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Heute richtet sich das Hauptaugenmerk auf die Erforschung des Mars. Bei
Oppositionen sind dir entsprechenden Zeitschriften voller Bilder von Amateurastronomen gewonnen und mit inzwischen beeindruckender Qualität und die NASA
schickt seit 1997 regelmäßig Raumsonden zum Mars, derzeit unter dem langfristigen Ziel "Search for life", auch wenn kein bisher gestartetes Gefährt zu
einem direkten Nachweis fähig wäre.
Doch in der Vergangenheit sah man dies anders. Man vermutete die Venus als viel besser geeignet um Leben hervorzubringen. Dies hat sich heute dramatisch gewandelt. Der Planet gilt als tot und selbst für die Erforschung mit Raumsonden unattraktiv.
Im allgemeinen fängt man mit der Planetenforschung immer bei den Babyloniern an, welche die Planeten beobachteten um astrologische Vorhersagen zu machen und tastet sich über die Rolle als Abend- und Morgenstern an die Moderne heran. Doch da die Venus ohne Teleskop nur ein heller Stern ist und man Jahrtausende nichts mehr wusste als das er mal abends und mal morgens mit einer Periode von 584 Tagen kurz nach der Sonne zu sehen ist lasse ich dieses Kapitel komplett weg.
Die ersten Erkenntnisse über die Venus gab es schon von Galileo Galilei. Er sah durch sein primitives Fernrohr, das wir heute (von der optischen Güte her) eher als Feldstecher bezeichnen würden die Phasen der Venus. Da die Venus sich innerhalb der Erdbahn befindet durchläuft sie Phasen wie der Mond, wobei sie aber durch die unterschiedliche Entfernung zur Erde immer größer wird, je stärker sie sich "Neuvenus" nähert. Die "Vollvenus" können wir nicht beobachten, da sie dann hinter der Sonne steht. Diese Phasen waren ein wesentlicher Bestandteil der Fakten, die dazu führten, dass er sich für das heliozentrische Weltbild einsetzte, da sie nicht mit dem geozentrischen Weltbild erklärbar waren.
Doch danach hörte es auch schon auf mit den Erkenntnissen. Bei anderen Planeten führten bessere Teleskope zu mehr Details auf der Oberfläche, mit dem Verändern dieser konnte man die Rotationsdauer und die Lage der Achse zur Bahnebene feststellen und man konnte Veränderungen beobachten. Bei den Gasplaneten sowieso, aber auch Mars zeigte jahreszeitliches Anwachsen und Abschmelzen von Polkappen. Die Venus präsentierte sich dagegen den meisten Beobachtern als uniforme weise Kugel. Immer wieder wurde über Jahrhunderte Details vermeldet, aber selbst die Beobachter die sie zeichneten mussten zugeben sie nur einmal gesehen zu haben und dann nie wieder. Was die Details waren, darüber gab es Spekulationen. Einige meinten vulkanische Asche die kurzzeitig an dieser Stelle die Atmosphäre verdunkelte, andere wollten Wolkenlücken darin gesehen haben. Doch da es keine zwei identischen Zeichnungen gab schied dies eigentlich aus. So teilten die meisten Beobachter die (richtige) Ansicht, es wären nur Wolkenstrukturen.
Erst 1927 gelangen Aufnahmen der Venus die etwas zeigten. Vorher
versuchte man es mit Rotfiltern, da das rote Licht am ehesten die Wolken passiert, doch sie zeigten nichts, während der Mars z.B. im roten alle
Oberflächendetails zeigt. H. Ross machte erstmals Aufnahmen im Ultravioletten. Sofort war eine Y-förmige Struktur sichtbar, die seitdem auch immer wieder
beobachtet wurde. Damit war klar, dass alle Beobachtungen nur Wolkenstrukturen zeigten. Ross kam durch Beobachtung der Strukturen auf eine Rotationsdauer
von 30 Tagen, Dolfus später auf 24 Tage. Royer und Guerin kamen später auf den richtigen Wert durch Beobachtung der Y-Struktur von 4 Tagen.
Das Bild oben links ist eine kontrastverstärkte Mariner-10 Aufnahme mit einem UV-Filter gewonnen. Sie ist schon schärfer und zeigt mehr Details als jede erdgebundene Beobachtung. Im sichtbaren Licht sieht der Planet absolut unspektakulär aus, er ist praktisch eine weissgetönte Kugel. Dies zeigt die untere Aufnahme die von der Raumsonde Messenger gewonnen wurde diesmal nicht im UV-Licht, sondern im sichtbaren Wellenbereich.
Der Mangel an Details führte dazu, dass über die Jahrhunderte es erheblichen Streit um grundlegende physikalische Parameter gab. Das das uniforme Aussehen auf Wolken zurückführen waren, stand ab 1761 fest. Damals fand einer der seltenen Venusdurchgänge an und wenn die Venus die Sonne passiert, sieht man kurz einen Ring um die Venus und in Andeutung auch beim Durchgang über die Oberfläche. Allerdings wurde diese Beobachtung von Lomonossov nicht allgemein bekannt. Das galt auch für die zweite Beobachtung 1769 durch Ritterhouse, die erst 100 Jahre später publiziert wurden. Später wurde auch bekannt das Thomas Bergmann bei dem Sonnendurchgang von 1761 einen Saum feststellte, Allgemein publiziert wurde die Entdeckung erst von William Herschel im Jahre 1793. Sein 50 cm Teleskop vergrößerte so stark, das die Atmosphäre auch ohne den Kontrast zur Sonnenscheibe sichtbar war, zudem bewirkt sie bei einer sehr schmalen Sichel, dass der Bogen über den Pol hinausreicht. Dieses Phänomen kennt man in jüngster Zeit noch besser vom Saturnmond Titan. 1792 beschrieb dieses Phänomen bei der Venus erstmals Johannes H. Schröter.
