Die Erforschung der Venus und die Spekulationen über Leben – 2

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.