Reise durchs Sonnensystem Sie verlassen jetzt die Erde
"Das Sonnensystem ist ein unbedeutender Staubhaufen. Aber zufällig ist es der Ort, an dem wir leben." (Gene Shoemaker)
Viereinhalb Milliarden Jahre ist unser Sonnensystem alt. Nur langsam bekommt die Wissenschaft Einblick in die unendlichen Weiten. Gerade hat die Nasa-Sonde "New Horizons" den Pluto besucht. Erstmals weiß die Menschheit nun, 85 Jahre nach seiner Entdeckung, wie es dort aussieht. Bis zum Pluto und weiter führt Sie diese Tour durchs Sonnensystem.
Los geht's an der Sonne. Hier sind 99,8 Prozent der Gesamtmasse unseres Sonnensystems versammelt. Die Gravitationswirkung der Sonne hat dafür gesorgt, dass die Planeten - inklusive unserer Erde - entstehen konnten.
Nach den Maßstäben der Milchstraße ist die Sonne ein ganz normaler Durchschnittsstern. An der Oberfläche rund 5000, im Inneren bis zu 15 Millionen Grad Celsius heiß bezieht die Sonne ihre Energie aus dem Prozess der Kernfusion. Wasserstoffatome verschmelzen zu Helium und heizen so das solare Feuer an.
Die gute Nachricht: Das geht noch rund fünf bis sechs Milliarden Jahre so. Die schlechte Nachricht: Nach Ende dieses Zeitraums dehnt sich die Sonne womöglich soweit aus, dass sie die Erde verschluckt.
Vom heißesten Ort des Sonnensystems geht es ins Kühle. Erste Station ist ein Planet der Extreme.
Der Merkur hat mit Werten von minus 180 bis plus 430 Grad Celsius die größten Temperaturschwankungen aller Planeten - weil er so nah an der Sonne liegt. Deswegen wird es auf der Seite heiß, die ihr gerade zugewandt ist, die andere kühlt aus. Haben Sie beim Packen an Ihren Thermoanzug gedacht? Jetzt könnten Sie ihn gut gebrauchen...
Die Oberfläche mit ihren vielen Kratern erinnert an die des Erdmondes. In Kratern an den Polen gibt es tonnenweise Wassereis.
Weil er so nahe an der Sonne liegt, ist der Merkur bisher vergleichsweise selten mit Sonden besucht worden. In den Jahren 1974 und 1975 flog die US-Sonde "Mariner 10" dreimal an dem Planeten vorbei und näherte sich ihm sogar einmal bis auf rund 320 Kilometer. Die erste Sonde im Orbit war dann "Messenger" - im März 2011. Im April 2015 wurde sie gezielt auf dem Merkur zum Absturz gebracht.
Vom Merkur geht es weiter zu unserem kosmischen Nachbarn, einer Schönheit, die es in sich hat.
Nach dem Mond ist die Venus das hellste Objekt am irdischen Nachthimmel. Was die Größe angeht, ist die Venus der Erde ähnlich. Doch sonst ist es mit den Gemeinsamkeiten nicht so weit her - es ist sehr ungemütlich.
Die dichte Venusatmosphäre besteht zu 96 Prozent aus Kohlendioxid, der Druck ist 90-mal so hoch wie an der Erdoberfläche. Nur wer zufälligerweise eine Taucherglocke im Gepäck hat, reist hier entspannt. Und das Equipment muss so einiges abkönnen. Auf der Venus liegt die mittlere Temperatur am Boden bei 462 Grad. Metalle wie Blei sind bei diesen Temperaturen flüssig. Auch Regen aus Schwefelsäure und Vulkanismus machen die Venus unbehaglich.
Der erste erfolgreiche Vorbeiflug an der Venus gelang der US-Sonde "Mariner 2" im Dezember 1962, in 35.000 Kilometer Höhe. Die erste harte Landung schafften die Sowjets mit "Venera 3" im März 1966, allerdings ohne dass dabei Daten gesammelt und zur Erde geschickt werden konnten. Das klappte mit "Venera 7" im August 1970 - für immerhin 23 Minuten. Sie erinnern sich, die Hitze... Also vielleicht doch besser Abstand halten: Die europäische Sonde "Venus Express" schickt seit April 2006 Daten aus dem Orbit um den Planeten.