Der Sonnenvorübergang 1769 war aber aus anderer Sicht bedeutsam und das erklärt warum die Beobachter keinen Lichtbogen sahen - sie waren mit anderen Dingen beschäftigt. 1769 waren überall auf der Welt Expeditionen unterwegs um diesen Sonnendurchgang zu beobachten. Sie sind sehr selten. Es gibt im Abstand von 105 und 121 Jahren je zwei Ereignisse die dann nur 8 Jahre auseinander liegen. (Die beiden letzten waren 2004 und 2012, nun heißt es wieder über 100 Jahre warten). 1761 probierte man es schon, aber die Beobachtungen scheiterten am Wetter oder weil Expeditionen nicht rechtzeitig ihre Beoabachtungsorte erreichten. 1769 gab es Beobachter rund um die ganze Erde, selbst auf Südseeinseln und im brasilianischen Urwald. Sie hatten nur eines im Sinn, den genauen Zeitpunkt festzustellen, wenn die Venus den Sonnenrand berührt und sie wieder verlässt. Bedingt durch die geographische Distanz zwischen den Beobachtern sehen sie die Venus aus zwei Blickwinkeln, Das drückt sich auch in einer unterschiedlichen Eintrittzeit aus. Aus dieser kann der Winkel zwischen den beiden Orten bestimmt werden und wenn der Winkel und die Distanz auf dem Globus bekannt ist, so kann die Distanz zur Venus bestimmt werden und durch diese Distanz durch das dritte keplerische Gesetz aufgrund der bekannten Umlaufszeit die Distanz Erde-Sonne, also die astronomische Einheit, der Maßstab auf dem alle Entfernungsgangeben im Sonnensystem beruhen. Man erhielt damals 151,6 Millionen km, etwa 2 Millionen km mehr als der wahre Wert. Damit konnte man auch den Durchmesser der Venus ermitteln. 1807 wurde er von Johann Wurm auf 12.293 km beziffert. Der exakte Wert mit Atmosphäre beträgt 12.240 km. (Wurm konnte wegen der Atmosphäre ja nie den Durchmesser des Planeten selbst bestimmen).
Mangels optischer Merkmale auf der Oberfläche kamen Beobachter auf
verschiedene Ergebnisse für die Umlaufszeit und Neigung der Rotationsachse. Es werden dann optische Effekte wie unterschiedliche Helligkeiten durch den
Dopplereffekt oder die Aufhellung in der Mitte für Oberflächenmerkmale gehalten. Giovanni Cassini kam 1667 zu dem Schluss, die Venus rotiere innerhalb
von 23 Stunden. 1728 kam Francesco Bianchini auf eine Rotationsperiode von 24 Tagen und acht Stunden. Jaques Cassini, Sohn von Giovanni Cassini verglich
nun die Aufzeichnungen von 1667 und kam zu dem Schluss, dass wenn Bianchi die Venus nicht kontinuierlich beobachtet hatte, seine Beobachtungen auch mit
einer Periode von 23 Stunden 20 Minuten vereinbar wären. Der Wert wurde von Johannes Schroeter 1793 auf 23 Stunden 21 Minuten und 19 Sekunden korrigiert.
Schiaparelli der schon als Marsbeobachter sich einen Namen gemacht hatte, schaute sich 1891 alle bisherigen Beobachtungen genauestens an und verwarf sie schließlich als optische Täuschungen. Seiner Ansicht nach musste die Venus genauso schnell rotieren, wie sie die Sonne umkreist, also einmal in 224 Tagen, das heißt sie weist eine gebundene Rotation auf, weist eine Seite also immer der Sonne zu, während die andere dauernd Nacht hat. Diese Ansicht rief sofort Widerspruch hervor. Wenn dem so wäre, dann müsste auf der kühlen Nachtseite die Wolken abkühlen, ausregnen und es gäbe eine Lücke wo man die Oberfläche sehen könnte. Damals nahm man noch an, die Wolken bestehen aus Wasserdampf. Niesten, einer der Gegner fand bei seinen Beobachtungen den Wert von Schroeter bestätigt. Die Diskussion ging noch weiter und bis kurz vor den ersten Raumsonden gab es zwei Fraktionen die einen waren für eine gebundene Rotation, die meisten anderen sahen eine Rotationsdauer etwas kürzer als die irdische (meist um die 23 Stunden). Beide Werte sind falsch. Die Oberfläche rotiert in 243 Tagen, aber die Wolken in 4 Tagen.
Genauso umstritten war die Frage der Neigung der Rotationsachse zur Senkrechten der Bahnebene. Bei 0 Grad steht sie senkrecht auf ihr, bei 90 Grad rotiert sie in der Bahnebene. Bianchini fand 15 Grad, Schroeter, 72 Grad, korrigierte später auf 53 Grad, Schiaparelli nahm eine fast senkrechte Achse an, und Pickering fand 1905 eine Achsenneigung von 5 Grad, während Otto Schirdewahn 1950 genau das Gegenteil, eine Rotation in der Bahnebene annahm.
Die meisten Veröffentlichungen zwischen 1934 lagen zwischen 60 und 80 Grad, aber die letzte von Kuiper wieder bei 32 ± 2 Grad. Der Grund ist relativ einfach: ohne tatsächlich beobachtbare Elemente spielten optische Täuschungen eine Rolle und so konnte man praktisch jeden Wert bekommen. 1897 machte der Münchner W. Villinger Experimente: Er strich Gips-und Kautschukkugeln weis an, und lies sich durch eine Lampe beleuchten. So gab es Phasen wie bei der Venus. Beobachter machten nun Zeichnungen durch ein 12 cm Fernrohr aus einer Entfernung von 430 m. Es zeigte sich dass alle wechselnde Oberflächenmerkmale erkannten, obwohl keine vorhanden waren.
