konnte man aber viele andere magnetische Strukturen im kurzwelligen Sonnenlicht erkennen.
In „Die Röntgensonne“ erwähnte ich, dass es nicht ganz einfach ist, eine Kamera zu bauen, die auch bei Röntgenlicht funktioniert.
Vor Skylab standen den Forschern z. B. für ihre Ballon-Flüge meist nur Lochkameras zur Verfügung.
Es gibt aber einen Trick, bei dem man ausnutzt, dass Röntgenlicht von Metalloberflächen
gespiegelt wird, wenn es schräg, nur streifend, auf eine Metalloberfläche
trifft. Der Physiker Hans Wolter (1911-1978)
hatte diesen Fernrohrtyp 1952 erfunden. Seither spricht man vom
Wolter-Teleskop, mit dem man Röntgenbilder von Himmelskörpern
aufnehmen kann. Die Röntgen-Reihenuntersuchung der Sonne durch
SkyLAB zeigte nun, dass sich magnetische Felder der Sonnenoberfläche hinaus in die Korona fortsetzen.
Man sah den Zusammenhang, dass wo man stärkere Magnetfelder in der Korona fand, auch die Röntgenstrahlung intensiver war.
Man erkennt im Röntgenlicht große magnetische Bögen, die mit beiden Beinen in der Sonnenoberfläche verankert sind und offene Feldlinien, die nur mit einem Bein in der Sonne stehen und weit in den Raum hinausragen. Einige der magnetischen Bögen leuchten stärker
als andere, obwohl die magnetische Stärke dieselbe ist. Es scheint, als ob die Teile der Korona besonders heiß sind und stärker leuchten, in denen die Feldlinien vorher stark verbogen worden sind.
Das bringt die Frage wieder auf, warum die Sonnen-korona eine Temperatur von zwei Millionen Grad besitzt, wogegen die unter ihr liegende Sonnenoberfläche mit ihren einigen tausend Grad eigentlich kalt ist.
Durch die heißen Bögen in der Sonnenkorona ist wieder eine alte Idee ins Zentrum des Interesses gerückt, die auf den Astronomen Ludwig Biermann (1907-1986) zurückgeht. Nach Biermann wandern von der Zone, in der
die Granulation die Materie in ständiger Bewegung hält, Schallwellen
nach außen, die Energie in die Korona transportieren und so für die
heiße Korona verantwortlich sind.
Und da ist er wieder, der Schall, der Klang der Sonne. Ich schrieb darüber in „Klingel oder Orgelpfeife“. Die von SKYLAB aus aufgenommenen Röntgenbilder zeigen koronale Löcher und die
hellen Röntgenflecken, in denen die Energie sich gegenseitig vernichtender entgegengesetzter Magnetfelder in Wärme verwandelt wird.
Die im weißen Licht gewonnenen Bilder der Sonnenkorona zeigten rasche Veränderungen. Da steigen gelegentlich riesige Blasen in der Korona auf, Materie, die mit Geschwindigkeiten von tausend Kilometern pro Sekunde die Sonne verlassen.
Koronale Löcher, aus welchen bereits Materie ins All entwichen ist, sah man als dunkle Streifen auf der Sonnenscheibe. Dort war keine Materie mehr vorhanden, die im Röntgenlicht strahlte.
Durch SKYLAB sah man erstmals Vorgänge auf der Sonne, die der Koronaforschung ganz neue Wendungen gaben. Eigentlich ist das nicht verwunderlich. Von der Erde aus kann man die Sonnenkorona nur während einer totalen Sonnenfinsternis ungestört beobachten. Koronographen lassen die Korona nur in unmittelbarer Nähe der Sonnenscheibe
erkennen. In einem Abstand von mehr als einem Fünftel des Sonnenradius vom Scheibenrand kann man sie nicht mehr untersuchen.
Mit einem Konorographen kann man die Sonne bei normalem Taghimmel in gewissen Grenzen beobachten, als herrsche eine totale Sonnenfinsternis.
Zählt man alle Sonnenfinsternisse der jüngeren Menschheitsgeschichte
zusammen, so kommt man auf eine Gesamtdauer von einigen Stunden,
während derer sich die Korona dem irdischen Beobachter in voller Pracht darbot. Da man von SKYLAB aus die Sonnenkorona nahezu ununterbrochen beobachten konnte, sind durch diese Mission einige tausend Stunden Beobachtungszeit hinzugekommen.
Und das alles ganz unabhängig von Wind und Wetter…
Mich fasziniert es sehr, was Wissenschaftler aus dem Sonnenlicht lesen. Die Sonnenobservation aus dem All ging natürlich nach Skylab noch weiter, aber dies ist eine neue Folge wert.
Gehabt euch wohl, passt auf euch auf und bleibt gesund.
Heute kommt Teil 2. Es geht um die Erforschung einer Strahlungsart der Sonne, der Röntgenstrahlung, die glücklicherweise von der Erdatmosphäre verschluckt wird. Sie wäre höchst gefährlich für unser Leben.
Dass die Sonne im Röntgenlicht strahlt, war schon durch Ballonflüge klar, aber diese bewegten sich eben doch noch weit in der schützenden Atmosphäre. Somit war deren Erforschung von Ballonen aus noch eher schwierig und ungenau.
Es war auch klar, dass etwas, das mehrere Millionen Grad heiß ist, wie die Corona, einfach auch im Röntgen und UV-Licht strahlen muss.
Zu den Problemen mit der störenden Atmosphäre kommt noch, dass es gar nicht so einfach ist, eine Kamera für Röntgenlicht zu bauen, denn normale optische Kameras mit Linsen funktionieren hier nicht.
Die Röntgenbilder in der Medizin entstehen auch nicht in einer Kamera, sondern sind Schattenbilder des Körpers, Gewebe, Knochen etc., die dadurch entstehen, dass eine punktförmige Röntgenquelle den Körper durchleuchtet und die Schatten auf eine Fotoplatte wirft. Diese schwärzen sich nämlich auch bei Röntgenlicht. So wurden diese Strahlen auch entdeckt, indem Herr Röntgen einen radioaktiven Strahler in der Nähe von Fotoplatten aufbewahrte, die dann dadurch unbrauchbar wurden.
Das einfachste Instrument, das einer Kamera schon recht nahe kommt, ist eine Lochkamera, auch Camera obscura genannt.
Sie besteht im wesentlichen aus einer Blende mit einem kleinen Loch, hinter dem dann die Fotoplatte sich befindet. Der Durchmesser des Lochs muss auf die Wellenlänge des Lichtes angepasst sein, welches man beobachten möchte, für Röntgenstrahlung also sehr klein. Linsen etc. gibt es nicht. Diese Art von Kamera funktioniert auch für Röntgenlicht. Wir alle tragen im Grunde zwei derartige Kameras mit uns herum, unsere Augen. Die Pupille, das Loch in der Iris, ist das Loch in der Blende. Von der Linse dahinter mal abgesehen, fällt das Bild dann punktgespiegelt auf unsere Netzhaut. Was rechts ist, kommt links, und was oben ist kommt unten auf ihr an. Das ist übrigens auch bei den meisten Teleskopen so, dass die Optik das Bild dreht. Um nicht noch mehr Licht durch Optik zu verlieren, spart man sich meist das zusätzliche optische Element, das das Bild wieder richtig herum drehen könnte. Im All gibt es sowieso quasi kein oben und unten.
Heute hat man natürlich modernere Kameras für Röntgenlicht, aber die erkläre ich in einer der nächsten Artikel in dieser Serie. Zu der Zeit, in welcher die heutige Geschichte spielt, hatte man einfach nichts besseres.
Wieso die Röntgensonne so interessant ist, wird auch näher in der nächsten Folge beleuchtet.
Aber zurück zur Röntgensonne:
Eine totale Sonnenfinsternis, die am 12. Oktober 1958 im südlichen
Pazifik zu beobachten war, half, etwas mehr über die Quellen der Röntgenstrahlung von der Sonnenscheibe zu erfahren. Dazu standen zu Beginn der totalen Finsternis am Hubschrauberdeck der USS Point-Defiance sechs Raketen vom Typ Nike-Asp bereit, um Röntgenempfänger über die Erdatmosphäre zu schießen. Die erste Rakete wurde so gestartet, dass sie die Röntgenstrahlen der Sonne gerade in dem Augenblick registrierte, als kurz vor Beginn der Totalität der Mond nur noch eine schmale Sonnensichel frei ließ. Dort fand man zwei starke Aktivitätsgebiete mit viel Röntgenstrahlung. Beim zweiten Schuss empfing man Röntgenstrahlen nur von einem noch schmaleren Streifen am Ostrand der Sonne und bei Schuss drei war die Sonnenscheibe vollständig vom Mond verdeckt, während
bei Nummer vier bereits wieder ein schmaler Streifen am Westrand
hinter dem Mond hervorgetreten war. Dort standen an diesem Tage
zwei Filamente. Die entscheidendste Entdeckung bei diesem Experiment
war wohl, dass von der Sonne selbst dann noch Röntgenstrahlen
kommen, wenn ihre Scheibe vollständig vom Mond verdeckt ist. Das liegt daran, dass die Corona auch ein starker Röntgenstrahler ist. Man muss die Sonnenscheibe nicht unbedingt vom Mond abtasten lassen, um herauszufinden, woher die Röntgenstrahlen der Sonne stammen.
Mit einem Raketenschuss ohne Sonnenfinsternis, kann man diese Strahlung, wie oben schon erwähnt, mit besagter Lochkamera beobachten, bzw. Fotografieren.
Sie arbeitet für Röntgenlicht genausogut wie für sichtbares Licht.
