{"id":7198,"date":"2012-11-03T00:22:44","date_gmt":"2012-11-02T23:22:44","guid":{"rendered":"http:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/?p=7198"},"modified":"2012-10-17T12:26:29","modified_gmt":"2012-10-17T10:26:29","slug":"die-erforschung-der-venus-und-die-spekulationen-uber-leben-1","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/2012\/11\/03\/die-erforschung-der-venus-und-die-spekulationen-uber-leben-1\/","title":{"rendered":"Die Erforschung der Venus und die Spekulationen &uuml;ber Leben &#8211; 1"},"content":{"rendered":"<p>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 Qualit&auml;t und die NASA schickt seit 1997 regelm&auml;&szlig;ig Raumsonden zum Mars, derzeit unter dem langfristigen Ziel &#8222;Search for life&#8220;, auch wenn kein bisher gestartetes Gef&auml;hrt zu einem direkten Nachweis f&auml;hig w&auml;re.<br \/>\n<!--more--><\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignleft\" src=\"\/img\/mve_008143.png\" alt=\"Venus im UV\" width=\"832\" height=\"700\" align=\"left\" \/><\/p>\n<p>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 f&uuml;r die Erforschung mit Raumsonden unattraktiv.<\/p>\n<p>Im allgemeinen f&auml;ngt man mit der Planetenforschung immer bei den Babyloniern an, welche die Planeten beobachteten um astrologische Vorhersagen zu machen und tastet sich &uuml;ber 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.<\/p>\n<h2>Die Beobachtung durchs Teleskop<\/h2>\n<p>Die ersten Erkenntnisse &uuml;ber die Venus gab es schon von Galileo Galilei. Er sah durch sein primitives Fernrohr, das wir heute (von der optischen G&uuml;te her) eher als Feldstecher bezeichnen w&uuml;rden die Phasen der Venus. Da die Venus sich innerhalb der Erdbahn befindet durchl&auml;uft sie Phasen wie der Mond, wobei sie aber durch die unterschiedliche Entfernung zur Erde immer gr&ouml;&szlig;er wird, je st&auml;rker sie sich &#8222;Neuvenus&#8220; n&auml;hert. Die &#8222;Vollvenus&#8220; k&ouml;nnen wir nicht beobachten, da sie dann hinter der Sonne steht. Diese Phasen waren ein wesentlicher Bestandteil der Fakten, die dazu f&uuml;hrten, dass er sich f&uuml;r das heliozentrische Weltbild einsetzte, da sie nicht mit dem geozentrischen Weltbild erkl&auml;rbar waren.<\/p>\n<p>Doch danach h&ouml;rte es auch schon auf mit den Erkenntnissen. Bei anderen Planeten f&uuml;hrten bessere Teleskope zu mehr Details auf der Oberfl&auml;che, mit dem Ver&auml;ndern dieser konnte man die Rotationsdauer und die Lage der Achse zur Bahnebene feststellen und man konnte Ver&auml;nderungen beobachten. Bei den Gasplaneten sowieso, aber auch Mars zeigte jahreszeitliches Anwachsen und Abschmelzen von Polkappen. Die Venus pr&auml;sentierte sich dagegen den meisten Beobachtern als uniforme weise Kugel. Immer wieder wurde &uuml;ber 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, dar&uuml;ber gab es Spekulationen. Einige meinten vulkanische Asche die kurzzeitig an dieser Stelle die Atmosph&auml;re verdunkelte, andere wollten Wolkenl&uuml;cken darin gesehen haben. Doch da es keine zwei identischen Zeichnungen gab schied dies eigentlich aus. So teilten die meisten Beobachter die (richtige) Ansicht, es w&auml;ren nur Wolkenstrukturen.