Immerhin, das war Ende des 19-ten Jahrhunderts klar, ist die
Venus völlig in Wolken gehüllt. Wie es darunter aussähe, darüber gab es unterschiedliche Ansichten. Was niemand in Frage stellte war, dass die Wolken wie
irdische Wolken aus Wasserdampf bestehen. Die Venus ist näher an der Sonne, 70% des Erdabstandes führen dazu, dass sie fast die doppelte
Sonneneinstrahlung erhält. So verdampft viel Wasser, was die global abdeckenden Wolken erklärt. Diese wurden sogar als positiv gesehen, denn schon ohne
Treibhauseffekt müsste es auf der Venus im Mittel 38°C warm sein. Mit Treibhauseffekt noch deutlich wärmer, sicher über 50°C. Die Wolken strahlen einen
Großteil der Strahlung wieder ins Alls zurück und begrenzen so die Aufheizung des Planeten. Die Venus hat eine Albedo von 65%, das ist mehr als die Erde
(37%) und erheblich mehr als der Mond, der nur 7% aufweist.
Es gab nun zwei Schulen wie es unter den Wolken aussähe. Die eine vertrat die Meinung die gesamte Oberfläche wäre von Ozeanen bedeckt, allenfalls gäbe es einige kleine Inseln, aber keine Kontinente.
Die zweite Schule vertrat die Meinung es gäbe gar keine Ozeane, nur festes Land, das jedoch extrem feucht sein musste, so wie Sümpfe auf der Erde. Parallelen zum Zeitalter des Karbons wurden gezogen, als auch die Erde weitgehend von Sümpfen bedeckt waren und sich unsere Kohle bildete. Aber auch zum irischen Regenwald der oft in Wolken gehüllt ist.
Was beide Schulen ausschlossen, war eine Oberfläche wie wir sie haben. Größere Kontinente würden nicht Nachschub für die Wolken liefern. Sie müssten dort ausregnen oder zumindest Lücken aufweisen, eventuell auch an Gebirgen hängen bleiben. Da es keine Lücken gab musste die gesamte Oberfläche Wasser verdunsten - entweder als Ozean oder als Sumpf. Zwischen 1880 und 1920 bekriegten sich die beiden Schulen. Bald bürgerte sich für die Ozean-Variante die Bezeichnung "realistisch" und für die Sümpfe die Bezeichnung "romantisch" ein.
Ab 1920 kam als neues Instrument das Spektroskop zum Einsatz. Man konnte mit ihm 1932 erstmals Kohlendioxid nachweisen, aber keinen Wasserdampf. Der Begriff des Treibhauseffektes war schon bekannt und so kamen erste Forscher auf eine andere Deutung: Bedingt durch den Treibhauseffekt würde die Oberflächentemperatur über dem Siedepunkt von Wasser liegen und das gesamte Wasser würde in den Wolken vorliegen. Auf der Oberfläche wäre es staubtrocken und extrem heiß. Weiterhin konnte man durch die Spektralverschiebung bei einer schnell rotierenden Atmosphäre die Rotationsdauer feststellen. Doch da man keine Verschiebung feststellte musste die Atmosphäre mehr als einen Tag zur Rotation brauchen.
Bis 1935 hatte man die Vorstellung, die Venusatmosphäre wäre ähnlich
wie die Erde zusammengesetzt. Es gab auch andere Erklärungsversuche für die Wolken wie eine Staubschicht in mittlerer Höhe. Andere vertraten die Ansicht
die Wolken bestanden aus Salzkristallen. 1927 meinte E.E. Ross die Wolken würden aus Formaldehyd bestehen. Es gibt keinen Sauerstoff auf der Venus, das
wusste man inzwischen weil Sauerstoff im Spektroskop nicht nachweisbar war. Ohne Ozonschicht durch den Sauerstoff würde Formaldehyd mit Wasser unter
UV-Strahlung zu einem Polymer reagieren.
1929 meinte Bernard Lyot dagegen, dass er in dem Reflexionsspektrum der Wolken nur Wasser sehen könnte, wie sich zeigte war dies falsch. Schon 1920 hatten Nichelson und John keine spektralen Spuren von Wasser gefunden. 1955 gelang erstmals die Messung der Temperatur. Petit / Nichelson ermittelten eine Temperatur von -33 Grad für die beleuchteten Wolken und -38 Grad für die unbeleuchteten. Dies war jedoch die Temperatur an der Wolkenobergrenze, nicht die der Oberfläche.
Weitere Entdeckungen gab es mit der Radioastronomie. Zuerst gab es 1956 eine erste Messung der Oberflächentemperatur. Es wurden Radiowellen mit einer Wellenlänge von 3,15 cm (10 GHZ) empfangen, für eine Abstrahlung in dem beobachteten Maße musste die Oberfläche 300°C heiß sein. Schon 1942 hatte Rupert Wildt aufgrund des Treibhaus Effektes extrem hohe Bodentemperaturen postuliert.
1957 kam wieder Bewegung in die Atmosphärenforschung. Man erkannte Muster wenn man Bilder durch einen UV-Filter anfertigte. Charley Boyer vermass die Dopplerverschiebung von Spektrallinien und kam auf eine Rotationsperiode von 4 Tagen, die sich auch mit den Beobachtungen im UV deckte. Wie wir heute wissen bezieht sich aber dieser Wert auf die Atmosphäre und nicht die Oberfläche.