Genauer gesagt: Die Lochkamera arbeitet im Röntgengebiet genauso
schlecht wie im sichtbaren Licht.
Am 19. April 1960 gelang Herbert Friedman und seinen Mitarbeitern
vom Naval Research Laboratorium in Washington, DC, mit einer Lochkamera in einer Rakete ein Schnappschuss von der Sonne im Röntgenlicht.
Diese historische Aufnahme kann man im Internet finden. Da die Rakete währent ihres Fluges sich um sich selbst drehte, sind die aufgenommenen Flecken und Gebiete kreisförmig verschmiert. Zumindest wurde mir das so berichtet.
Man erkennt deutlich, dass es auf der Sonnenscheibe hellere Flecken und dunklere gibt. Die Röntgenstrahlung ist also nicht überall gleich stark.
Interessant ist, dass sie Unterschiede der Sonnenoberfläche und der Corona darstellt, die im sichtbaren weißen Sonnenlicht nicht erkennbar sind.
Erst 13 Jahre später erfuhr man genauer, welche Bewandtnis es damit hat.
Das oben beschriebene Raketenexperiment während einer Sonnenfinsternis fand ein Jahr nach dem Start von SPUTNIK I, dem ersten künstlichen Erdsatelliten, statt. Die Ära rückte näher, in der man Messinstrumente praktisch beliebig lange im Raum halten und nach Belieben ein-
und ausschalten konnte. Für die Sonne baute man die OSO-Satelliten.
Das war die Abkürzung für Orbiting Solar Observatory, also für das
Sonnenobservatorium im Orbit. Acht Messstationen dieses Typs wurden insgesamt in Umlaufbahnen gebracht, die ersten in den frühen sechziger Jahren. Ihre Teleskope waren verhältnismäßig klein, und ihre
Leistungen wurden durch das in den Schatten gestellt, was in der Mitte
der siebziger Jahre folgte. Die eigentliche Erforschung der Sonne vom
Weltraum aus begann am 14. Mai 1973 mit SkyLAB, einer bemannten
Station auf einer Umlaufbahn.
Über diese Raumstation schrieb ich im einzelnen bereits in Gedenken an die erste Raumstation der Welt
Was Skylab sah, und welche Missionen aus dem Weltraum zur Erforschung der Sonne darauf noch folgten, wird Inhalt von „Der Sonne entgegen, Teil 3“.
wir alle sind in den Maßnahmen wegen der Pandemie gefangen und müssen damit klar kommen.
Dies wird kein Artikel werden, der über weitere Möglichkeiten, sich zu schützen etc. berichten wird. Dafür gibt es andere Profis.
Ich möchte aber es trotz aller Widrigkeiten nicht unterlassen, weiterhin hier auf Blindnerd.de zu veröffentlichen. Gerade jetzt, kann die Astronomie eine Möglichkeit sein, mal etwas aus der Bedrücktheit der Situation zu fliehen.
Es wird nur einen Artikel von mir geben, in welchem das Wort Coronavirus vorkommen wird.
Heute geht es darum, wie das Ding zu seinem astronomischen Namen kam.
Wie ich mir das Virus vorstellte
Es ist ja offensichtlich, dass in Corona irgendwie die Krone steckt. Und so stellte ich mir das Virus auch vor, wie ein kleines Krönchen.
Kurz vor der Verbannung in das Homeoffice wegen Corona, druckte mir mein Arbeitskollege im Labor ein 3D-Modell des Virus aus. Ich war beeindruckt, wie schön es sich anfühlte, obwohl es solchen Schaden bringt.
Leider habe ich davon momentan kein Foto, weil uns dann die Maßnahmen zur Eindämmung der Pandemie überraschten, und keine Zeit mehr blieb, eines zu schießen. Das wird nachgereicht, wenn alles überstanden ist. Dann muss das Teil sich auch nicht mehr in der Öffentlichkeit schämen, sich zu zeigen.
Und so fühlt es sich an:
Viele von euch kennen diese Igel-Bälle zur Hand-Massage etc. So ähnlich fühlt sich das Modell an. Nur, dass die Stacheln zu ihrem Ende hin dicker und nicht dünner werden.
OK, Igelball also, aber wo bleibt die Krone? Ich konnte keine ertasten, und da war auch keine.
Also fragte ich auf Twitter nach, wieso man das Virus Corona nennt. Schaut man von oben mit dem Elektronenmikroskop auf das Virus, dann ähnelt es am Rand etwas, das man durchaus mit einer Krone vergleichen kann, und das heute Gegenstand dieses Artikels sein wird.
Tja, was soll ich sagen. Auch ein Ding, mit derart schlimmen Eigenschaften, kann uns zur Astronomie führen.
Nun zu dem, was dem Virus seinen Namen gab:
Wenn die Sonne sich am Tage verfinstert, weil sich unser Mond vor die Sonnenscheibe schiebt, bekommen wir etwas von der Sonne zu sehen, was den Augen normalerweise verborgen bleibt, weil dieses etwas von der Sonne immer völlig überstrahlt wird.
Nur Astronomen mit speziellen Filtern, Spektrographen und Teleskopen bleibt dieses wunderschöne Geheimnis auch am Tage nicht verborgen.
Wenn sich also bei einer totalen Sonnenfinsternis der Mond zur totalen Verfinsterung vor die Sonne geschoben hat, erscheint plötzlich um die verdeckte Sonne herum ein schöner fahler Strahlenkranz, durchsetzt von roten Flammenzungen.
Dieser Strahlenkranz erinnert an eine Krone. Deshalb nennt man sie die Korona.
In Deutsch schreibt man sie mit K, aber ursprünglich schon mit C.
Die Korona besteht aus sehr heißem Sonnenpplasma. Die Oberfläche der Sonne hat eine Temperatur von etwa 6000 Grad. Die Korona hingegen ist deutlich heißer. Ihre ionisierten Teilchen sind um zwei Millionen Grad heiß. Allerdings ist die Korona sehr dünn, will sagen, sie hat eine deutlich geringere Dichte, als die Sonne und ihre sonstige Atmosphäre.
Nach außen hin geht die Korona in den Sonnenwind über. Außerdem ist die Korona von starken Magnetfeldern durchzogen. Die roten Flammenzungen bestehen aus empor gerissenen kühlerem Sonnenplasma. Diese Prodtuberanzen und Filamente stehen quasi wie Blätter senkrecht auf der Oberfläche der Sonne und können bei Tage ohne Hilfsmittel nicht beobachtet werden.
Diese Plasma-Blätter hängen quasi in ihren Magnetfeldlinien, wie Wäsche auf der Leine. Sie entstehen und vergehen. Auch die Korona verändert sich stetig. In Zeiten hoher Sonnenaktivität mit vielen Sonnenflecken, dehnt sie sich mit unter über mehrere Sonnenradien aus.
Die Energie der Korona
Woher die Korona die Energie erhält, dass ihre Teilchen derart heiß sein können, ist bis heute noch nicht restlos erforscht. Ein Grund ist, wie schon erwähnt, dass sich hier die Energie auf wenige Teilchen pro Volumeneinheit verteilt. Da bekommt dann eben jedes einzelne Teilchen etwas mehr davon ab. Beobachtet man die Sonne durch gewisse Filter, so sieht man Materieströme nach oben in Richtung der Korona schießen. Das sieht aus, als wäre die Sonne mit Hecken oder Gras überzogen. Auch diese Halme schießen nach oben und vergehen und entstehen neu. Der italienische Astronom, der sie entdeckte, nannte sie daher Spiculen.
Aber auch dieser Energietransport dürfte nicht ausreichen, um die Korona mit Materie und Energie immer wieder neu aufzufüllen. Stoßwellen, also quasi Schall, der Klang der Sonne, könnte auch einen Teil dazu beitragen. Es gibt da noch weitere Vermutungen, die ich aber selbst nicht richtig verstehe, und bevor ich hier etwas falsches sage…
Woraus besteht sie?
Natürlich interessierte die Astronomen brennend, woraus die Korona besteht. In anderen Artikeln beschrieb ich schon kurz, dass eines der wichtigsten Werkzeuge der Astronomen die Spektralanalyse darstellt. Fächert man das Licht einer Flamme mittels eines Prissmas auf, kann man an den farbigen Linien genau erkennen, was da gerade leuchtet oder verbrennt. Jedes chemische Element erzeugt sein charakteristisches eigenes Licht. Wie ein eindeutiger Fingerabdruck erscheinen je nach Element andere farbige Linien des Regenbogens und andere Linien bleiben dunkel.
Als man nun das Spektrum der Korona betrachtete, fiel eine grüne Linie auf, die keinem Element auf der Erde zuzuordnen war. Die naheliegendste Annahme war, dass es sich eben um ein Element handele, das es definitiv vielleicht nur auf der Sonne geben könnte. Schließlich war zu dieser Zeit sowieso noch nicht klar, wie das Sonnenfeuer wirklich funktioniert. Somit gab man dem Element den Namen Coronium.
Mittlerweile, zwei Jahrhunderte später wissen wir, dass es leider dieses Element Coronium nicht gibt.
Ich sprach oben schon öffters von Plasma. Das ist neben fest, flüssig und gasförmig ein vierter Zustand, in welchem Materie geraten kann, wenn man sie stark erhitzt. Dabei gehen die Atome kaputt. Sie verlieren einige Elektronen und sind somit ionisiert. Die Elektronen bewegen sich frei durch das Plasma und finden nicht mehr zurück zu ihren Atomkernen.
Dieser vierte Aggregatzustand, das Plasma, ist auf jeden Fall mal ein eigener Artikel wert, weil sich 99 % der sichtbaren oder auch barionisch genannten Materie im Universum in diesem Zustand befindet.