Auf dem Weg Richtung Erde ziehen Asteroiden des sogenannten Aten-Typs ihre Bahnen, mehr als 900 davon sind bekannt. Manche von ihnen könnten im Prinzip auch die Erdbahn kreuzen - und damit zur Gefahr für die Erde werden. Aktuell ist kein Exemplar bekannt, das vorhersehbar auf Crashkurs wäre.
Im Video: Astronaut Thomas Reiter blickt auf die Erde
Aus dem All lässt sich die Erde am besten durch ihre blaue Farbe erkennen. Rund 70 Prozent ihrer Oberfläche sind von Meeren bedeckt. Die sind im Schnitt 3500 Meter tief und an vielen Stellen ähnlich wenig erkundet wie der Weltraum.
Was die Landfläche angeht: Ihren Heimatplaneten kennen die Menschen natürlich exzellent. Das betrifft die 7,2 Milliarden, die ihre Welt jeden Tag am Boden erkunden, die drei bis sechs Bewohner der Internationalen Raumstation - und zahllose Erdbeobachtungssatelliten, die alle Lebenszeichen ständig im Blick haben.
Bevor es von der Erde zum nächsten Planeten geht, gibt es einen kleinen Abstecher zu unserem Nachbarn.
Im Video: Thomas Reiters Blick nach oben
Der Mond ist der einzige fremde Himmelskörper, auf dem Menschen bisher unterwegs waren. Und die meisten sehen ihn gelegentlich. Wenn sie nachts mal nach oben schauen. Auffällig sind die Krater, die seine Oberfläche prägen. Der größte von ihnen, er liegt am Südpol des Mondes, ist von der Erde aus nicht zu sehen.
Die erste Sonde, die am Mond vorbeiflog, war die sowjetische "Lunik 1" im Januar 1959. Der Nachfolger "Lunik 2" schaffte noch im selben Jahr eine - harte - Landung. Die erste weiche Landung gelang den Sowjets mit der Sonde "Luna 9" im Februar 1966.
Gute drei Jahre später, im Juli 1969, landeten mit der Nasa-Mission "Apollo 11" erstmals zwei Menschen auf dem Mond. Insgesamt haben zwölf Menschen - alles Männer, alles Amerikaner - den Mond betreten. Doch das ist mehr als 40 Jahre her. Esa-Chef Johann-Dietrich Wörner wirbt derzeit für eine internationale bemannte Mondbasis. Mal sehen, was daraus wird.
"Erzählen Sie mir nicht, dass die Menschheit dort nicht hingehört. Die Menschheit gehört dorthin, wo immer sie auch hingehen will. Und wenn sie erst einmal dort ist, wird sie viel erreichen." (Wernher von Braun)
Klopfen Sie sich jetzt den grauen Mondstaub aus dem Raumanzug. Der Weg zur nächsten Reinigung ist weit. Sehr weit.
Auf dem Weg zum Mars geht der Flug vorbei an Asteroiden des sogenannten Apollo-Typs, mehr als 7000 davon sind bekannt. Einige von ihnen könnten die Erdbahn kreuzen. Aber von einem drohenden Zusammenstoß ist einstweilen nichts bekannt. Fliegen wir also weiter, es gibt hier nichts zu sehen.
Im Video: Wann besuchen Menschen den Mars?
Der Mars ist nach dem Merkur der zweitkleinste Planet des Sonnensystems. Weil seine Oberfläche zu guten Teilen mit staubigem Eisenoxid bedeckt ist, kennt man ihn als den Roten Planeten. Seine Atmosphäre ist sehr dünn - Stürme gibt es trotzdem. Außerdem ist es recht frisch: Die Temperaturen schwanken je nach Ort und Zeit zwischen minus 153 und plus 20 Grad Celsius. Heute erscheint der Mars kalt und wüst, doch früher kam er deutlich netter daher, es gab sogar flüssiges Wasser.