Am 14.121962 passierte die Raumsonde Mariner II die Venus und ihr Radiometer präzisierte die Werte über die Tenperatur. Die NASA veröffentlichte als Ergebnis, dass die Oberflächentemperatur 425°C betrugt und es nur geringe Temperaturvariationen gab. Auf einem Fleck war es nur 11 Grad kälter. Was dieser Fleck sein könnte, war offen. Russische Wissenschaftler vermuteten einen Berg, heute denken wir eher es ist das Hochland Ischtar Terra.
Mariner II konnte die Wolkenuntergrenze in 72 km Höhe ausmachen (93°C) und die Obergrenze bei 97 km und einer Temperatur von -55°C. Ein Magnetfeld wurde nicht festgestellt, keine Elektronen um den Planeten, auch keinen Strahlungsgürtel. Wasserdampf war in der Atmosphäre nicht nachweisbar, damit musste es weniger als ein Tausendestel der Wassermenge der irdischen Atmosphäre geben und der Bodendruck wurde auf 20 Bar angenommen.
1964 vermisst das Aercibo Radar die Venus und bestimmt die Dopplerverschiebung zurückgestreuter Strahlen. Damit wurde erstmals die Oberflächenrotation bestimmt: Die Venus dreht sich in 243 Tagen und zwar retrograd. (Gegen die Richtung in der alle anderen Planeten rotieren).
1967 passieren zwei Raumsonden die Venus. Venera 4 taucht in die Atmosphäre ein und bleibt bis zu einem Druck von über 20 bar aktiv, obwohl sie nur bis 7,2 bar Außendruck ausgelegt war. Trotzdem verstummt sie in knapp 25 km Höhe. Mariner 5 findet erstmals Wasserdampf in kleinen Mengen in der Atmosphäre und liefert nun ein genaueres Druck- und Temperaturprofil. Kohlendioxid sollte den Hauptbestandteil der Atmosphäre stellen (72 bis 87%), Die Temperatur am Boden konnte nicht genau bestimmt werden und je nach Art wie die Daten ausgewertet wurden kam man auf Temperaturen zwischen 267 und 540°C. Dafür wurde der Bodendruck mit 75 bis 100 Bar nun richtig eingeschätzt. Der Mariner 5 Vorbelfug wurde auch genutzt die astronomische Einheit auf 200 m genau und den Venusradius und die Masse zu bestimmen. Man erhielt 81,5% der Erdmasse und einen Radius von 6048 km. Vorher hatte man 6072 km angenommen, was die Sowjets, die Annahmen ihre Venera 4 wäre auf der Oberfläche aufgesetzt. Bei dem kleineren Radius musste sie aber in über 20 km Höhe ausgefallen sein.
1969 machten die Russen den nächsten versuch einer Landung auf der
Venus. Obwohl nun die verbesserten Daten von Mariner 5 vorlagen, waren die Sonden noch nicht für den Außendruck von 90 Bar der an der Oberfläche herrscht
ausgelegt. Venera 5-+6 waren druckfest bis zu einem Außendruck von 25 bis 30 bar. Venera 5+6 fielen in 12 bzw. 23 km Höhe aus. Die Daten beider Sonden
lieferten ein Druck- und Temperaturprofil, dass wenn man es bis zur Oberfläche extrapoliert die richtigen Daten für Druck und Temperatur lieferte: 500°C
und 100 bar Druck. Sie bestimmten auch noch genauer die Zusammensetzung der Atmosphäre.
Mit diesen Erkenntnissen wurde Venera 7 für einen Druck von 180 Bar und eine Außentemperatur von 530°C ausgelegt und mit einem Fallschirm dessen Leinen bei 200°C schmolzen sank sie auch schneller durch die über 70 km hohe Atmosphäre. Sie erreichte den Boden und funkte erstmals noch von der Oberfläche Daten zur Erde.
Daraufhin konnte man bei Venera 8 (1972) die Sonde optimieren, den Schutzschild wieder reduzieren und den Abstieg noch mehr beschleunigen, da nun klar war, dass die Venusatmosphäre in Bodennähe mehr einer Flüssigkeit als einem Gas ähnelt. Venera 8 machte beim Abstieg zahlreiche Messungen. Sie identifizierte mit einem Lichtmesser mehrere Wolkenschichten und stellte fest dass auch noch zur Oberfläche licht kommt und bestimmte beim Abstieg das Bodenprofile, das sich als sehr flach entpuppte. Sogar der Gehalt an Radiogenen Elementen in der Kruste wurde bestimmt und er entsprach dem von Granit. Damit konnte Russland an die Konstruktion einer neuen Generation von Raumsonden gehen die auch Bilder des Bodens aufnahmen, chemische Analysen und andere Oberflächenuntersuchungen, Diese Kapseln waren nun nicht mehr vorrangig für die Atmosphärenuntersuchung als vielmehr für einen extrem kurzen aber möglichst viele Erkenntnisse liefernden Oberflächenbetrieb.
Von 1975 bis 1982 landeten sechs dieser scheren Sonden auf der Venus. Venera 9+10 machten die ersten Aufnahmen von der Oberfläche eines anderen Planeten, die Wiederholung in Farbe scheiterte bei Venera 11+12 wegen eines Konstruktionsfehlers (die Kameradeckel schmolzen beim Abstieg) und gelang dann bei Venera 13+14. (Bild unten)
Mit den beiden Landern Vega 1+2 wurden 1985 dann nochmals zwei Sonden gestartet die zwar wie ihre Vorgänger überschwer waren, aber deren Fokus erneut wieder auf der Atmosphärenforschung beim Abstieg lag. Sie setzten auch jeweils zwei Ballone aus, die von Frankreich stammten und deren Drift in der Atmosphäre über zwei Tage beobachtet wurden.