Nun fand man also heraus, dass das Coronium durchaus auf Erden zu finden ist, allerdings nicht als Plasma, sondern meistens fest.
Es handelt sich um Eisenatome, die so stark aufgeheizt sind, dass deren Atomkerne dreizehn Elektronen fehlen. Normalerweise sollte es 26 Elektronen besitzen. Davon fehlen ihm nun die Hälfte. Ganz schön kaputt, möchte ich sagen. Nur so kaputt oder entartet, kann Eisen diese grüne Linie erzeugen, von der man glaubte, dass sie nicht zu einem irdischen Element gehört.
Und noch ein Sonnenstoff
Das ist übrigens nicht das erste mal, dass man einen speziellen Sonnenstoff vermutete. Sicherlich ließ ich im ein oder anderen Artikel schon fallen, dass die Sonne ihre wesentliche Energie so erzeugt, indem sie aus vier Wasserstoff-Atomen in ihrem Kern ein Atom des Edelgases Helium verschmilzt. Aber auch dem Kraftwerk der Sonne müssen wir uns durchaus nochmal extra zuwenden. Die Lateiner*in oder Altgriechler*in erkennt, dass im Wort Helium die Sonne, der Sonnengott, Helios, steckt. Auch dieses Element konnte man zunächst auf Erden nicht finden. Es ist sehr selten und entfleucht ob seines geringen Gewichtes direkt durch unsere Atmosphäre ins All. Außerdem reagiert es als Edelgas chemisch quasi mit nichts, was zur damaligen Zeit den Nachweis deutlich erschwerte. Das Helium, was wir hier auf Erden finden, und womit wir unsere Ballone mit den Glückwunschkarten füllen, oder, womit wir sprechen können, wie die Micky Maus, wenn wir es einatmen, stammt nicht von der Sonne. Es entsteht in der Erde durch den radioaktiven Zerfall von anderen Elementen.
Es ist schon erstaunlich. Das Helium ist neben dem Wasserstoff das zweithäufigste Element im Universum, denn es entsteht in allen Sternen, und dennoch ist es hier auf erden so selten, dass es relativ teuer ist. Es könnte sogar ernstlich knapp werden, denn wir kühlen immer mehr komplexe Dinge mit Helium.
So, nun wisst ihr, wie das Virus zu seinem schönen Namen kam.
Jetzt wünsche ich uns allen, dass wir gut durch die Krise kommen. Ich denke, dass es momentan sehr vernünftig ist, dass wir diese ganzen Einschränkungen akzeptieren und einhalten
Liebe Leserinnen und Leser,
wie die meisten von euch wissen, wurde am 10.02.2020 die Sonde Solar Orbiter gestartet. Sie wird in wenigen Jahren mit zehn verschiedenen Instrumenten die Sonne erforschen.
Die Riffreporter und @Astrozwerge berichteten ganz wunderbar darüber.
Somit kann ich mir den Solar Orbiter für den Moment sparen und mich anderen Sonnenthemen widmen.
„Der Sonne entgegen“ soll eine kleine Serie werden, mit welcher ich euch das Warten, bis der Solar Orbiter an seinem Ziel ist, etwas versüßen möchte.
Der Anfang
Aus physikalischen und theoretischen Überlegungen heraus war schon klar, dass die Sonne auch Strahlung in Wellenlängen senden sollte, die wegen der Atmosphäre den Erdboden nicht erreichen können. Das ist auch gut so, denn ihre Röntgenstrahlung wäre äußerst Gefährlich für jegliches Leben.
Die Ozonschicht die vor allem durch ihr wachsendes Loch in den 80ern des letzten Jahrhunderts von sich reden machte, schützt uns vor Krebs erregender UV-Strahlung.
Diese Entschlossenheit, mit der man es schaffte, in verhältnismäßig kurzer Zeit die FCKWs, die für dieses Ozonloch verantwortlich zeigten, aus unseren Kühlschränken und Sprüh-Dosen zu verbannen, könnten wir z. B. für die Bremsung des Klimawandels heutzutage mal wieder gebrauchen; aber zurück zum Thema.
Den Tag, als man sich anschickte, zur Sonne aufzubrechen, wissen wir genau. Am 10. Oktober 1946 trug in den USA eine V-2-Rakete aus dem erbeuteten deutschen Kriegsarsenal in der Wüste White Sands in New Mexico Messinstrumente in eine Höhe von 90 Kilometern. Während der kurzen Zeit, welche die Rakete über der Atmosphäre blieb, wurde der extrem kurzwellige Ultraviolettbereich des Sonnenspektrums aufgenommen.
Diese Strahlung wird von den obersten Luftschichten verschluckt.
In neunzig Kilometern über dem Meeresspiegel ist zwar
unsere Atmosphäre noch nicht zu Ende, doch liegt nur ein Millionstel
der Luftmassen der Erde darüber. Es gelang damals tatsächlich, die
Strahlung zu messen, die die Erdoberfläche nie erreicht.
Später verwendete man für derlei Messungen dann andere modernere Raketen.
Trotzdem stand bei jedem Schuss nur die
kurze Zeit zur Verfügung, die die Rakete in der Nähe des Gipfels ihrer
Bahn fliegen konnte.
Man brauchte mehr Zeit, um nicht nur in Form von Schnappschüssen, beobachten zu können.
Das Observatorium in der Ballon-Gondel
Der Sonnenforscher mag seine Fernrohre auf Inseln, auf hohe Berge
setzen, er mag von weiß gestrichenen Türmen beobachten, die aus den
Schichten der Bodenturbulenz herausragen, ganz wird er den Ärger
mit der Erdatmosphäre nie los. Das merkte auch Martin Schwarzschild (31. Mai 1912 in Potsdam; † 10. April 1997 in Langhorne, Pennsylvania) Professor an der Universität von Princeton an der Ostküste der USA,
der 1953 begonnen hatte, auf dem Mount Wilson in Kalifornien die
Granulation der Sonne zu studieren, jene sich ständig ändernde Feinstruktur, die von der Bewegung der äußeren Schichten der Sonne herrührt.
Teure Raketen wollte man für die Erforschung der Granulen nicht opfern, da man diese auch im sichtbaren Teil der Sonnenstrahlung beobachten kann. Schon dem Mönch und Astronomen Christoph Scheiner viel vor etwa 500 Jahren die scheinbar gekörnte Oberfläche der Sonne auf.
Bis dato konnte man nur schlecht Beobachtungen in der Zeit machen. Meistens wurde ein Foto von der gerade herrschenden Situation auf der Sonnenoberfläche geschossen und danach wieder eines…
So entstand in Princeton der Plan, der Sonne entgegen zu gehen, Messinstrumente im Ballon in die obersten Schichten der Atmosphäre zu bringen, und von dort aus die Granulation der Sonne zu
untersuchen.
Die beste Fotografie der Granulation war selbst im Jahre 1957
noch eine aus dem letzten Jahrhundert.
Am 1. April 1894 hatte ein französischer Pionier der Sonnenbeobachtung, Jules Janssen
mit einem Spiegelteleskop von nur
13 cm Durchmesser ein Bild der Sonne gewonnen, das bis Mitte des vorigen Jahrhunderts an Schärfe von keiner anderen Aufnahme übertroffen
worden ist. janssen hatte damals noch eine nasse Kollodiumplatte
benutzt. Seine Belichtungszeit lag bei 1/3000 Sekunde. Erst später, als
man von möglichst hohen Bergen aus die Sonne fotografierte und
unter Tausenden von Aufnahmen suchte, um eine zu finden, bei der
zufällig die Luft während der Belichtungszeit nahezu in Ruhe war,
konnte man sich mit den janssenschen Aufnahmen messen. Somit wollte Martin
Schwarzschild die Luftunruhe überlisten und vom Ballon aus
fotografieren.
Der Vorteil eines Ballons ist auch, dass man stundenlang beobachten kann. Die Überlegungen zum Projekt STRATOSCOPE, wie man es nannte, stammten
von den beiden Princetoner Astronomen Martin Schwarzschild und Lyman Spitzer. Schwarzschild übernahm das Ballonprojekt, Spitzer begann damals bereits mit anderen Plänen, die schließlich 15 Jahre
später im Forschungssatelliten KOPERNIKUS gipfeln sollten, einem
der ersten astronomischen Observatorien in einer Umlaufbahn. Ein aktuelles Weltraumteleskop ist nach zweiterem benannt.
Mitte der fünfziger Jahre flossen überall in der Welt die Mittel für
astronomische Programme nur spärlich, selbst in den USA. Trotzdem
gelang es Schwarzschild im September 1957 im US-Bundesstaat Minnesota, den ersten Ballon aufsteigen zu lassen. Er erreichte eine Höhe von
25 Kilometern. Die Gondel trug Geräte zur Fotografie der Sonnenoberfläche. Da die STRATOSCOPE-Flüge unbemannt waren, musste der
gesamte Ablauf der Beobachtung, wie das Ausrichten des Teleskops
nach der Sonne und die Belichtungszeit, im voraus programmiert werden.
Einmal gestartet, waren die Instrumente sich selbst überlassen.
Das ist in der Raumfahrt an sich bis heute Normalität. Sonden sind zu weit entfernt, als dass man sie in Echtzeit steuern könnte.
Schwarzschilds Team konnte nur noch vom Boden aus den Ballon mit
dem Feldstecher verfolgen,
ihm mit dem jeep nachfahren und hoffen,
dass die Instrumente, wo immer der Wind den Ballon auch blasen würde, die Landung
unbeschadet überstünden. Als im Oktober 1957 der sowjetische SPUTNIK pipsend um den
Erdball flog und die USA sich danach langsam von dem „Sputnik-Schock“ erholten, flossen die Mittel für das Projekt STRATOSCOPE wieder reichlicher.
