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Die moderne interplanetare Raumfahrt hat uns gelehrt, dass die Venus weit entfernt davon ist, ein tropisches Ebenbild der Erde zu sein, wie es manche noch in der ersten Hälfte des vergangenen Jahrhunderts vermuteten. Im Gegenteil, die Venus ist eine Welt, die vom Treibhauseffekt des Kohlendioxids beherrscht wird, der die Temperatur an der Oberfläche gegen 500 Grad Celsius hochtreibt. | |||||
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Planet Venus am 10. Februar (links) und am 6. März 2001 (rechts). Urania-Sternwarte Zürich, © Ph. Heck und R. Brodbeck. | |||
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In normalen Fernrohren sieht man eine weisse Scheibe ohne erkennbare Details, wie die Fotos links zeigen. Sie wurden mit dem Linsenteleskop der Urania-Sternwarte Zürich gemacht. Die Farbränder sind ein Artefakt der Teleskoplinsen und haben nichts mit der Venus selber zu tun. In den Wochen bevor und nachdem die Venus auf ihrer innerhalb der Erdbahn liegenden Umlaufbahn um die Sonne die Erde überholt, sieht man eine schmale grosse Sichel, die in dieser Zeit sogar mit einem Ferngas zu sehen ist. Allerdings ist eine sehr ruhige Hand oder besser ein Stativ unabdingbar. Diese Konstellation wird nun im März 2001 erreicht und wird sich erst im Oktober 2002 wiederholen. Den aktuellen Anblick der Venus kann man sich mit CalSKY von astro!nfo simulieren lassen.
Als Galileo Galilei zu Beginn des 17. Jahrhunderts mit seinem selbstgebauten Linsenfernrohr den Sternenhimmel zu beobachten begann, lag es nahe, auch den auffälligen hellen Abendstern zu betrachten. Er sah einen Himmelskörper, der Phasen wie der Mond aufwies. D.h. im Laufe von anderthalb Jahren änderte die Venus ihre Gestalt von einer runden kleinen Schreibe zu einer schmalen Sichel. Nur das von Kopernikus vorgeschlagene Weltbild, das die Sonne anstelle der Erde in der Mitte des Universums sah, konnte dies zwanglos erklären: man sieht einmal mehr und einmal weniger von der Nachseite der Venus.
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Venus vor der Sonnenscheibe, ein sogenannter Venustransit. © A. Barmettler, CalSKY. |
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In den Jahren 1761 und 1769 stand für ein paar Stunden die Venus so genau zwischen Erde und Sonne, dass sie als schwarzer Punkt auf der Sonnenscheibe zu sehen war. Da für verschiedene Standorte auf der Erde die Venus einen leicht anderen scheinbaren Weg über die Sonnenscheibe nimmt, konnte die Distanz zur Venus geometrisch relativ genau bestimmt werden. Man konnte schon früher mit Hilfe der Keplerschen Gesetze die relativen Abstände der Planeten angeben, nun kannte man den Massstab der "Karte" des Sonnensystems.
Bereits beim Venusvorübergang vom Juni 1761 beschreibt Thorman Bergman einen feinen Lichtsaum oder eine Unschärfe der schwarzen Venusscheibe vor der Sonne. Er hat damit den ersten Hinweis auf die Existenz einer Atmosphäre gefunden. Dies wird 1792 von Johann A. Schröter bestätigt, der bei einer ähnlichen Stellung, wie sie Ende März 2001 vorkommt, beobachtete, dass die schmale Venussichel übergreifende Hörner hat, die sich im Extremfall fast zu einem Kreis schliessen können. Auch das ist ein deutlicher Hinweis auf eine Atmosphäre.
Die Venusscheibe zeigte trotz der immer besser werdenden Teleskope keine Details. Erst im 20. Jahrhundert gab es neue Techniken und damit Ergebnisse, die das Geheimnis Venus zu enthüllen begannen. So wurde bereits 1932 das Kohlendioxid in der Venusatmosphäre gefunden, jedoch keine Hinweise auf Wasserdampf. 1942 postulierte Rupert Wild eine hohe Temperatur auf der Venus, da ja das Kohlendioxid die Abstrahlung der Wärme in den Weltraum effizient unterdrücken konnte. Jedoch beweisen konnte man das damals noch nicht.
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Die Wolken der Venus; fotografiert im Jahr 1979 von Pioneer Venus Orbiter im ultravioletten Licht. NSSDC/GSFC/NASA. | |
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1957 glaubte man, die Eigenrotation (Länge des Tag-Nacht-Zyklus) der Venus betrage 4 Tage, jedoch zeigten die ersten Radarechos von der Venus, die man ab den frühen 60er Jahren mass, dass man nur die Geschwindigkeit der Wolkendecke gemessen hat, die in 4 Tagen einmal um den Venusglobus driftet. Die feste Oberfläche hat eine Rotationszeit von 243 Tagen. Am 1. März 1966 stürzte die sowjetische Raumsonde Venera 3 als erstes von Menschenhand geschaffenes Objekt auf die Venus ab, ohne irgendwelche Resultate zu liefern. In den Jahren darauf folgten weitere sowjetische und US-amerikanische Sonden. Zu Beginn der 70er Jahre wusste man, dass der Druck auf dem Venusboden etwa 90x grösser ist als am Erdboden, und die Temperatur 500 Grad übersteigt.