Die Gravitation auf dem Mars ist rund zwei Drittel niedriger als auf der Erde. Trotz Ihres klobigen Raumanzugs könnten Sie hier also dreimal so hoch springen wie auf der Erde. Wenn das Ihr alter Sportlehrer sehen könnte!
Auf dem Mars gibt es mit Olympus Mons den höchsten Vulkan des Sonnensystems, der Schildvulkan ragt rund 25 Kilometer über seine Umgebung hinaus, ist also fast dreimal höher als der Mount Everest auf der Erde. Außerdem tun sich auf dem Roten Planeten die tiefsten Schluchten des Sonnensystems auf, im Valles Marineris geht es bis zu sieben Kilometern steil nach unten.
Der Mars ist ein beliebtes Ziel für Forschungssonden von der Erde. Der erste Vorbeiflug gelang der Sowjetunion im Juni 1963 mit "Mars 1". Die US-Sonde "Mariner 4" lieferte im Juli 1965 erste Bilder aus knapp 10.000 Kilometer Entfernung. Die Sowjets konnten sich mit "Mars 3" im Dezember 1971 über die erste erfolgreiche Landung freuen. Die Europäer landeten im Dezember 2003 hart auf dem Mars mit "Beagle 2", "Mars Express" ist seit Dezember 2003 im Orbit, zusammen mit vier anderen aktiven Sonden.
Auf dem Mars fahren außerdem die Nasa-Roboterautos "Opportunity" und "Curiosity". Die Nasa verfolgt offiziell den Plan einer bemannten Mars-Landung, irgendwann nach 2030. Auch der deutsche Astronaut Alexander Gerst hätte nach eigenem Bekunden nichts gegen eine Reise zum Mars.
"Das Weltall ist groß.., besonders oben!" (Wilhelm Busch)
Auf dem Weg zum Rande des Sonnensystems kreuzt die Route nun den Asteroidengürtel. Hier gibt es eine halbe Million bekannte Asteroiden - und ständig werden es mehr. Diese Brocken verschiedenster Größe sind Überbleibsel aus der Kinderzeit des Sonnensystems. Der schnell wachsende Jupiter sorgte einst dafür, dass sie sich nicht zu einem Planeten zusammenfinden konnten. Auch deswegen sind sie für Forscher so interessant. Als eine Art kosmischer Zeitkapsel.
Immer wieder kollidieren Asteroiden untereinander oder - wenn sie aus der Bahn geworfen werden - auch mit anderen Planeten. Auf der Erde hat es bereits solche Einschläge gegeben, teils mit dramatischen Folgen. In der nahen Zukunft müssen wir uns keine Sorgen über einen Astroiden auf Kollisionskurs mit der Erde machen - doch früher oder später wird das wieder passieren. Und bislang sind wir darauf schlecht vorbereitet. Die Nasa denkt über eine bemannte Asteroidenmission nach. Denkt nach, wie gesagt.
Draußen im Asteroidengürtel zieht auch ein ganz besonderer Zwergplanet seine Bahn.
Besonders faszinierend an dem Zwergplaneten Ceres sind die weißen Flecken, zu deren Herkunft es noch immer keine abschließende Erklärung gibt.
Die Nasa-Sonde "Dawn" soll Ceres seine Geheimnisse entlocken. Sie umkreist ihn seit März 2015 - und hat Unmengen an Fotos geschickt.
Die Esa-Sonde "Rosetta" dreht seit August 2014 ihre Runden um den Kometen 67 P/Tschurjumow-Gerassimenko. Wie die Asteroiden stammen auch die Kometen aus der Frühzeit des Sonnensystems. Der liebevoll Tschuri genannte Himmelskörper, den "Rosetta" und der kleine Landeroboter "Philae" untersuchen, ist nur eines von 4000 bekannten Exemplaren. Doch noch nie hat die Menschheit so viel über einen Körper dieser Art erfahren.