Mehr Gelder waren für das Projekt nötig, denn ein einfacher Ballonflug in der
notwendigen Höhe kostete damals an die 20000 US-Dollar, bei einem
aufwendigeren Flug musste man mit einer Million Dollar rechnen.
Wesentlich teurer jedoch als der Ballonflug war die Reparatur der
Geräte nach jeder Landung, die man nicht kontrollieren konnte.
Schwarzschild rüstete seinen Ballon mit einer Fernsehkamera aus,
deren Bilder zum Erdboden übertragen wurden. So konnte er am Fernsehschirm durch das Teleskop im Ballon zur Sonne blikken und die ferngesteuerten Apparate an Bord bedienen.
Ergebnisse der Stratoscope-Mission
Zum Team waren inzwischen mehrere Wissenschaftler gestoßen. Man beschränkte sich nicht nur auf das Studium der Granulation.
Robert Danielson (1931-1976) beobachtete Sonnenflecken, vor allem
die Penumbra,
john B. Rogerson untersuchte Erscheinungen am Sonnenrand.
Diese Sonden lieferten die bis dahin besten Bilder der Sonnengranulation. Zeigte janssens Fotografie Granulationselemente mit Durchmessern von 800 bis 1600 Kilometern, so bewiesen die STRATOSCOPE-Aufnahmen, dass es auch viel kleinere gibt. Man konnte sogar solche
mit Durchmessern von nur 160 Kilometern erkennen.
Man sah auch, dass die auf- und absteigenden Gasballen eine eckige Umrandung hatten. Das ist bei Blasen kochender Flüssigkeiten zumindest im Laborversuch auf erden auch so. Meist sind sie sechseckig.
Fazit
Die Beobachtungen vom Ballon aus waren eine ideale Vorübung für
die Arbeiten mit Raumsonden. Allerdings lernte man zur Zeit von
STRATOSCOPE 1 und 2gerade erst langsam, den Weltraum von Raketen aus zu untersuchen. Dabei erhielt man u. A. die ersten Bilder der Sonne im Röntgenlicht.
Die Röntgen-Sonne ist aber ein weiteres so spannendes Thema, dass ich mir diese für einen weiteren Beitrag aufhebe.
Liebe Leserinnen und Leser,
Ein guter Freund machte mich darauf aufmerksam, dass Pluto am 18.02.1930 entdeckt worden war. Dabei stellte er mir die Frage, wieso er heute kein Planet mehr sein darf.
Zum Glück schrieb ich zu anderer Gelegenheit mal darüber, so dass ich Recyceln konnte.
Hier nun, wieso Pluto kein Planet mehr ist:
Die Entdeckung vor 90 Jahren
Pluto ist mit bloßem Auge nicht sichtbar. Man braucht ein gutes Teleskop, um ihn zu sehen. Entdeckt wurde er vor 90 Jahren aber ganz anders.
Der Deutschlandfunk widmete in seiner heutigen Sternzeit-folge sich der Entdeckung des Pluto.
Was wir noch in der Schule lernten
Ins Gerede ist die IAU im August 2006 gekommen, als sie auf ihrem Kongress in Prag den Entschluss fasste, dass Pluto künftig kein Planet mehr sein darf, sondern nur noch ein Zwergplanet ist.
Ach, wie mühsam haben wir noch in der Schule die Namen der neun Planeten uns eingepaukt. Eine große Hilfe hierbei war der Satz:
“Mein Vater erklärt mir jeden Sonntag unsere neun Planeten”.
Die Anfangsbuchstaben der Planetnamen entsprechen denen, der Wörter dieses Satzes:
“Merkur, Venus, Erde, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun und Pluto”.
Und Pluto darf jetzt nicht mehr mitmachen? Dann wissen wir ja gar nicht mehr, was für neun Objekte unser Vater all sonntäglich erklärt.
Naja, jetzt musste man den Satz auf die verbleibenden acht Planeten reduzieren.
Er heißt nun:
“Mein Vater erklärt mir jeden Sonntag unseren Nachthimmel.”
Auch schön, denn dort gibt es noch deutlich mehr erklärenswertes, als nur unsere acht Planeten, von denen höchstens sechse, einschließlich der Erde mit bloßem Auge zu sehen sind.
Wie es früher war
Eine berechtigte Frage in diesem Zusammenhang ist die, wie so denn plötzlich Zweifel hochkochen, was denn nun ein Planet sein soll, und was nicht.
Das hat sich doch schon seit den alten Griechen und noch davor nicht mehr geändert. Es kam halt lediglich immer mal wieder ein neuer Planet hinzu. Merkur, Venus, Mars, Jupiter und Saturn sind mit bloßem Auge sichtbar. Zu alter Zeit sowieso, als es noch keine Lichtverschmutzung gab. Für die Entdeckung des Uranus, der am 13. März 1781 von William Herschel und vermutlich mit Unterstützung seiner Schwester Lucrezia, entdeckt worden war, brauchte man schon ein starkes Spiegelteleskop. Sterne sind so weit weg, dass sie selbst im Teleskop zwar heller, aber letztlich doch nur als nadelstichartige Punkte zu sehen sind. Ein Planet hingegen präsentiert sich als Scheibchen, das über einige Beobachtungsnächte hinweg, seine Position am Sternenhimmel verändert. Außerdem bildet das Scheibchen keinen Schweif aus, so dass mit der Zeit ein Komet ausgeschlossen werden kann.
Planeten funkeln auch nicht.
Durch die Veränderung der Position stellte Herschel sehr bald fest, dass es sich hier um einen bis dato unsichtbaren Planeten handeln muss, der unsere Sonne umkreist.
Die beiden letzten Planeten, Neptun und damals noch Pluto, wurden nicht durch Sicht entdeckt. Sie verrieten sich, indem sie durch ihre Schwerkraft die anderen sichtbaren Planeten in ihren Bahnen leicht störten.
Heutzutage sind die Teleskope natürlich so stark, dass man auch diese beiden letzten bei guten Bedingungen als Scheibchen wahrnehmen kann. Heutige Teleskope lösen sogar ferne Galaxien, Nebel und Sternhaufen in ihre einzelnen Sterne auf, und es gibt weitere Verfahren, mehr über ihre Beschaffenheit und Oberflächen zu erfahren.
Trotzdem. Wieso plötzlich diese Aufregung um den Planetenstatus des Pluto?
Wer ist jetzt Planet, und wer nicht
Außer Kometen, die plötzlich mit ihren prächtigen Schweifen scheinbar aus dem Nichts auftauchten, nahezu geradlinig durch die Sternbilder zogen und wieder verschwanden, gab es nichts weiter außer den Planeten mit ihren Monden in unserem Sonnensystem. Das änderte sich jedoch mit der Entwicklung immer stärkerer Messinstrumente. Da waren plötzlich unzählige Asteroiden zwischen Mars und Jupiter zu sehen. Diese bilden den Asteroidengürtel und stellen quasi die Schneegrenze in unserem Sonnensystem dar, weil es jenseits von ihnen eisige Planeten gibt, wobei weiter innen die Steinplaneten Merkur, Venus, Erde und Mars ihre Bahnen um die Sonne ziehen. Und damit nicht genug. Es wurde auch ein weiterer Asteroidengürtel jenseits des Neptun entdeckt, der Kuiper-Gürtel, benannt nach dem Astronomen Gerard Peter Kuiper (1905–1973). Bei so vielen neu gefundenen Objekten, musste man sich ernsthaft überlegen, was denn nun ein Planet, was ein Zwergplanet und was schließlich nur einer unter vielen Asteroiden sein soll.
Auslöser für diese Diskussion war die Tatsache, dass man zunehmend Himmelskörper im oder am Rand unseres Sonnensystems fand, die Pluto durchaus ebenbürdig in Form und Größe sind. Da gibt es beispielsweise das Kuiper-Objekt Xena, das größer als Pluto ist.
Außerdem war Pluto sowieso etwas seltsam.
Da haben wir von innen nach außen vier Steinplaneten, Merkur, Venus, Erde und Mars. Dann kommen die vier Gasplaneten Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun. Und jetzt kommt noch so ein Winzling, kleiner als unser Mond, bestehend aus Eis und Stein, der sich zudem noch auf einer sehr exzentrischen Bahn bewegt, dessen Bahn zudem noch gegen die Ekliptik ziemlich gekippt ist und der quasi auf seiner Bahn entlang rollt, weil seine Achse derart gegen seine Umlaufbahn geneigt ist.
Und so traf sich 2006 im August die IAU zu ihrem Kongress in Prag, um diese Frage ein für allemal zu klären.
Die Entscheidungsfindung
Zunächst einmal wurde von einer ausgewählten Expertenrunde ein erster Entwurf zur Abstimmung vorgelegt. Doch der wurde sehr kritisiert.
Nach diesem Entwurf sind Planeten Himmelskörper, die folgendes erfüllen müssen:
1. so viel Masse haben, dass sie durch Eigengravitation in eine runde Form gezwungen wurden. Was leichter ist, hat eher eine Kartoffelform und ist auf jeden Fall nicht rund.
2. einen Stern umkreisen, ohne selbst Sterne oder Monde, also Trabanten anderer Planeten zu sein. Ohne Monde haben wir Merkur und Venus. Auf diese beiden trifft aber Teil eins der Definition zu. Sie sind schwer genug, um Rund zu sein.
