Per Express zum Treibhausplaneten Venus
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Venus Express. Gemälde, © ESA.
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Venus hat eine sehr dichte Atmosphäre aus Kohlendioxyd, dem Treibhausgas, das auf der Erde in aller Munde ist. Die europäische Weltraumorganisation ESA schickt mit Venus Express zum ersten Mal einen Satelliten in die Umlaufbahn der Venus. Venus-Express umkreist nach einer 155 Tage dauernden Reise seit 11. April 2006 die Venus.
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Treibhauseffekt auf der Venus. Das Licht der Sonne wärmt die Oberfläche und die tiefen Atmosphärenschichten. Das Kohlendioxyd verhindert das Entweichen der Wärmestrahlung. Graphik ESA.
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Die Venus ist unser Nachbarplanet, sie kann uns näher kommen als unser
äussere Nachbarplanet Mars. An unserem Abend oder Morgenhimmel wird die Venus so hell, dass besorgte Bürger regelmässig UFO-Alarm geben. Obwohl die Venus fast so gross ist, wie die Erde und in den Teleskopen der scheinbar grösste Planet überhaupt werden kann, war vor dem Zeitalter der Raumfahrt so gut wie nichts über Venus bekannt. Eine dicke Wolkenschicht verhüllt die Oberfläche vor neugierigen Blicken.
Vor dem Raumfahrtzeitalter wusste man, dass die Venus komplett von
Wolken verhüllt ist. Diese Wolken verhinderten bis zur Mitte des 20. Jahrhunders weitgehend
Untersuchungen der Venusoberfläche. Heute weiss man, dass am Venusboden die aus Kohlendioxyd
bestehende Luft 90x dichter ist als auf der Erde. Es gibt Hochländer, die man als Kontinente
bezeichnen könnte. Jedoch Hinweise auf eine Plattentektonik wie auf der Erde konnte man
auch mit die Wolken durchdringenden Radar nicht finden.
Erst das Zeitalter der interplanetaren Raumfahrt enthüllte eine Welt mit ausser Kontrolle geratenem Treibhauseffekt. Am Venusboden erreicht der Druck des Kohlendioxydes 90 bar (90'000 Hektopascal). Ein Wert, der für Druckluftflaschen üblich ist. Die Wärme der Sonne wird so gut zurückgehalten, dass die Temperatur am Boden bis zu 500 Grand Celsius beträgt. Die Untersuchung der extremen Bedingungen in der Venusatmosphäre ist das vorrangige Ziel von Venus Express.
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Venus Express unterwegs zwischen Erde und Venus. © ESA.
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Venus Express wird die erste globale Untersuchung des Verhaltens der Venusatmosphäre durchführen. Die Atmosphäre der Venus ist von der Erdatmosphäre sehr verschieden. Vorhandene meteorologische Modelle können das Verhalten der Venusatmosphäre nicht vorhersagen. Deshalb wird Venusexpress den Treibhauseffekt, die hurrikanstarken Winde untersuchen. Auch warum die Venus in 80 km UV-Licht absorbiert steht im Fragenkatalog für Venus Express. Spektrometer werden dazu die Zusammensetzung der Wolkenschicht und der über den Wolken gelegene Atmosphäre genau untersuchen. Eine Weitwinkelkamera wird die Bewegung der Wolken verfolgen können.
Daneben soll Venus-Express auch die Frage voranbringen, warum Venus sich so langsam um die eigene Achse dreht, nur einmal in 243 Erdtage. Dazu soll das sehr schwache Magnetfeld und das Schwerefeld des Planeten untersucht werden. Ein Infrarotspektrometer wird nach vulkanischen Aktivitäten an der Oberfläche suchen. Auch die Wechselwirkung des Sonnenwindes mit den obersten Atmosphärenschichten steht auf dem Beobachtungsprogramm.
Um in die Umlaufbahn der Venus zu gelangen muss die ankommende Sonde ihre Geschwindigkeit relativ zur Venus reduzieren. Dazu wird das Hauptraketentriebwerk 53 Minuten lang gezündet. Nach weiteren kleineren Korrekturen sollte Venus Expres nach zwei Wochen in der gewünschten Umlaufbahn angekommen sein. In dieser Umlaufbahn umkreist Venus Express den Planeten einmal in vierundzwanzig Stunden. Während eines Umlaufs wird Venus Express sich bis auf 250 km der Oberfläche nähern und zwölf Stunden später wieder einen Abstand von 60'000 km erreichen. Der Venus-nächste Bahnpunkt wird jeweils in mittleren nördlichen Venusbreiten erreicht.
Die Missionsdauer ist auf 2 (siderische) Venustage ausgelegt. Das bedeutet etwa 500 Erdtage. Man hat jedoch das Ziel, doppelt so lange messen zu können.
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Infrarotbild der Venus. Es ist die globale Wolkenschicht zu sehen. Raumsonde Galileo, © JPL/NASA.
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Auf der Venusoberfläche. Aufnahme von Venera 14, Raumsonde der Sowjetunion.
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Die 1.5 x 1.8 x 1.4 Meter grosse Raumsonde wiegt 1240 Kilogramm. Mit ausgefahrenen Solarzellen ist sie 8 Meter lang. Die wissenschaftliche Nutzlast beträgt 93 Kilogramm und es stehen 570 Kilogrammr einer Treibstoff zu Verfügung.
Mit der zur Zeit sehr erfolgreich in der Marsumlaufbahn arbeitenden Mars Express hat Venus Express nicht nur den Namen fast gemeinsam. Vor allem die Grundstruktur der Sonden ist gleich. Man verwendete Reserveinstrumente von der Kometensonde Rosetta und Mars Express. Dies half die Kosten der Mission zu reduzieren.
Die europäische Sonde wird vom European Space Operation Centre (ESOC) in Darmstadt kontrolliert und gesteuert. Die Verbindung zur Sonde wird über die weltweit verstreuten Stationen der ESA sichergestellt. Die Hauptlast liegt dabei auf der neuen Bodenstation bei Cebreros nahe Madrid. Das wissenschaftliche Operationszentrum ist in den Niederlanden am ESTEC in Noordwijk.
Nach wie vor ist die Venus schlecht verstanden. Ein Planet fast so gross wie die Erde rotiert viel langsamer, zeigt keine Plattentektonik und hat eine völlig unterschiedliche Atmosphäre. Die Mission wird helfen zu verstehen, warum die Erde ein so besonderer Planet ist.
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