Nun beginnt die Region der sogenannten Gasplaneten. Der größte unter ihnen ist die nächste Station.
Der Jupiter ist die Wuchtbrumme des Sonnensystems - größer und massereicher als alle seine Verwandten: Immerhin entfallen auf ihn 70 Prozent der gesamten Planetenmasse.
Vermutlich hat er einen festen Kern. Gigantisch sind die Gasschichten, vor allem aus Wasserstoff und Helium, die ihn umgeben. In ihnen toben unvorstellbar mächtige Stürme. Sie sorgen auch für die Streifen. Bekannt ist auch der Große Rote Fleck, ein Sturmsystem, das größer als unsere Erde ist.
Ende 1973 flog mit "Pioneer 10" von der Nasa erstmals eine Sonde am Jupiter vorbei und funkte aus 130.000 Kilometer Höhe Daten zur Erde. Die Nasa-Sonde "Galileo" ließ im Dezember 1995 eine Tochtersonde in die Jupiter-Atmosphäre absinken, im Jahr 2003 verglühte sie dann dort. Gerade ist die Nasa-Sonde "Juno" zum Jupiter unterwegs. Sie soll in knapp einem Jahr ankommen.
Neben dem Planeten selbst sind auch seine mindestens 50 Monde interessant - mehr hat kein anderer Planet. So soll es zum Beispiel auf dem riesigen Ganymed - er ist größer als der Merkur - einen Wasserozean unter dickem Eis geben.
Auch der fliegende Schneeball Europa fasziniert Forscher. Womöglich, so spekulieren sie, gibt es hier gar einfache Lebensformen. Die Bedingungen dafür sind nicht ganz schlecht. Immer wieder ist deswegen über eine Europa-Landemission gesprochen worden. Die Esa will 2022 die Sonde "Juice" starten, die zumindest mal an dem Jupitermond vorbeifliegen soll.
Können wir das Universum wirklich kennen? Es ist doch schon schwierig genug, sich in Chinatown zurechtzufinden. (Woody Allen)
Der nächste Gasriese ist der Saturn. Der zweitgrößte Planet ist vor allem für seine Ringe bekannt, die aus Wassereis und Steinbrocken bestehen. Was vermutlich nicht jeder weiß: Es gibt mehr als 100.000 einzelne Ringe, zum Teil mit einem Durchmesser von fast einer Million Kilometern.
Ähnlich wie auf dem Jupiter toben auch auf dem Saturn so riesige Stürme, dass deren Dimensionen nur schwer vorstellbar sind. Monatelang wirbeln sie durch die Atmosphäre und lassen gigantische Blitze zucken, 10.000-mal so stark wie auf der Erde. Und ähnlich wie der Jupiter hat wohl auch der Saturn einen festen Kern.
Wie der Saturn aus der Nähe aussieht, weiß die Menschheit seit September 1979, der erste Vorbeiflug in 22.000 Kilometer Abstand gelang den Amerikanern mit "Pioneer 11". Seit Juli 2004 kreist die Sonde "Cassini" um den Saturn. Sie liefert bis heute Daten.
Interessant für die Forscher sind auch die Saturnmonde. Der größte von ihnen, Titan, hat - wie der Jupitermond Ganymed - einen größeren Durchmesser als der Merkur. Auf dessen Oberfläche, normalerweise verborgen unter einer dicken Atmosphäre, hat der Esa-Lander "Huygens" im Januar 2005 immerhin 70 Minuten lang Daten sammeln können. Hier gibt es auch riesige Ozeane aus Kohlenwasserstoffen. Eine faszinierende und zugleich ungemütliche Welt.
Nächster Stopp ist der Uranus, ebenfalls ein Gasplanet. Er schimmert blaugrün - weil Methangas in seiner Atmosphäre einen Teil des einströmenden Sonnenlichts schluckt. Der reflektierte Rest sorgt für den charakteristischen Farbton.