Nach dieser Definition hätte Pluto seinen Status als Planet behalten, es wären aber noch zahlreiche andere Himmelskörper in Frage gekommen, zum Beispiel Ceres und Xena. Es wäre äußerst unpraktisch, müssten wir vielleicht gar dutzende oder mehr Planetennamen auswendig lernen. Wie lang wäre dann die Eselsbrücke, der Merksatz?
Innerhalb der vollwertigen Planeten sollte in zwei Gruppen aufgeteilt werden: die klassischen Planeten von Merkur bis Uranus und die Zwergplaneten wie Pluto, Ceres oder Xena.
Für diesen Entwurf einer Definition, ließ sich keine Mehrheit finden.
Stattdessen einigte man sich auf folgende neue Definition von Planeten:
1. Diese Planetendefinition gilt nur für unser Sonnensystem.
Das ist schade, dass man nichts fand, was für alle Sternsysteme gelten könnte. Vielleicht wird das im Zuge der Neuentdeckung von Planeten, die um andere Sterne kreisen, nochmal irgendwann neu aufgerollt werden müssen.
Das ist halt Astro-Politik.
2. Ein Planet soll ab jetzt nur noch ein Körper sein, dessen Masse der Gesamtmasse aller anderen Körper in seinem Bahnbereich übertrifft. Will sagen, der auf seiner Bahn zumindest einigermaßen aufgeräumt hat.
Gerade letzteres trifft auf den Pluto nicht zu. Er bewegt sich im Kuiper-Gürtel mit zahlreichen anderen Himmelskörpern.
In unserem Sonnensystem gibt es also nur noch die acht klassischen Planeten Merkur, Venus, Erde, Mars Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun, sowie Zwergplaneten, Monde und Kleinkörper. Pluto, Ceres und Himmelsobjekt Xena sind Zwergplaneten und damit keine Planeten.
Als Kleinkörper gelten Asteroiden, Kometen und andere Objekte geringer Größe, die keine Monde sind und die Sonne umkreisen.
Bis heute entfacht die Diskussion um diese Definition immer mal wieder. Die Degradierung Plutos zum Zwergplaneten dürfte vor allem die Amerikaner tief getroffen haben, denn Pluto war der einzige Planet, der von einem Amerikaner entdeckt worden war.
Es standen noch andere Definitionen zur Auswahl, die bis heute immer mal wieder in Erwägung gezogen werden.
Fazit
Ich denke, es ist schade, dass Pluto nicht mehr dabei sein kann, aber die Zeiten ändern sich und durch die verbesserten Instrumente auch die Grundvoraussetzungen, die eventuell alte lieb gewonnene Definitionen in Frage stellen.
Wie oft wurde, was für uns viel folgenschwerer war, der Mensch von seinem Platz im Universum vertrieben.
Vom Mittelpunkt des Sonnensystems an den Rand, Dann war unsere Sonne nur noch ein Stern unter vielen, Wir waren kein Mittelpunkt im Universum mehr, und fristen unser Dasein am Rand einer Galaxie unter milliarden anderer.
Im Zusammenhang der Mission New Horizons schrieb ich einen weiteren Artikel darüber, wie spannend unser Zwergplanet ist.
in meiner Mondfeier kündigte ich es schon an, dass noch ein Artikel zur „Mondreise“ in der beletristischen Roman-Literatur folgen wird.
Eigentlich wäre dieser Artikel schon letztes Jahr zu Weihnachten fällig gewesen, aber da hatte ich das Mondjubiläum noch nicht so auf dem Schirm.
Deshalb jetzt hier der Artikel. Besser spät, als nie.
Der Artikel ist übrigens nicht alleine auf meinem Mist gewachsen.
Grundlage dafür ist ein englischer Artikel meines Freundes Matthias, den wir schon von Das Schauspiel des Himmels im Modell her kennengelernt haben.
Dankenswerterweise erlaubt er mir, dass ich aus dieser Englischen Vorlage einen schönen Deutschen Artikel basteln darf.
Also, Matthias, dann legen wir mal los:
Die Weihnachtsmission
Vor 51 Jahren wurde Jules Vernes Roman „Von der Erde zum Mond“ Realität: Der Flug der Apollo 8 um den Mond war bis dato die kühnste Mission des gesamten Mondprogramms, weil sich noch keine Apollo aus dem Erdorbit gewagt hatte.
Weihnachtlich ist die Mission deshalb, weil sie sich um die Weihnachtstage von 1968 herum abspielte.
Der erste Gottesdienst im All
Neben hunderten von Fotos, die von der Mondoberfläche gemacht wurden, dürfte den größten Eindruck vermittelt haben, als die Astronauten plötzlich begannen im Wechsel einen Teil der Schöpfungsgeschichte zu zitieren. Audio, Lesung aus Genesis
Bei Martin Luther liest sich das in der neuesten Übersetzung, im ersten Buch Mose, Genesis, wie folgt:
Am Anfang schuf Gott Himmel und Erde.
1. Mose 1,2 Und die Erde war wüst und leer, und es war finster auf der Tiefe; und der Geist Gottes schwebte auf dem Wasser.
1. Mose 1,3 Und Gott sprach: Es werde Licht! Und es ward Licht.
1. Mose 1,4 Und Gott sah, dass das Licht gut war. Da schied Gott das Licht von der Finsternis
1. Mose 1,5 und nannte das Licht Tag und die Finsternis Nacht. Da ward aus Abend und Morgen der erste Tag.
1. Mose 1,6 Und Gott sprach: Es werde eine Feste zwischen den Wassern, die da scheide zwischen den Wassern.
1. Mose 1,7 Da machte Gott die Feste und schied das Wasser unter der Feste von dem Wasser über der Feste. Und es geschah so.
1. Mose 1,8 Und Gott nannte die Feste Himmel. Da ward aus Abend und Morgen der zweite Tag.
1. Mose 1,9 Und Gott sprach: Es sammle sich das Wasser unter dem Himmel an besondere Orte, dass man das Trockene sehe. Und es geschah so.
1. Mose 1,10 Und Gott nannte das Trockene Erde, und die Sammlung der Wasser nannte er Meer. Und Gott sah, dass es gut war.
Schon klar. Der Anfang der Schöpfungsgeschichte aus dem Buch Genesis der des alten Testaments unserer Bibel ist nicht unbedingt das, was wir als Weihnachtsgeschichte bezeichnen würden. Aber mal ganz ehrlich. Hätte die Geschichte vom Kindlein im Stall zu der Situation gepasst, dass die drei Astronauten, Frank Bormann, Jim Lovell und Bill Anders, damals am Heiligen Abend 1968 die ersten Menschen in einer Umlaufbahn um den Mond waren?
Ich denke, so etwas extensielleres, wie die Schöpfungsgeschichte, war schon geeigneter.
Die Astronauten von Apollo 8, waren gebeten worden, die ersten Live-Bilder vom Mond mit etwas „Angemessenem“ zu kommentieren – schließlich würde etwa ein Sechstel der Menschheit das Ereignis an ihren Fernsehern mit verfolgen. Was könnte passender sein, um die vorbeiziehende Mondlandschaft unten zu begleiten, als die ersten Verse des Buches Genesis über Licht und Dunkelheit?
Einige kritisierten den religiösen Charakter der Sendung,
aber jedem, der sich so weit hinaus wagt, sollte erlaubt sein,, dass er sich seines Glaubens erinnert, egal, wie intensiv man ihn auch sonst im Alltag leben mag.
Das Mond-Programm
Das Mondprogramm der NASA war ein gut durchdachter, schrittweiser Ansatz, bei dem jede Mission des Merkur-, Gemini- und Apollo-Programms um eine weitere Fähigkeit ergänzt wurde, die für die Landung auf dem Mond erforderlich sein würde.
Da war der Start überhaupt, das An- und Abkoppeln zweier Raumschiffe, der Mensch im Weltraum, das Verlassen des Orbits und vieles mehr.
Die eigentliche Mission von Apollo 8 bestand darin, die Mondlandefähre im Erdorbit zu testen. Ein vernünftiges Ziel, wenn man bedenkt, dass dies der allererste bemannte Flug der mächtigen Saturn V sein würde, der größten und mächtigsten Rakete, die je gebaut wurde. Auch das Raumschiff Apollo an der Spitze war ziemlich neu: Nur eine Crew hatte es zuvor geflogen.
Die Montage der Mondlandefähre war jedoch weit hinter dem Zeitplan zurückgeblieben und die NASA stand unter enormem Druck.
Im September 1968 hatten die Sowjets zwei Schildkröten und ein paar Mehlwürmer um den Mond geschickt und sicher auf die Erde zurück gebracht.
Die Befürchtung, die Soviets würden das nun auch zuerst mit Menschen schaffen, war durchaus berechtigt.
Aus diesem Grunde mussten die Missionsplaner das Ziel für Borman, Lovell und Anders leicht ändern: Sie sollten nicht im Erdorbit bleiben, sondern den Weg zum Mond wagen, ihn umkreisen, und wieder sicher auf der Erde wassern.
Die Entscheidung war unglaublich mutig, wenn man bedenkt, dass kein Raumschiff des Mondprogramms jemals die Umlaufbahn der Erde verlassen hatte. Apollo 6, ein unbemannter Testflug mit Saturn V, sollte um den Mond herumfliegen, aber die dritte Stufe versagte. Sie zündete ihre Triebwerke für die „Trans Lunar Injection“ leider nicht.
Und somit war das Ziel der Mission verloren und sie wurde abgebrochen.
Als Borman, Lovell und Anders am 21. Dezember 1968 an der Küste Floridas vom Pad 39 A des John F. Kennedy Space Centre abflogen, waren sie die ersten Menschen, die die relative Sicherheit der Erdumlaufbahn verließen und 400.000 Kilometer ins Ungewisse wagten.