Das beeindruckendste Resultat aus der Pionierzeit der Raumfahrt ist zweifellos die Landung mehrerer Sonden auf der Venusoberfläche, die trotz der widerlichen Bedingungen bis zu 2 Stunden funktionstüchtig blieben. Die Venera-Lander funkten die bis heute einzigen Bilder von der Oberfläche der Venus zurück. Das Bild von Venera 14 vom 3. Mai 1982 zeigt eine Oberfläche mit flachen, basaltähnlichen Gesteinen.
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Die Oberfläche der Venus, fotografiert 1982 von Venera 14. © NSSDC/GSFC/NASA. | |
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Nur Radar vermag die dichten Venuswolken zu durchdringen, um die Oberfläche des Planeten grossräumig zu kartieren. Zu diesem Zweck baute die NASA den Venussatelliten Magellan, der von 1990 bis 1994 die Venus umkreiste. Ein abbildender Radar (Synthetic Aperture Radar, SAR), der bei einer Frequenz von 2.385 GHz arbeitete, lieferte Radarbilder, die sowohl in Flugrichtung als auch senkrecht zur Flugrichtung eine Auflösung von 150 Metern besitzen. Daneben konnte der Radar auch zur Abtastung der Topographie benützt werden. Die genaue Vermessung der Umlaufbahn erlaubte wichtige Rückschlüsse auf die Massenverteilung im Inneren des Planeten.
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Radarkarte von Venus: In der Bildmitte die Aphrodite Terra. Am linken oberen Rand sieht man noch Teile von Ishtar Terra. Blau eingezeichnet sind tiefe Gebiete, braun hohe Gebiete. Photojournal/JPL/NASA. | |
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Die Atmosphäre besteht zu 96% aus Kohlendioxid, 3.5% Stickstoff, 0.135% Wasserdampf, sowie Spuren von Schwefeldioxid und Edelgasen. Am Boden herrscht ein Druck von 92 bar, was dem Wasserdruck in 900 Metern Tiefe entspricht. Der Treibhauseffekt hält die Temperatur global auf ca. 475 Grad Celsius. Unterschiede zwischen Tag und Nacht oder Äquator und Pol gibt es kaum.
Die alles verhüllende Wolkenschicht liegt im Wesentlichen zwischen 48 und 70 Kilometern Höhe. In diesen Wolken gibt es Schwefelsäure, die als Regen niederschlägt, aber den Boden nicht erreicht, da der Säureregen auf dem Weg nach unten wieder verdampft. In den Wolken gibt es Windgeschwindigkeiten von über 360 km pro Stunde. Am Boden ist es nahezu windstill. Dies zeigen auch die von Venera fotografierten kantigen Gesteine, die keinerlei Anzeichen von Winderosion zeigen.
Die Radarbilder zeigen neben ausgedehnten Ebenen zwei grosse Hochländer: Ishtar Terra liegt in der Nähe des Nordpols und hat ca. die Grösse von Australien. Die höchsten Berge, die Maxwell Montes, liegen auf diesem Hochland. Sie ragen 11'800 m über den mittleren Venusradius. Das zweite Hochland liegt am Äquator und heisst Aphrodite Terra.
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Radarbilder der Venusoberfläche kombiniert mit Messungen der Geländehöhen. Die runde Formation im Vordergrund (Nagavonyi Corona) misst 200 km im Durchmesser. Photojournal/JPL/NASA. | |
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Einschlagkrater gibt es nur bei Asteroiden, die einen grösseren Durchmesser als 3 Kilometer haben. Kleinere Asteroiden explodieren bereits in der Atmosphäre. Die Venusoberfläche ist von Vulkanismus geprägt. Deshalb dürften fast alle Gesteine auf der Venus vulkanischen Ursprung haben. Es wurden zahlreiche erstarrte Lavaströme gefunden, manche sind viele hundert Kilometer lang, was auf gewaltige Ausbrüche schliessen lässt. Ob es in der Gegenwart aktiven Vulkanismus gibt, ist unklar. Eine Plattentektonik gibt es auf der Venus keine. Ebenso fehlen irgendwelche Spuren von fliessendem Wasser. Es ist anzunehmen, dass der grösste Teil der Oberfläche nicht älter als 1/2 bis eine Milliarde Jahre alt ist. Möglicherweise folgen sich kurze, aber heftige Phasen von aktivem Vulkanismus im Abstand einiger hundert Millionen Jahre. Durch die letzte solche Phase wurde die ursprüngliche Oberfläche zu grossen Teilen zerstört, was es in fernerer Zukunft, wenn wieder einmal Roboter auf der Venus landen sollten, nicht leicht machen wird, etwas über die Frühgeschichte der Venus in Erfahrung zu bringen.
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