<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignright\" src=\"\/img\/messenger-venus.jpeg\" alt=\"Venus im sichtbaren Licht\" width=\"512\" height=\"512\" align=\"right\" \/>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, w&auml;hrend der Mars z.B. im roten alle Oberfl&auml;chendetails zeigt. H. Ross machte erstmals Aufnahmen im Ultravioletten. Sofort war eine Y-f&ouml;rmige 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 sp&auml;ter auf 24 Tage. Royer und Guerin kamen sp&auml;ter auf den richtigen Wert durch Beobachtung der Y-Struktur von 4 Tagen.<\/p>\n<p>Das Bild oben links ist eine kontrastverst&auml;rkte Mariner-10 Aufnahme mit einem UV-Filter gewonnen. Sie ist schon sch&auml;rfer und zeigt mehr Details als jede erdgebundene Beobachtung. Im sichtbaren Licht sieht der Planet absolut unspektakul&auml;r aus, er ist praktisch eine weissget&ouml;nte Kugel. Dies zeigt die untere Aufnahme die von der Raumsonde Messenger gewonnen wurde diesmal nicht im UV-Licht, sondern im sichtbaren Wellenbereich.<\/p>\n<p>Der Mangel an Details f&uuml;hrte dazu, dass &uuml;ber die Jahrhunderte es erheblichen Streit um grundlegende physikalische Parameter gab. Das das uniforme Aussehen auf Wolken zur&uuml;ckf&uuml;hren waren, stand ab 1761 fest. Damals fand einer der seltenen Venusdurchg&auml;nge an und wenn die Venus die Sonne passiert, sieht man kurz einen Ring um die Venus und in Andeutung auch beim Durchgang &uuml;ber die Oberfl&auml;che. Allerdings wurde diese Beobachtung von Lomonossov nicht allgemein bekannt. Das galt auch f&uuml;r die zweite Beobachtung 1769 durch Ritterhouse, die erst 100 Jahre sp&auml;ter publiziert wurden. Sp&auml;ter 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 vergr&ouml;&szlig;erte so stark, das die Atmosph&auml;re auch ohne den Kontrast zur Sonnenscheibe sichtbar war, zudem bewirkt sie bei einer sehr schmalen Sichel, dass der Bogen &uuml;ber den Pol hinausreicht. Dieses Ph&auml;nomen kennt man in j&uuml;ngster Zeit noch besser vom Saturnmond Titan. 1792 beschrieb dieses Ph&auml;nomen bei der Venus erstmals Johannes H. Schr&ouml;ter.<\/p>\n<p>Der Sonnenvor&uuml;bergang 1769 war aber aus anderer Sicht bedeutsam und das erkl&auml;rt warum die Beobachter keinen Lichtbogen sahen &#8211; sie waren mit anderen Dingen besch&auml;ftigt. 1769 waren &uuml;berall 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 hei&szlig;t es wieder &uuml;ber 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 S&uuml;dseeinseln und im brasilianischen Urwald. Sie hatten nur eines im Sinn, den genauen Zeitpunkt festzustellen, wenn die Venus den Sonnenrand ber&uuml;hrt und sie wieder verl&auml;sst. Bedingt durch die geographische Distanz zwischen den Beobachtern sehen sie die Venus aus zwei Blickwinkeln, Das dr&uuml;ckt 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 Ma&szlig;stab 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 Atmosph&auml;re betr&auml;gt 12.240 km. (Wurm konnte wegen der Atmosph&auml;re ja nie den Durchmesser des Planeten selbst bestimmen).<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignleft\" src=\"\/img\/venus-transit.jpg\" alt=\"Venustransit 2012\" width=\"480\" height=\"360\" align=\"left\" \/>Mangels optischer Merkmale auf der Oberfl&auml;che kamen Beobachter auf verschiedene Ergebnisse f&uuml;r die Umlaufszeit und Neigung der Rotationsachse. Es werden dann optische Effekte wie unterschiedliche Helligkeiten durch den Dopplereffekt oder die Aufhellung in der Mitte f&uuml;r Oberfl&auml;chenmerkmale 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 w&auml;ren. Der Wert wurde von Johannes Schroeter 1793 auf 23 Stunden 21 Minuten und 19 Sekunden korrigiert.