Drei Tage später, am 24. Dezember 1968, verschwand Apollo 8 hinter dem Mond. Kein Mensch hatte jemals die andere Seite des Mondes direkt beobachtet, aber die Crew hatte wenig Zeit, es zu genießen.
Im Mondschatten zu sein bedeutet, im Funkloch zu sein. Durch den Mond hindurch ist kein Funkkontakt zur Erde möglich. Die drei waren also völlig auf sich alleine gestellt.
Völlig heimatlos. Sie würden nicht mal durch die Gravitation der Erde wieder angezogen, sollten sie mit ihrem Schiff mit ausgefallenen systemen durch das All trudeln. Selbst bei einem Absturz auf den Mond, wäre keine Rettung möglich. So lange konnte man im Apollo-Schiff nicht überleben, wie es gedauert hätte, eine Rettungsmission zusammen zu stellen, und außerdem hatte man derlei noch nie vorher geprobt.
Sie mussten die Zündung der Triebwerke selbst berechnen, einleiten und kontrollieren.
Zündete das Triebwerk zu kurz, und Apollo 8 würde ins All geschleudert, zu lang, und sie würde ein weiterer Krater auf dem Mond werden. Für die Astronauten fühlten sich die vier Minuten und sieben Sekunden, während derer das Triebwerk arbeitete, um sie auf die richtige Bahn zu blasen, wie eine Ewigkeit an.
Einmal im Orbit, gab es wenig zu tun, außer die Bibel zu lesen und Hunderte von Fotos zu machen – darunter das legendäre Bild der fernen Erde, die über dem kargen Mond steht.
Nach 20 Stunden im Orbit war es Zeit zu gehen. Eine weitere kritische Zündung des Triebwerkes,
und Borman, Lovell und Anders waren auf dem Weg zurück auf die „gute Erde“. Am 27. Dezember öffneten sich drei riesige Fallschirme über dem Nordpazifik südlich von Hawaii. Die Apollo 8 wasserte sicher im Meer, und wurde von einem Flugzeugträger aufgenommen.
Was für ein Abenteuer, was für eine Geschichte. Eine Geschichte, die bereits hundert Jahre zuvor von einem gewissen Jules Verne erzählt worden war. Die NASA, so schien es, folgte nur seinem Skript.
Die Idee vor der Tat
Jules Verne hatte 1865 den Roman „Von der Erde zum Mond“ geschrieben,
Die Fortsetzung „Rund um den Mond“ folgte 1870.
Seine Geschichte von drei Männern, die von Florida starten, in einer kleinen Kapsel um den Mond fliegen und im Pazifik landen, hatte Generationen von Lesern fasziniert.
euch nicht auch? Also mich mindestens ebenso, wie 20.000 Meilen unter dem Meer, oder die reise zum Mittelpunkt der Erde.
Die Geschichte sollte man mittlerweile frei über das Projekt Gutenberg bekommen, da die Rechte abgelaufen sind. Zu Vernes Lebenswerk auf Guttenberg
Natürlich gab es schon andere Mond-Reiseberichte – Johannes Keplers Traum vom Mond oder Edgar Allan Poes „The Unparalleled Adventure of One Hans Pfaall“ Poes Geschichte als Hörbuch
Aber sie alle nutzten eher zweifelhafte Methoden, um zum Mond zu gelangen, wie Adler, Dämonen oder Ballone. Verne’s Darstellung hingegen ist detailliert, fast wissenschaftlich – und manchmal unheimlich nahe am eigentlichen Flug der Apollo 8.
Verne und Apollo8 im Vergleich
Nehmen wir zum Beispiel den grundlegenden Ablauf:
In beiden Fällen gibt es drei Mondreisende. Verne nennt sie Ardan, Barbicane und Nicholl, was unheimlich ähnlich klingt wie Anders, Borman und Lovell. Im Jahr 1865 starten sie von Tampa, etwa 185 Kilometer vom Raumhafen Cape Canaveral entfernt. Ihre Reise dauert zehn an Stelle von sechs Tagen bei Apollo 8 und sie landen im Pazifik, um von einem Marineschiff geborgen zu werden.
Und damit der Parallelen nicht genug:
Wie wäre es mit der Tatsache, dass das von Verne beschriebene Raumschiff etwa die gleichen Abmessungen wie das Befehls- und Servicemodul von Apollo 8 besitzt, etwa das gleiche Gewicht hat und ebenfalls aus Aluminium gefertigt ist? Beide Schiffe sind mit Absorbern zum Absaugen von Kohlendioxid aus der Luft und speziellen Liegen ausgestattet, um den Astronauten beim Abheben die Belastungen durch die sehr hohe Gravitation beim Start zu erleichtern.
Die Liste geht weiter,
selbst die Kosten des von Verne geschätzten Programms entsprechen den 14 Milliarden US-Dollar, die bis zur Mission Apollo 8 ausgegeben wurden.
War Verne ein Prophet?
Wie konnte Jules Verne das alles so genau vorhersagen? Schließlich war er weder Wissenschaftler noch Ingenieur. Jules Gabriel Verne, geboren am 8. Februar 1828 in Nantes, Frankreich, studierte zunächst Jura, gab aber bald auf, um unter der Leitung von Alexandre Dumas Schriftsteller zu werden. Trotz seiner Berufswahl war Verne von den zahlreichen technischen Innovationen und Expeditionen seiner Zeit fasziniert. Er verdiente nebenbei etwas Geld mit wissenschaftlichen und historischen Kurzgeschichten, die akribisch recherchiert wurden und die der Denkweise des technologischen Booms der Zeit absolut entsprachen. Für den Verleger Pierre-Jules war Verne der perfekte Mann für ein neues Magazin, das er im Sinn hatte, das unterhaltsame Fiktion mit wissenschaftlicher Ausbildung verbinden sollte. Die beiden waren das perfekte Team. Zusammen würden sie über 60 Romane veröffentlichen, war ihre Idee. Keine Ahnung, ob sie es schafften. Mir scheint sechzig etwas viel, aber vielleicht weiß das ja jemand von euch genauer.
Obwohl „Von der Erde zum Mond“ erst der dritte Roman von Verne war, basierte er dennoch vollständig auf den neuesten wissenschaftlichen Erkenntnissen. Die ersten Ausgaben enthielten sogar ein zusätzliches Kapitel mit Mondfakten, Formeln und Berechnungen! Verne kombinierte und extrapolierte diese Fakten und verfolgte zwangsläufig eine ähnliche Denkweise wie die NASA-Ingenieure hundert Jahre später. Wie sie dachte er darüber nach, dass an einem Startplatz in der Nähe des Äquators, d.h. in Florida, die Erdrotation zusätzliche Geschwindigkeit bringen würde und dass die Landung im Meerwasser weicher ablaufen würde. Und genau wie Verne wandten die NASA-Ingenieure die Gesetze von Newton und Kepler an, um die Fluchtgeschwindigkeit von der Erde auf etwa 11 km/s zu berechnen. Alles, das langsamer fliegt, kann das Schwerefeld der Erde nicht verlassen. Mit ungefähr 7,5 km/s kann man wenigstens einen Orbit erreichen, auf welchem man die Erde umkreist. Alles, was langsamer ist, fällt unweigerlich wieder runter.
Auch die Gravitation beim Start, oder die des Mondes und die Schwerelosigkeit dazwischen, mussten berechnet, oder zumindest irgendwie abgeschätzt und bedacht werden.
Das Haar in der Suppe
Verne dachte, dass seine Mondreisenden nur am Lagrange-Punkt I zwischen Mond und Erde schweben würden, an dem die Schwerkraft der Erde und des Mondes sich gegenseitig ausgleichen.
Diese Annahme war nicht Vernes einziger Irrtum: Er ließ seine Protagonisten während ihrer Reise zum Mond aus dem Fenster schauen und kümmerte sich nicht um Fallschirme, um ihren Rückfall zur Erde zu bremsen. Die auffälligste Abweichung vom Plan der NASA, zum Mond zu gelangen, ist jedoch die riesige Mondkanone.
In Verne’s Buch holt der Baltimore Gun Club 60.000 Tonnen Eisen aus dem Boden, um das Columbiad, die Abschusskanone für die Kapsel, zubauen.
Sie war ein 274 Meter langer Riese von Kanone mit zwei Meter dicken Wänden, die der Explosion von 200 Tonnen Schießpulver widerstehen sollten.
Glücklicherweise folgten die Apollo-Ingenieure diesem Teil von Vernes Skript nicht, denn ganz offensichtlich würde die Beschleunigung eines Geschosses von Null auf 11 km/s über die Länge des Kanonenrohrs die Piloten zerquetschen, woraufhin sie durch die Luftreibung zu Asche verbrannt würden. Verne war sich dieses Problems bewusst, er lässt sogar einen seiner Protagonisten darüber diskutieren
aber so etwas wie die Saturn V, eine 111 Meter hohe Rakete mit rund 2.700 Tonnen hochexplosivem Treibstoff, zu entwickeln, übertraf selbst Vernes extrem lebhafte Vorstellungskraft.
In der Mitte des 19. Jahrhunderts galten Raketen im Vergleich zu Großkaliberkanonen als bloßes Spielzeug
Sie konnten auf keinen Fall etwas zum Mond bringen. Dennoch hat Jules Verne die Idee von Raketen nicht völlig verworfen. Seine Mondreisenden beabsichtigten, ihre Mondlandung mit ihrer Hilfe ab zu bremsen und benutzte sie schließlich zur Kurskorrektur, nachdem sie Kontakt mit einem Asteroiden hatten, der sie vom eigentlichen Weg etwas abgebracht hatte.
Was blieb von Vernes Traum?