Dazwischen lag die Mission von Venera 15+16. Sie waren die ersten
Raumsonden mit einem abbildenden Radar. Dazu kamen andere Fernerkundungsinstrumente wie ein von Frankreich stammendes Spektrometer. Beide Sonden machten
eine Radarkarte der nördlichen Halbkugel, bedingt dadurch, dass die Sonden sich auf elliptischen Bahnen um den Planeten befanden in denen sie sich bis
auf 65.000 km Entfernung von der Venus entfernten konnten sie nur die Hemisphäre gut abbilden über der der planetennächste Punkt lag. Die Aufnahmen
hatten eine Auflösung von 1-2 km. mehr als 10 mal besser als die von Pioneer Venus, aber doch bald von der Magellanmission in den Schatten gestellt. Auf
den aufnahmen konnte man erkennen, dass die Venusoberfläche sehr glatt war und auch kaum Einschlagskrater aufweist - Für Körper mit mehr als 1 km
Durchmesser ist die Venusatmosphäre genauso durchlässig wie die der Erde und es befanden sich erstaunlich wenige Krater auf der Venus.
Die USA sandten nur wenige Missionen zur Venus. 1974 passierte Mariner 10 den Planeten, allerdings nur um ihn als Sprungbrett zum Merkur zu nutzen. Sie machte zahlreiche Aufnahmen und fertigte Spektren an. Strömungen die der irdischen Hadley Strömung entsprechen konnten auf der Venus nachgewiesen werden. Seite Mariner 10 gilt die Venus als der Traumplanet aller Atmosphärenforscher. Alle Phänomene die man auf der Erde nur andeutungsweise angedeutet sieht, kann man auf der Venus in Reinform sehen wie atmosphärische Strömungen, Treibhauseffekt und Zerstörung der Ozonschicht oder der Einfluss von Aerosolen auf die Atmosphäre.
Dem folgten 1978 die Pioneer Venus Doppelmission. Pioneer Venus 1,
ein Orbiter untersuchte die Venusumgebung und die Atmosphäre und machte erstmals eine grobe Radarkarte der Oberfläche, aber nur mit 20 bis 100 km pro
Pixel. Es gab schon vorher genauere Aufnahmen von der Erde aus, aber sie waren auf eine Hemisphäre und den Äquator beschränkt. Pioneer Venus zeigte, dass
die Oberfläche sehr flach ist. Es gibt nur eine größere Landmasse die sich stark vom Profil abhebt. Die Schwestersonde Pioneer Venus 2 setzte vier
Atmosphärensonden aus, welche die russischen Messungen der zeitgleich gestarteten Venera 11+12 bestätigten.
Offen war auch lange Zeit, ob die Venus einen Mond hat. Immer wieder wurde einer vermeldet, konnte aber nie von anderen Beobachtern identifiziert werden. Selbst als Mariner 10, die erste Raumsonde mit einer Kamera an Bord (vorher hielt man dies wegen der strukturlosen Atmosphäre nicht für nötig) an der Venus vorbeiflog, war der Suche nach Monden noch ein Punkt auf dem Forschungsprogramm: mehrmals nahm die Raumsonde rund um den Planeten ganze Areale des Weltraums auf. Gefunden wurde kein Satellit.
Magellan fertigte dann von 1990 bis 1994 die bisher genauste Karte der Venus mit rund 250 m Auflösung mit einem Radargerät an. Die Venusoberfläche ist demnach jung, maximal 500 bis 800 Jahre alt. Es gibt Vulkane aber kaum Krater und keine tektonischen Brüche.
Seit 2005 umkreist Venus Express den Planeten. Er untersucht vor
allem die Atmosphäre und die Plasmaumgebung. Seine Daten, die mit denen von Pioneer Venus verglichen wurden zeigten, dass sich die Zusammensetzung der
Atmosphäre in den letzten 30 Jahren stark änderte. Das wird auf einen heute noch aktiven Vulkanismus zurückgeführt. Ein japanischer Orbiter Akatsuki, der
noch detaillierte Aufnahmen der Atmosphäre machen sollte, scheiterte 2011 beim Einschwenken in den Orbit. Eventuell wird er die Venus erst in einigen
Jahren erreichen.
Wenn man heute nach Orten im Sonnensystem sucht, wo es Leben geben könnte, dann sucht man sicher nicht auf der Venus danach. Die Temperaturen auf der Oberfläche sind so hoch, dass selbst einige Metalle schmelzen würden, der Druck ist so hoch wie im Meer in 900 m Tiefe und in höheren Wolkenschichten gibt es ätzende Minorbestandteile wie Schwefeldioxid und Flusssäure. (Nicht wie immer behauptet wird an der Oberfläche, was herunter regnet verdampft und dissoziiert längst bevor es den Boden erreicht). Doch während man heute Leben auf Mars und Europa vermutet und sich welches auf Titan in einer fernen Zukunft vorstellen kann (wenn sie Sonne zum roten Riesen wird, wird es auf Titan gemütlich warm und dort liegt alles was sich für eine ordentliche Ursuppe benötigt wird in rauen Mengen vor). so war es früher en Vogue über Leben auf der Venus zu spekulieren.
Dafür sprach, dass die Venus fast genauso groß ist wie die erde, fast
die gleiche Masse aufweist und so dieselbe Schwerkraft aufweist und auch eine ähnlich große Oberfläche. Die Wolken bildeten einen dichten Schleier, der
aber auch vor zu intensiver Sonneneinstrahlung schützt, sonst wäre es wegen des geringeren Abstandes zur Sonne zu heiß und wenn wie man lange annahm, die
Wolken aus Wasserdampf bestehen, so muss dort viel Wasser vorhanden sein und damit alle Grundvoraussetzungen für Leben.