<\/p>\n<p>Schiaparelli der schon als Marsbeobachter sich einen Namen gemacht hatte, schaute sich 1891 alle bisherigen Beobachtungen genauestens an und verwarf sie schlie&szlig;lich als optische T&auml;uschungen. Seiner Ansicht nach musste die Venus genauso schnell rotieren, wie sie die Sonne umkreist, also einmal in 224 Tagen, das hei&szlig;t sie weist eine gebundene Rotation auf, weist eine Seite also immer der Sonne zu, w&auml;hrend die andere dauernd Nacht hat. Diese Ansicht rief sofort Widerspruch hervor. Wenn dem so w&auml;re, dann m&uuml;sste auf der k&uuml;hlen Nachtseite die Wolken abk&uuml;hlen, ausregnen und es g&auml;be eine L&uuml;cke wo man die Oberfl&auml;che sehen k&ouml;nnte. Damals nahm man noch an, die Wolken bestehen aus Wasserdampf. Niesten, einer der Gegner fand bei seinen Beobachtungen den Wert von Schroeter best&auml;tigt. Die Diskussion ging noch weiter und bis kurz vor den ersten Raumsonden gab es zwei Fraktionen die einen waren f&uuml;r eine gebundene Rotation, die meisten anderen sahen eine Rotationsdauer etwas k&uuml;rzer als die irdische (meist um die 23 Stunden). Beide Werte sind falsch. Die Oberfl&auml;che rotiert in 243 Tagen, aber die Wolken in 4 Tagen.<\/p>\n<p>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 sp&auml;ter auf 53 Grad, Schiaparelli nahm eine fast senkrechte Achse an, und Pickering fand 1905 eine Achsenneigung von 5 Grad, w&auml;hrend Otto Schirdewahn 1950 genau das Gegenteil, eine Rotation in der Bahnebene annahm.<\/p>\n<p>Die meisten Ver&ouml;ffentlichungen zwischen 1934 lagen zwischen 60 und 80 Grad, aber die letzte von Kuiper wieder bei 32 \u00b1\u00a0 2 Grad. Der Grund ist relativ einfach: ohne tats&auml;chlich beobachtbare Elemente spielten optische T&auml;uschungen eine Rolle und so konnte man praktisch jeden Wert bekommen. 1897 machte der M&uuml;nchner 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 Oberfl&auml;chenmerkmale erkannten, obwohl keine vorhanden waren.<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignright\" src=\"\/img\/y-strcuturvenus-.jpg\" alt=\"Y-Merkmal in der Atmosph&auml;re\" width=\"572\" height=\"426\" align=\"right\" \/>Immerhin, das war Ende des 19-ten Jahrhunderts klar, ist die Venus v&ouml;llig in Wolken geh&uuml;llt. Wie es darunter auss&auml;he, dar&uuml;ber gab es unterschiedliche Ansichten. Was niemand in Frage stellte war, dass die Wolken wie irdische Wolken aus Wasserdampf bestehen. Die Venus ist n&auml;her an der Sonne, 70% des Erdabstandes f&uuml;hren dazu, dass sie fast die doppelte Sonneneinstrahlung erh&auml;lt. So verdampft viel Wasser, was die global abdeckenden Wolken erkl&auml;rt. Diese wurden sogar als positiv gesehen, denn schon ohne Treibhauseffekt m&uuml;sste es auf der Venus im Mittel 38\u00b0C warm sein. Mit Treibhauseffekt noch deutlich w&auml;rmer, sicher &uuml;ber 50\u00b0C. Die Wolken strahlen einen Gro&szlig;teil der Strahlung wieder ins Alls zur&uuml;ck und begrenzen so die Aufheizung des Planeten. Die Venus hat eine Albedo von 65%, das ist mehr als die Erde (37%)\u00a0 und erheblich mehr als der Mond, der nur 7% aufweist.<\/p>\n<p>Es gab nun zwei Schulen wie es unter den Wolken auss&auml;he. Die eine vertrat die Meinung die gesamte Oberfl&auml;che w&auml;re von Ozeanen bedeckt, allenfalls g&auml;be es einige kleine Inseln, aber keine Kontinente.