Vernes Mondkanone mag lächerlich überdimensioniert und unpraktisch gewesen sein, Menschen ins All zu befördern, aber das Konzept selbst ist nicht so verrückt, wie es klingt. In den 1960er Jahren arbeitete der kanadische Ingenieur Gerald Bull an einer Weltraumkanone. Damit gelang es ihm schließlich, ein Geschoss auf 180 Kilometer Höhe zu starten – ein Rekord, der mit Kanonen bis heute Bestand hat. Während das Geschoss definitiv den Rand der Erdatmosphäre, also die Grenze zum All erreichte, beschleunigte die Kanone nur bis weniger als die Hälfte der Geschwindigkeit, die notwendig ist, um wenigstens im Orbit zu bleiben, geschweige denn, ihn in Richtung Mond zu verlassen. Andere folgten Bulls Fußstapfen und experimentierten mit elektromagnetischen Railguns, leichten Gaskanonen oder Slingatronen, aber bisher hat es noch niemand geschafft, die magischen 11 km/s zu erreichen.
Die Bemühungen gehen weiter; die Attraktivität des billigen Starts, Nutzlasten gegen die Gravitation der Erde in den Orbit zu bringen, ist einfach zu groß. Bis die Ingenieure erfolgreich sind, müssen wir uns auf die Natur verlassen, um einen „Verneshot“ zu schaffen, ein geologischer Begriff für einen Vulkanausbruch, der heftig genug ist, um Steine in den Weltraum zu schleudern.
Aber Geologen sind nicht die einzigen, die sich von Jules Vernes Roman inspirieren ließen. Jacques Offenbach vertonte ihn in seiner Operette „Le voyage dans la Lune“ und der Filmpionier Georges Méliès nutzte Teile der Handlung als Drehbuch für den ersten Science-Fiction-Film. Auch viele Ingenieure bezeichnen Jules Verne als ihre Inspiration – trotz des offensichtlichen Versagens mit der Kanone. Im Gegenteil, die Raketenpioniere Konstantin Ziolkowski (Denker des Weltraumaufzuges) und Hermann Oberth sowie die Raumfahrer Juri Gagarin und Neil Armstrong gaben alle zu, dass sie von Jules Vernes Geschichte stark beeinflusst worden waren. Die Besatzung der Apollo 11 nannte ihr Führungs- und Servicemodul sogar „Columbia“ zu Ehren von Vernes riesiger Kanone.
Schließlich, nach einhundert Jahren, war es der Menschheit, den Ingenieuren und allen, die auf den Spuren von Vernes Traum wandelten gelungen, den Mond zu erreichen.
Und so ist es auch mit vielen kleineren Dingen des Lebens. Der Tat oder jeder Erfindung geht oft eine Idee voraus.
Und jetzt bleibt mir zum Schluss nur noch eines:
Ich danke Dir, lieber Matthias für Deinen sehr inspirierenden Artikel. Hätte ich den nicht gehabt, dann wäre dieser Blogbeitrag vermutlich so nicht entstanden, obwohl ich natürlich im Vorfeld meinen Verne nochmal nach vielen Jahren gelesen habe und auch die Links zu Apollo VIII, die ich teilweise ebenfalls von Dir erhielt.
Solche Co-Produktionen machen mir viel Freude.
Und damit, mit den besten Ideen für die besten Taten entlasse ich euch in euren verdienten Weihnachtsurlaub.
Ich melde mich nochmal zwischen den Jahren mit meinem obligatorischen Jahresrückblick.
Weihnachtszeit bedeutet Lichtertzeit.
Da gibt es Goldengel,
in goldenes Stanniol eingepackte Schokoladentaler,
goldenes Lametta,
Goldstaub,
goldene Sterne und vieles goldene mehr.
Nicht zuletzt beschenkt man sich gerne auch mal zu Weihnachten mit Goldschmuck.
Gold steht für Glanz, für Licht, für Reinheit und für hohen Wert.
Letzteres deshalb, weil Gold so selten hier auf Erden ist. Es macht viel Mühe, es zu finden und aus der Erde zu holen.
Astro-Geologisch betrachtet, gehört das Gold eigentlich gar nicht hier auf die Erde, und dennoch haben wir, wenn auch nicht viel, genug davon, um uns daran zu erfreuen.
Zumindest gehört es deshalb nicht hier her, weil es definitiv nicht in unserem Sonnensystem entstanden ist, was wir noch sehen werden.
Aber alles der Reihe nach.
Der Anfang
Kurz nach dem Urknall, als das Universum entstand, gab es im Wesentlichen nur das Element Wasserstoff, einen kleinen Anteil Helium und etwas Lithium.
Das dem so war, verrät uns das Sternenlicht sehr alter und zumindest teilweise bereits längst vergangener Sterne und gute Simulationen am Computer.
Da das Universum am Anfang noch deutlich kleiner war, als heute, standen die Sterne viel näher beieinander. Außerdem bildeten sich aus diesem Wasserstoff und Helium oft sehr große Sterne, die das zehnfache oder hundertfache unserer Sonne wiegen.
Somit waren die ersten Sterne aus der ersten Generation, die Astronomen nennen sie die dritte, sehr rein und bestanden fast nur aus reinem Wasserstoff, den sie langsam in ihren Kernen zu Helium verschmolzen.
So rechnen die Astronomen von der Gegenwart in die Vergangenheit und summieren die Generationen auf. Aus der Sicht des Universums und seines Lebens, ist die dritte Generation die älteste und erste, und die erste ist die neueste und jüngste im Jetzt.
Welcher Generation ein Stern angehört,
das verrät uns sein Licht. Älteres Licht als das, der Sterne der vom Universum aus gesehenen, aber aus unserer Sicht gesehenen dritten oder ersten Generation, gibt es quasi im Universum nicht.
was unser Sonnenfeuer schürt
Die Kernverschmelzung von Wasserstoff zu Helium, ist der Prozess, aus welchem wir unsere Sonnenwärme, ihr Licht etc. empfangen.
Vier Wasserstoff-Atome bestehend aus jeweils einem Proton im Kern und einem das Proton „umkreisenden“ Elektron werden zu einem Helium-Aton mit zwei Protonen und zwei Neutronen im Kern, und zwei Elektronen, die diesen „umkreisen“ verschmolzen.
Das Helium-Atom wiegt etwas weniger, als vier Wasserstoffatome,
Diese kleine Massendifferenz wird als Energie in Form von Neutrinos und dem, was wir letztlich als Sonnenwärme empfangen, davon getragen.
Alle Sterne funktionieren in derselben Weise.
Deshalb ist für Astronomen häufig der Rest der Chemie gar nicht so wichtig. Sie sagen, es gibt Wasserstoff und Helium, und der Rest ist Metall. Ein Astronom soll einmal gesagt haben, dass ein Stern einfacher funktioniere, als eine Eintagsfliege. Damit hat er vermutlich sogar recht.
Das ist aber genau die Genialität des Aufbaus und der Funktion von Sternen. Wären sie komplizierter, könnten sie nicht Milliarden von Jahren alt werden…
Wir gehen aber hier einen Schritt weiter, und spüren am Beispiel der Goldsuche dem Rest der Chemie nach, die letztlich unser Leben auf Erden ermöglichte.
Viel Brennstoff und nur ein kurzes Leben
Den ersten alten Riesigen Wasserstoff-Gasbällen der für Astronomen der dritten Generation angehörenden Riesensterne, war kein langes Leben beschieden. Desto größer ein Stern ist, desto schneller verbraucht er seinen Wasserstoff-Vorrat, weil er durch seine enorme Masse die Atome in seinem Inneren näher zueinander bringt, so dass es öfter passiert, dass welche miteinander zu schwereren Elementen verschmelzen können.
Wie er allerdings endet, hängt ganz davon ab, wie schwer er war.
Das hat jetzt aber nichts damit zu tun, wie die Menschheit mit Übergewicht und den damit verbundenen Risiken zu kämpfen hat.
Als unsere Sonne vor etwa viereinhalb Milliarden Jahren ihren Wasserstoff „zündete“, in Anführungszeichen, weil es sich hierbei um kein Feuer handelt, sondern um eine Kernfusion, waren die riesigen Wasserstoff-Sterne schon vergangen und haben ihre Asche, die chemischen Elemente ins Weltall geblasen.
Jedes chemische Element, das eine Vorläufer-Gaswolke, die ein Kandidat für einen Stern sein könnte, eingefangen hat, und das nun in ihm enthalten ist, verrät sich durch sein ganz charakteristisches Licht, sobald er seine Lampe, die Kernfusion in seinem Inneren, eingeschaltet hat. Somit hat jeder Stern, zumindest derselben Generation oder Entstehungsortes, einen quasi eigenen Fingerabdruck, denn Sterne entstehen oft gemeinsam in Gebieten mit den selben chemischen Eigenschaften.
Viele dürften noch aus der Schule wissen, dass verschiedene chemische Elemente Flammen unterschiedlich färben. Deshalb sind Feuerwerke so bunt und schön.
Die Elemente entstehen so:
Hat nun beispielsweise ein Stern, der Masse unserer Sonne etwa nach 10 Miliarden Jahren ihren Wasserstoff zu Helium verbacken, dann setzen andere Kernverschmelzungen in diesem Backofen ein.
Hier entsteht dann beispielsweise der Kohlenstoff(C12), der Sauerstoff(O16), Stickstoff(N14), Phosphor und weitere Elemente, die für uns lebensnotwendig sind.