In der Tat gab es die meisten Spekulationen über außerirdisches Leben auf der Venus. Noch in diesem Jahrhundert gab es Spielfilme wo Raumfahrer auf der Venus landeten und dort eine tropische, urweltliche Flora mit Dinosauriern vorfanden. Die Spekulationen sind aber viel älter. Die ersten Überlieferungen kamen von Bernard de Fontenelle, der 1686 ein Buch veröffentlichte über dem er über außerirdisches Leben sprach. Demnach sind die Venusbewohner kleine schwarze Männchen, vergleichbar den Mauren von Grenada, voller Feuer, bewandert in Poesie und Gesang und geistreich und amourös. Sie verfassen vor allem Gedichte in denen sie ihre Frauen rühmen.
Eine erstaunliche Beschreibung, die eigentlich nur durch die Bewohner des Merkurs übertroffen wird, die durch die Hitze völlig verrückt geworden sind. Fontenelles Schrift könnte man als Gegenentwurf zum geozentrischen Weltbild sehen - während die Kirche damals noch meinte nur auf der Erde gäbe es Leben und sie hätte eine herausragendes Stellung (auch in der Himmelsmechanik), postuliert Fontanelle praktisch überall Leben.
Camille Flammarion publizierte 1894 ein Buch "Popular
Astronomy", in dem er sich auch über die Venusbewohner ausließ. Etwa zu dieser Zeit kam auch ein Marsboom auf, ausgelöst durch die Entdeckung von Kanälen
auf dem Mars und ein Hobbyastronom Percival Lowell veröffentlichte zahlreiche Schriften über den Mars und die Marsianer. Damit schien auch höheres
(intelligentes) Leben auf der Venus wieder möglich. So spekulierte C.E Housden über die bekannten Tatsachen welche Einflüsse diese auf die Entwicklung
von Leben haben müssten. Die 225 Tagesrotation die man annahm hat z.B. zur Folge, dass sich Wasser auf der Nachtseite auskondensiert, dort Gletscher
wachsen, die dann irgendwann in die Region kommen, wo der Tag anbricht. Nur dort schmilz das Wasser (auf der Tagseite ist es dann wieder zu heiß für
größere Gewässer) und die Venusbewohner müssen dann ein Leitungsnetz bauen um das Wasser in die Regionen zu leiten in denen sie es brauchen. Er kam zu
dem Schluss, dass siw wohl Kanäle betrieben wie sie auch die Marianer in jeder Zeit noch hatten.
Selbst Svante Arrhenius lies sich über die Venus und ihr Klima aus. Er erkannte als erster den Treibhauseffekt und postulierte eine Venus die so aussieht, wie die Erde vor 300 Millionen Jahren im Karbon. Die Durchschnittstemperatur berechnet er zu 47°C, die Luftfeuchtigkeit sei sechsmal so groß wie bei der Erde. Bis in 5 km Höhe sei die Atmosphäre mit Wasserdampf gesättigt und alles wäre daher völlig nass und es würde viel regnen. Die Wolkengrenze würde in 10 km Höhe liegen und den Planeten vor direktem Sonnenlicht schützen. Nachschub bekämen die Wolken von der gesättigten Bodenschicht. Es gäbe eine rasche Rotation der oberen Wolkenschicht angetrieben durch die Temperaturunterschiede zwischen Tag und Nacht, aber keine Winde an der Oberfläche. Dagegen würde es viel regnen (übrigens violetter Regen) und alles würde sich achtmal schneller auf der Oberfläche zersetzen (was eine Vegetation impliziert).
Die Oberfläche sei mit Sümpfen überzogen,
vergleichbar denen auf der Erde nur 30° warmer. Durch die Hitze gäbe es eine viel Vegetation, aber nur primitive Formen, vor allem Pflanzen der
einfacheren Art, wahrscheinlich dachte er an Schachtelhalme oder andere Pflanzen wie wir sie aus dem Karbon kennen, ohne geschlechtliche Vermehrung und
ohne Blüten. Sie würden rasch zu Graphit und dann Kohle werden - hier dachte er nicht weiter, denn wenn dem so ist so müsste es bald keinen freien
Kohlenstoff mehr geben, da er dann vollständig fossil gebunden ist. An den Polen wo es 10 Grad kälter ist mögen sich höhere Formen von Leben gebildet
haben, die sich dann Richtung Äquator ausbreiten. Er prophezeit sogar für die Zukunft, wenn seiner Ansicht nach die Temperaturen sinken das Auftreten
noch höheren Lebens, ja vielleicht sogar intelligenten Lebens.
Noch 1955 schrieb der Russe Tikhow, dass seiner Ansicht nach das gelbe Licht darauf hindeutet dass die Venus belebt ist. Es würde von den Pflanzen stammen, die sich wegen der größeren Nähe zur Sonne mehr auf den energiereicheren gelben Spektralbereich konzentriert haben. Auch er vertrat die Meinung die Venus wäre wie die Erde vor 100 Millionen Jahren. Nun ja nun wissen wir immerhin woher die Spielfilmmacher die Ideen mit den Dinosauriern herhaben.