<\/p>\n<p>Die zweite Schule vertrat die Meinung es g&auml;be gar keine Ozeane, nur festes Land, das jedoch extrem feucht sein musste, so wie S&uuml;mpfe auf der Erde. Parallelen zum Zeitalter des Karbons wurden gezogen, als auch die Erde weitgehend von S&uuml;mpfen bedeckt waren und sich unsere Kohle bildete. Aber auch zum irischen Regenwald der oft in Wolken geh&uuml;llt ist.<\/p>\n<p>Was beide Schulen ausschlossen, war eine Oberfl&auml;che wie wir sie haben. Gr&ouml;&szlig;ere Kontinente w&uuml;rden nicht Nachschub f&uuml;r die Wolken liefern. Sie m&uuml;ssten dort ausregnen oder zumindest L&uuml;cken aufweisen, eventuell auch an Gebirgen h&auml;ngen bleiben. Da es keine L&uuml;cken gab musste die gesamte Oberfl&auml;che Wasser verdunsten &#8211; entweder als Ozean oder als Sumpf. Zwischen 1880 und 1920 bekriegten sich die beiden Schulen. Bald b&uuml;rgerte sich f&uuml;r die Ozean-Variante die Bezeichnung &#8222;realistisch&#8220; und f&uuml;r die S&uuml;mpfe\u00a0 die Bezeichnung &#8222;romantisch&#8220; ein.<\/p>\n<p>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 w&uuml;rde die Oberfl&auml;chentemperatur &uuml;ber dem Siedepunkt von Wasser liegen und das gesamte Wasser w&uuml;rde in den Wolken vorliegen. Auf der Oberfl&auml;che w&auml;re es staubtrocken und extrem hei&szlig;. Weiterhin konnte man durch die Spektralverschiebung bei einer schnell rotierenden Atmosph&auml;re die Rotationsdauer feststellen. Doch da man keine Verschiebung feststellte musste die Atmosph&auml;re mehr als einen Tag zur Rotation brauchen.<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"\/img\/venus-map1.jpg\" alt=\"H&ouml;henkarte der Venus\" width=\"800\" height=\"400\" align=\"left\" \/>Bis 1935 hatte man die Vorstellung, die Venusatmosph&auml;re w&auml;re &auml;hnlich wie die Erde zusammengesetzt. Es gab auch andere Erkl&auml;rungsversuche f&uuml;r die Wolken wie eine Staubschicht in mittlerer H&ouml;he. Andere vertraten die Ansicht die Wolken bestanden aus Salzkristallen. 1927 meinte E.E. Ross die Wolken w&uuml;rden 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 w&uuml;rde Formaldehyd mit Wasser unter UV-Strahlung zu einem Polymer reagieren.<\/p>\n<p>1929 meinte Bernard Lyot dagegen, dass er in dem Reflexionsspektrum der Wolken nur Wasser sehen k&ouml;nnte, 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 f&uuml;r die beleuchteten Wolken und -38 Grad f&uuml;r die unbeleuchteten. Dies war jedoch die Temperatur an der Wolkenobergrenze, nicht die der Oberfl&auml;che.<\/p>\n<p>Weitere Entdeckungen gab es mit der Radioastronomie. Zuerst gab es 1956 eine erste Messung der Oberfl&auml;chentemperatur. Es wurden Radiowellen mit einer Wellenl&auml;nge von 3,15 cm (10 GHZ) empfangen, f&uuml;r eine Abstrahlung in dem beobachteten Ma&szlig;e musste die Oberfl&auml;che 300\u00b0C hei&szlig; sein. Schon 1942 hatte Rupert Wildt aufgrund des Treibhaus Effektes extrem hohe Bodentemperaturen postuliert.<\/p>\n<p>1957 kam wieder Bewegung in die Atmosph&auml;renforschung. 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 Atmosph&auml;re und nicht die Oberfl&auml;che.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Heute richtet sich das Hauptaugenmerk auf die Erforschung des Mars. 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