In einem Stern, der mit unserer Sonne vergleichbar ist, kann aber kein schwereres Element, als Eisen entstehen, weil man Energie zuführen müsste, um schwerere Elemente, wie Blei, Wissmut und auch Gold zu erzeugen. Bisher hatten wir immer Glück. Aus Wasserstoff wird Helium und Energie. Daraus wird dann bis zum Eisen hin immer etwas und dazu noch Energie. Ab Eisen wirds dann nicht mehr kostenlos. Will man mehr, muss man Energie hinzu fügen, um schwereres zu bekommen. Die hat unsere Sonne nicht und kann sie sich auch nirgendwo pumpen.
Woher kommt dann das viel schwerere Gold? Wer spendete die Energie dafür?
Dazu müssen wir die alten Riesensterne betrachten, die zwar schon längst vergangen sind, aber deren Licht Milliarden Von Jahren uns von ihrer ehemaligen Existenz kündet.
Ein Riesenstern beendet sein Leben deutlich fulminanter, als es unsere kleine Sonne tun wird. Hat so ein Monster seinen Wasserstoff je nach Größe schon nach einigen Millionen von Jahren verbraten, dann endet er in einer riesigen Explosion, einer Nova oder Supernova. Es gibt verschiedene Szenarien und Typen von Novae, die hier jetzt nicht näher behandelt werden können.
Unsere Sonne ist klüger und geht ob ihres wenigeren Gewichtes gewissenhafter mit ihrem Wasserstoff-Brennstoff um. Sie wird noch mindestens fünf Milliarden Jahre für uns leuchten. Stimmt zeitlich zwar, aber, naja… Ein andermal davon.
Also bei Novae-Explosionen wird so viel Energie frei, dass auch schwerere Elemente über das Eisen hinaus entstehen können.
Es ist allerdings fraglich, ob wirklich alle Elemente so gebacken werden, ob die hier frei werdende Energie dafür ausreicht. Vermutlich nicht. Es sollte also noch einen anderen Mechanismus mit mehr frei werdender Energie geben, der dann das Periodensystem noch mit den schweren fehlenden Elementen, wie Gold anfüllt.
Stets werden alle Elemente, egal wo sie entstehen, mit den Explosionen und somit dem Tot von großen Sternen in den Weltraum verteilt. Das bedeutet, dass die Gaswolken der nächsten Sterngeneration, die zunächst nur aus Helium und Wasserstoff bestanden, nun leicht mit dem Staub, der Asche, der anderen toten Sterne, der schwereren chemischen Elemente, „verunreinigt“ wurden.
Jüngere Sterne sind quasi „schmutzig“, auch unsere Sonne trägt quasi ein Erbe ihrer Vorfahren, das wir heute in unseren Spektrometer an deren Licht erkennen können.
Dazu sei noch angemerkt, dass sich niemals aller Wasserstoff zu schwereren Elementen verbinden wird. Es blieb bisher immer genügend übrig, um die zweite und die dritte Generation zu zünden.
Jezt sag uns doch endlich, Du geschwätziger Astronom, wo es her kommt!!!
Die Steinplaneten, wie Merkur, Venus, Erde und Mars enthalten nun alle Elemente, also auch Gold.
Auch unsere Sonne hat etwas Gold mit bekommen. Man hat es inzwischen in ihrem Licht nachgewiesen. Im Verhältnis zu Wasserstoff und Helium ist das wirklich nur in Spuren dort enthalten, aber würde man das Gold der Sonne auf die Erde bringen, dann purzelten die Goldpreise ins Bodenlose und wir würden unsere Pausenbrote vielleicht in Goldfolie verpacken…
Seit vielleicht zwei Jahren ist uns noch eine andere Weihnachtsbäckerei bekannt, in welcher vermutlich noch viel effektiver Gold, Platin und andere wertvolle schwere Elemente gebacken werden.
Sehr häufig entstehen Sterne, welcher Größe auch immer, nicht alleine, sondern in Paaren.
Unsere Sonne ist alleine. Es gibt durchaus die Vermutung, dass sie ihre Schwester verloren hat. Man sucht tatsächlich nach Sternen, die den gleichen chemischen Fingerabdruck haben, wie unsere Sonne.
Ist nun ein ausgebrannter Sternrest nach seiner Nova noch etwa das anderthalb fache bis zu etwa dem vier fachen der Sonne schwer, endet er nicht wie sie, als weißer Zwerg, der dann langsam auskühlt und verblasst.
Ein Szenario, wie so ein schwerer Stern enden kann, ist ein Neutronenstern. Er ist so dicht, dass die Elektronen der Atome in die Protonen der Kerne gedrückt werden.
Er besteht nun aus entarteter Materie, die es auf Erden nicht gibt.
Dieser Sternenrest hat vielleicht einen Durchmesser von 30 – 40 Kilometern und ist das anderthalb bis das dreifache unserer Sonne schwer, die einen Durchmesser von 1,4 Mio Kilometer besitzt.
Nur am Rande: Noch schwerere Sternreste enden als schwarze Löcher.
Die Neutronensterne sind als Pulsare so interessante Objekte, dass wir uns ihnen unbedingt mal in einem extra Beitrag widmen müssen.
Ich sagte schon, dass Sterne oft zu zweit vorkommen.Somit kann es natürlich auch sein, dass beide, wenn sie ähnlich schwer sind, ihr Leben als Neutronensterne beenden.
Kreisen nun zwei Neutronensterne umeinander, so verliert das System langsam Energie, die in Form von Gravitationswellen davon getragen wird. Diese Wellen sind sehr schwach, aber man kann sie mittlerweile mit riesigen Detektoren messen.
Albert Einstein, der sie postulierte, hätte seine Freude daran, denn er dachte nicht im Traum daran, dass wir sie einst nachweisen können werden.
Über den Nachweis von Gravitationswellen schrieb ich vor einigen Artikeln.
Es ist nun gelungen, die Gravitationswellen eines Zusammenstoßes zweier Neutronensterne zu messen und gleichzeitig mit optischen Teleskopen in diese richtung zu schauen.
Dort fand man, im Lichte des Crashs, , dass diese Bäckerei noch viel effektiver alle chemischen Elemente backen kann, als irgendwelche Novae, seien sie auch noch so heftig.
Die hier frei werdende Energie reicht aus, alle Bausteine des Lebens und des Universums zu erzeugen.
Aus so einem Inferno, wo zwei Neutronensterne zusammenkrachen, entstehen ungefähr drei Erdmassen reinen Goldes. Das scheint viel, ist es aber nicht. Bedenken wir, dass jeder am Crash beteiligter Neutronensterne deutlich mehr, als unsere Sonne wiegt. Und bedenken wir dann auch, dass es sich hier nicht um einen Goldklumpen handelt, der jetzt am Stück durch das Weltall vagabundiert, sondern um Gold-Ionen, oder ganz feinen Goldstaub, der in alle Richtungen kugelförmig um die Unfallstelle herum fast mit Lichtgeschwindigkeit ins All geblasen wird. Nimmt man jetzt noch die riesigen Entfernungen von vielleicht Milliarden Lichtjahren zu uns an, dann dürften die Erwartungen von Spekulanten, Börsenmäklern und Schmuckherstellern bald schwinden, dass wir auf einen „Goldregen“ hoffen dürfen. Wie oben schon angedeutet, wäre das Gold schließlich wertlos, wenn es plötzlich in rauen Mengen verfügbar wäre.
Es scheint nun so zu sein, dass der Teil vieler schwerer chemischen Elemente in Zusammenstößen zweier Neutronensternen entsteht, und der Rest durch Supernova-Explosionen.
Es gibt keine unentdeckten chemischen Elemente mehr. Das Periodensystem ist lückenlos voll.
Alles, was jetzt momentan noch künstlich gebacken wird, zerfällt gleich wieder.
Es kann aber sein, dass man sich künstlich in der Element-Bäckerei einem Punkt annähert, den das Universum nicht erreicht, wo nochmal stabile künstliche Elemente entstehen könnten. Man wird sehen und erleben, ob es uns nützt.
Fazit
Gold ist so selten, weil wir alle Kinder des Feuers sind.
Damit Leben hier auf Erden chemisch überhaupt möglich wurde, dafür mussten bereits einige Sterne der ersten Generation ihr Leben lassen, um das Universum mit ihrer Asche, den chemischen Elementen, zu füllen. Denken wir immer daran, wenn wir uns an Gold erfreuen, das Leben den Tot bringt und umgekehrt.
Ist das nicht auch ein Paradox unserer Christenheit?
Gold könnte vom Anfang des Universums stammen.
Es ist sehr alt, und hat einen weiten Weg bis zu uns hinter sich.
Die sicherste Methode es vor Raub zu schützen ist, es einfach in einem Stern zu verstecken, wie es unsere Sonne tut. Ihr Licht bringt uns die Botschaft: „Ätsch, schaut mal. Ich hab viel davon, aber hole es Dir doch, wenn Du kannst…“
Wieso Gold golden glänzt, liegt an seinem einzigartigen Atomaufbau, der ebenfalls eine ganz seltene Eigenschaft des Goldes ist.
Die Geschichte der Herkunft des Goldes ließe sich sicher auch noch für andere Elemente ganz ähnlich erzählen, die ebenfalls nur im Crash zweier Neutronensterne entstehen können. Und seine Seltenheit im Universum erklärt sich mit dieser Tatsache auch. So, und nur so, kann es entstehen. Die leichteren Elemente, wie Kohlenstoff, Stickstoff etc. entstehen im Laufe des Lebens eines Sternes vermutlich in allen, also viel häufiger.
So, das war jetzt meine Gold-Geschichte. Über Kommentare etc. freut sich, wie immer
Ihr und euer Blindnerd Gerhard.
Ich wünsche Ihnen und euch eine schöne und geruhsame Vorweihnachtszeit.