Im selben Jahr versuchte Sir Fred Hoyle eine Erklärung warum man keinen Wasserdampf in der Atmosphäre fand. Er postulierte wie andere, zumindest früher eine reiche Vegetation die viel Erdöl produzierte. Ohne Ozonschicht zersetzt die UV-Strahlung aber Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff. Der Wasserstoff ist zu leicht, das der kleine Planet ihn halten kann, er entweicht und der Sauerstoff verbindet sich mit dem Öl, er oxidiert es. Das ganze endet wenn entweder Wasser oder Öl aufgebraucht ist. Bei der Venus sei das erste der Fall. Immerhin liefert die Theorie eine erste Erklärung für eine reine Kohlendioxidatmosphäre. Er begründet auch die langsame Rotation mit dem Öl. Es gäbe ganze Ozeane davon und die Gezeitenreibung hätte die Venus auf die langsame Rotation abgebremst - was er übersah ist dass man für Gezeiten einen Mond benötigt und den hat die Venus nicht. Ohne Mond würde sich auch unsere Erde noch in 6 Stunden um die eigene Achse drehen
Sir Fred Whipple D.H. Menzel wiedersprachen dem und zogen die alten Messungen von Lyot heraus, der 1929 Wasser in der Atmosphäre nachweis. Demnach wäre die Venusoberfläche vollständig mit Wasser bedeckt, da man dann noch Kohlendioxid entdeckte mutierten die Ozeane zu einem riesigen 12000 km großen Sodawasserozean. H.C. Urey, der zur gleichen Zeit Experimente über die Bedingungen der frühen Erde machte, widersprach dem und schrieb, dass eine heutige Kohlendioxidatmosphäre nicht möglich sei, wenn es nennenswerte Mengen an Wasser geben würde.
Neuerdings gehen manche optimistischen Autoren
davon aus, dass vielleicht sich auf der Venus sich früher Leben als auf der Erde bilden konnte, weil sie sonnennäher war. es dann aber von der Oberfläche
flüchten musste und sich heute ind en Wolken wiederfindet. In der Mitte der Wolkenschicht gibt es in der Tat eine dünne Zone, die Temperaturen und Druck
wie auf der Erde aufweist. Doch fehlt auch dort Wasser und die Winde tragen die Lebewesen auch nach unten wo es sehr schnell sehr heiß wird und nach
oben, wo die UV-Strahlung alles abtötet.
Was gab es nun an Beweisen für Venusbewohner? Es gab nur einen, das war das immer wieder beobachtete "aschfarbene Licht", Es tauchte immer wieder auf. Es war ein fahles Leuchten des Hemisphäre die eigentlich dunkel sein musste. Es wurden viele Beobachtungen 1759 und 1806 gemacht, wobei dies einer Differenz von 47 Erd- oder 76 Venusjahren entspricht, was eventuell zu einer religiösen Zeremonie passte, die alle 75 Venusjahre abläuft oder eine Festbeleuchtung zur Einführung des neuen Venusmonarchen. Daraus wurde eine Lebenszeit von 130 Venusjahren (80 Erdjahre) für die Venusianer) abgeleitet und passt natürlich gut zu einer Regierungszeit von 76 Venusjahren. Andere Erklärungen sahen darin das Abbrennen riesiger Urwaldgebiete die es ja auf der Venus in Hülle und Fülle geben musste um mehr urbares Land zu gewinnen. Das aschgraue Licht ist Realität, es wurde auch beobachtet nachdem man wusste das die Venus biologisch tot ist und erfahrene Amateurbeobachter haben es bis heute immer wieder gesehen.
Eine weniger prosaische Erklärung ist die, dass das aschgraue Licht eine Ähnlichkeit zu unseren Polarlichtern darstellt, auch diese kann man aus dem All beobachten. Die Venus sollte je nach Autor bis zu fünfzigmal mehr geladene Teilchen erhalten. Nur entstehen unsere Polarlichter an den Polen, weil der Sonnenwind vom Magnetfeld umgelenkt wird und nur an den Polen auf die Atmosphäre trifft, er wird also quasi fokussiert. Ohne diese Fokussierung trifft er die ganze Venusatmosphäre und das ist dann zu weit verteilt um es noch wahrzunehmen.
Heute scheint die beste Erklärung zu sein dass es Blitze sind deren Leuchtschein wir wahrnehmen. Alternativ könnte, wenn die Venus vulkanisch aktiv ist es auch der Widerschein sehr großer Eruptionen sein, die zusätzlich auch noch Blitze auslösen können.
... ist man heute zwar viel schlauer, aber vieles ist noch immer rätselhaft. Während wir vom Mars inzwischen eine sehr gute Vorstellung seiner Frühgeschichte haben und auch aktuelle Ereignisse interpretieren können, ist noch nicht geklärt wie sich die Venus entwickelt und ob sie heute noch unter dem Wolkenmantel geologisch aktiv ist. Das einzige was feststeht ist das es einen sich verstärkenden Treibhauseffekt gab. Das bedeutet die Temperaturnzunahme führte zu weiterer Gasfreisetzung (z.B. Verdampfen von Wasser, Freisetzung aus Gestein) und das steigerte die Temperatur weiter doch wie dies genau verlief, ist noch ungeklärt. Jede Theorie muss erklären, warum es kein Wasser auf der Venus gibt und so viel Kohlendioxid. Das Kohlendioxid selbst ist noch am besten zu erklären. Wir gehen von unserem heutigen Kohlendioxidgehalt in unserer Atmosphäre aus, wo es einen Anteil von 0,03% ausmacht. Das sind rund 800 Gt (Gigatonnen). Doch das ist nur der Rest des Kohlenstoffs der auf der Erde zumeist in anderen Senken steckt: Vegetation und Boden enthalten 2200 GT, also die dreifache Menge und gelöst im Wasser stecken 38.000 Gt, rund die 50-fache Menge. Fossiler Kohlenstoff findet sich in Erdöl, Erdgas, Kohle und vor allem Ölschiefer. Das sind auf der Erde 15 Millionen GT. Dazu muss man dann auch einen Teil der Sedimente aus Kalkgesteinen zählen, die von Meeresorganismen gebildet wurden. Die Schwäbische Alb besteht praktisch nur aus Kalkgestein, das von Algen und Kalkskelettbildenden Organismen im Jura ausgefällt wurde. Auch die Kreidefelsen von Rügen und Dove sind so entstanden und nicht umsonst heißen zwei ganze Erdzeitalter nach solchen Stoffen. Selbst wenn man dies weglässt, würde der mit Sicherheit einmal von Biomasse aus der Atmosphäre gezogener Kohlenstoff über 15 Millionen Gigatonnen umfassen. Das reicht für reine Kohlendioxidatmosphäre von 6 Bar Druck, mit dem Kalkgesteinen sogar für 30 Bar. Da ist man in einer ähnlichen Dimension wie bei der Venus. Berücksichtigt man, das noch mehr Kalkgesteine und fossiler Kohlenstoff durch dei Plattentektonik wieder in den Erdmantel gelangte so ist wahrscheinlich, dass die gesamte Kohlendioxidmenge die über die Erdgeschichte sich einmal in der Atmosphäre bfeand auch bei der Menge der Venus liegt.