Den kleinen Kern unter der Atmosphäre hat noch niemand gesehen. Der Gasplanet verfügt über eine besondere Rotationsachse. An einer Stelle seiner Bahn wälzt er sich sozusagen voran. Wahrscheinlich ist eine Kollision vor langer Zeit daran schuld. Im übrigen ist es ziemlich frostig hier - also schnell weiter!
Bisher ist nur die US-Sonde "Voyager 2" am Uranus vorbeigeflogen - und hat sich dem Planeten im Januar 1986 auf 71.000 Kilometern genähert. Eine weitere Mission wird es in den kommenden zwei Jahrzehnten auch kaum geben.
Noch weiter draußen findet sich der eisige Neptun. Auch dieser Planet hat eine dichte Gasatmosphäre, in der Stürme mit mehr als 2000 Kilometern pro Stunde entlangwirbeln.
In der Atmosphäre gibt es Jahreszeiten, sie dauern allerdings 40 Jahre.
Auch am Neptun war "Voyager 2" bisher der einzige Besucher von der Erde, im August 1989 näherte sich die Sonde dem Nordpol des Planeten bis auf 5000 Kilometer - um später in die Weiten des Alls weiterzufliegen.
Der Neptunmond Triton gilt als kältester bisher besuchte Ort des Sonnensystems. Zum Teil wurden auf Triton minus 235 Grad Celsius gemessen, Eisgeysire spucken Stickstoff aus.
Früher wären wir zum nächsten Planeten weitergeflogen. Doch laut einem Votum der International Astronomical Union ist der Pluto kein Planet mehr. Der Pluto wird nun als Zwergplanet geführt und ist das wohl bekannteste Objekt im sogenannten Kuipergürtel.
Das Licht der Sonne kommt hier draußen nur noch schwach an. Es braucht derzeit mehr als viereinhalb Stunden. Solange würde also auch die Reise dauern, wenn man mit Lichtgeschwindigkeit hierher flöge.
Das Sonnensystem ist hier noch längst nicht zu Ende, doch über die Finsternis wissen die Menschen nur wenig. Womöglich zieht noch ein bisher unbekannter Planet seine Bahnen - ausgeschlossen ist das nicht.
Noch weniger wissen Astronomen über eine Struktur, die sie Oortsche Wolke nennen. Dort sollen sich unvorstellbar viele Objekte befinden, die bei der Entstehung des Sonnensystems übrigblieben - Klumpen aus Gestein und Eis. Beobachtet hat die Wolke noch niemand. Dennoch glauben viele, dass sie da ist - als eine Art Müllhalde des Sonnensystems. Immer wieder befördern Gravitationseffekte Objekte von hier ins Innere des Sonnensystems, die so zu langperiodischen Kometen werden.
Der Rand der Oortschen Wolke könnte 1,6 Lichtjahre von der Erde entfernt sein. Das ist der beinahe halbe Weg zum nächsten Stern: dem Proxima Centauri. Er ist deutlich kleiner als die Sonne und hat nur ein Achtel ihrer Masse. Selbst wer mit Lichtgeschwindigkeit hierherreist, braucht mehr als vier Jahre. Oder anders ausgedrückt: Wenn die Entfernung der Sonne zur Erde nur ein einziger Meter wäre, dann würde Proxima Centauri rund 270 Kilometer entfernt liegen.
Diesen Teil der Reise heben wir uns besser für ein anderes Mal auf.
"Was heute als Science-Fiction-Roman begonnen wird, wird morgen als Reportage beendet." (Arthur C. Clarke)
Redaktion: Holger Dambeck. Dokumentation: Almut Cieschinger, Maximilian Schäfer. Schlussredaktion: Sarah Omar. Layout: Hanz Sayami. Koordination: Jule Lutteroth
Anmerkung: Die im Text verwendeten Zahlen zu einzelnen Himmelskörpern im Sonnensystem orientieren sich an solarsystem.nasa.gov. Noch nicht bestätigte Monde wurden nicht berücksichtigt. Bei den Entfernungsangaben der Anflugvideos wurde jeweils die kürzeste Entfernung zur Sonne zugrundegelegt.