Problematischer ist es das fehlende Wasser zu erklären.
Die Erlklärung der Photodissoziation durch UV-Strahlung ist verführerisch, sie ignoriert aber weitgehend, dass auch die erde über vier Fünftel ihrer
Geschichte keine Ozonschicht hatte, Sie entstand erst als zwischen 1 Milliarden Jahren und 500 Millionen Jahren der Sauerstoff nicht mehr im Wasser
gelöst werden konnte und an die Atmosphäre abgegeben wurde. Solange brauchten Organismen, um eine für uns atembare Atmosphäre aufzubauen. Wäre der
Wasserverlust so hoch, dann hätte auch die Erde viel wasser verloren und das kann bei den derzeitigen Ozeanen nicht der Fall sein, denn sonst wären diese
nur der kümmerliche Rest der übrig blieb.
Eine Möglichkeit ist, dass die Venus durch ihre Sonnennähe weniger des leichten Wassers hatte. Wir wissen das im Urnebel sich eine Fragmentierung einstellte. Im inneren die schweren Elemente und außen die leichten. Jupiter bis Neptun bestehen vorwiegend aus Gasen und die Monde und Plutoide auch vorwiegend aus Eis, mit nur wenig Gestein und fast keine Metalle wie der Eisenkern der Erde.
Eine zweite Erklärungsmöglichkeiten haben sowjetische Wissenschaftler skizziert. Demnach hatte die Venus ursprünglich eine noch dichtere Atmosphäre aus Wasserdampf und Kohlendioxid mit einem Druck von 260 Bar. Sie bewirkte einen so großen Treibhauseffekt, dass die Oberfläche sich bei 800°C verflüssigte und das Wasser konnte bei diesen Temperaturen mit dem heraustretenden unedlen Metallen wie Eisen reagieren. Es oxidierte diese, dadurch wurde der Sauerstoff gebunden und der Wasserstoff konnte die Venus verlassen. Als das Wasser aufgebraucht war, fiel die Absorption des Wasserdampfes weg und die Temperaturen sanken wieder.
Derzeit sind aber auch dies nur Spekulationen. Genauso rätselhaft ist die junge Oberfläche, ob die Venus noch aktiv ist (die Konzentrationen von Spurengasen nahmen zwischen Pioneer Venus und Venus Express ab) und warum sie so langsam retrograd rotiert. Für letzteres spricht eine Kollision mit einem Himmelskörper kurz nach oder bei der Entstehung des Protoplaneten. Dabei könnte die Venus auch viele flüchtige Stoffe wie Wasser verloren haben. Doch gegen diese Theorie spricht, dass die Rotationsachse nur um 3 Grad zur Senkrechen geneigt ist. Diese ideale Ausrichtung wäre doch sonst ein sehr großer Zufall.
Artikel verfasst am 17.10.2012
Links:
Don P. Mitchell, Venera the sowjet Exploration of Venus, von dem auch die aufbereiteten Venerauafnahmen und die Karte von Ishtar Terra stammt
Lang Zeit gab es von mir nur ein Buch über Raumsonden: die beiden Mars-Raumsonden des Jahres 2011, Phobos Grunt und dem Mars Science Laboratory. Während die russische Raumsonde mittlerweile auf dem Grund des Pazifiks ruht, hat für Curiosity die Mission erst bekommen. Das Buch informiert über die Projektgeschichte, den technischen Aufbau der Sonden und ihrer Experimente, die geplante Mission und Zielsetzungen. Die Mission von Curiosity ist bis nach der Landung (Sol 10) dokumentiert. Einsteiger profitieren von Kapiteln, welche die bisherige Marsforschung skizzieren, die Funktionsweise der Instrumente erklären aber auch die Frage erläutern wie wahrscheinlich Leben auf dem Mars ist.
2018 wurde dies durch zwei Lexika, im Stille der schon existierenden Bücher über Trägerraketen ergänzt. Jedes Raumsonden Programm wird auf durchschnittlich sechs bis acht Seiten vorgestellt, ergänzt durch eine Tabelle mit den wichtigsten zeitlichen und technischen Daten und Fotos der Raumsonde, bzw., Fotos die sie aufgenommen hat. Ich habe weil es in einen band nicht rein geht eine Trennung im Jahr 1990 gemacht. Alle Programme vorher gibt es in Band 1. Die folgenden ab 1990 gestarteten dann in Band 2. In Band 2 ist ein Raumsonden Programm meist eine Einzelsonde (Ausnahme MER). In Band 1 dagegen ein Vorhaben das damals zumeist aus Doppelstarts bestand, oft auch mehr wie z.B. neun Ranger oder sieben Surveyor. Beide Bänder sind etwa 400 Seiten stark. In Band 1 gibt es noch eine gemeinsame Einführung für beide Bände über Himmelsmechanik und Technik der Instrumente. Beide Bände haben einen Anhang mit Startlisten, Kosten von Raumsonden und Erfolgsstatistiken. Band 2 hatte Redaktionsschluss im Januar 2018 und enthält die für 2018 geplanten Missionen über die es genügend Daten gab.
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