Mars? Das ist Schnee von gestern. Willkommen im Jahrzehnt der Venus

Wenn es um die Erforschung des Sonnensystems geht, lag der Schwerpunkt der letzten Jahrzehnte unbestreitbar auf dem Besuch des Mars. Von der Entsendung von Rovern zu seiner Oberfläche bis hin zur Planung eventueller bemannter Missionen dorthin spielt der Rote Planet eine große Rolle in unserem Verständnis der Planetenwissenschaft. Aber was ist mit unserem anderen planetarischen Nachbarn? Wo bleibt die Liebe zur Venus?

Nachdem sie jahrzehntelang unbeachtet blieb, wird es bald drei Missionen auf dem Weg zur Venus geben: die der NASA DAVINCI+ und VERITAS, und die der Europäischen Weltraumorganisation Vorstellen. Alle drei dieser Missionen wurden kürzlich genehmigt und sollen Ende der 2020er oder Anfang der 2030er Jahre gestartet werden.

Dies ist längst überfällig, da Raumschiffe auf ihrem Weg woanders hin und wieder an der Venus vorbeifliegen Das letzte Mal, als die NASA eine Mission speziell zur Venus schickte, war der Magellan-Orbiter bereits vor langer Zeit gestartet 1989. In den drei Jahrzehnten seitdem hat die größte Raumfahrtbehörde der Erde den Nachbarplaneten nicht mehr besucht.

Um herauszufinden, warum das so ist, und um zu erfahren, was wir aus den drei neuen Missionen dort lernen können, haben wir mit zwei Venus-Experten gesprochen: Jenny Whitten, Mitglied des Wissenschaftsteams der kommenden VERITAS-Mission der NASA, und Jean-Luc Margot, ein Planetenforscher, der kürzlich eine Studie leitete hinein Die grundlegenden Eigenschaften der Venus.

Venus ist ein Rätsel

Das erste, was man über die Venus verstehen muss, ist, wie wenig wir über den Ort wissen und wie viele offene Fragen noch offen sind. Wir haben keine Zeitleiste der geologischen Geschichte des Planeten und es besteht kein Konsens darüber, wie die frühe Venus aussah. Im Vergleich zu anderen Orten wie dem Mars oder dem Mond haben wir keinen Überblick darüber, wie der Planet im Laufe der Zeit aussah und wie er sich zu dem Zustand entwickelte, in dem er sich heute befindet.

„Vor etwa einer Milliarde Jahren wissen wir nicht, was vor sich ging. Es gibt keine geologischen Aufzeichnungen“, sagte Whitten.

Wir haben auch keine Ahnung, wie es im Inneren des Planeten aussieht, was viele Fragen offen lässt. „Wir kennen die Größe des Venuskerns nicht“, sagte Margot. „Wir wissen nicht, ob der Kern flüssig oder fest ist – wir vermuten, dass er flüssig ist, wissen es aber nicht genau. Und das treibt die gesamte thermische Entwicklung des Planeten in Bezug auf sein Magnetfeld und seinen Spin an. Daher „ist es wirklich wichtig, die Größe seines Kerns gut einzuschätzen.“

Wir wissen, dass die Venus von Tausenden Vulkanen bedeckt ist – mehr als jeder andere Planet in unserem Sonnensystem –, aber wir sind nicht sicher, ob sie aktiv sind oder nicht. „Vulkanismus ist sehr wichtig, weil wir auf der Venus auf diese Weise Wärme und flüchtige Stoffe aus dem Inneren freisetzen, wie Wasser und Gase, die für das Leben wichtig sein könnten“, erklärte Whitten. „Was wir also mit der Vulkangeschichte wirklich zu verstehen versuchen, ist die Bewohnbarkeit der Venus.“

Und wenn es um die Oberfläche des Planeten geht, gibt es verdrehte, deformierte Regionen, die wir immer noch zu erfassen versuchen. „Es gibt diese seltsamen Terrains auf der Venus, sogenannte Steinchen, die möglicherweise den Kontinenten der Erde ähneln, aber wir sind uns nicht sicher, wie sie entstanden sind“, sagte Margot. „Das ist ein wichtiger Teil der geologischen Geschichte der Venus.“

Ein seltsames Biest

Das zweite, was man über die Venus verstehen muss, ist, dass es ein seltsamer Ort ist. Seine dichte Atmosphäre ist mit Schwefelsäurewolken durchsetzt und speichert die Wärme so effektiv, dass es dort an der Oberfläche heißer ist als auf Merkur, obwohl er weiter von der Sonne entfernt ist. Am seltsamsten ist, dass die Atmosphäre rotiert 60-mal schneller als der Planet unter. Tatsächlich rotiert es so schnell, dass es sogar Auswirkungen haben kann wie lange ein Tag dort dauert.

Und was dramatische geologische Ereignisse angeht, hat die Venus eine Möglichkeit, die wirklich das Beste ist: Sie Die Oberfläche kann in sogenannten Ereignissen alle paar hundert Millionen Jahre vollständig schmelzen und sich neu formieren Oberflächenerneuerungen. Die Theorie besagt, dass der Planet so viel Wärme erzeugt, dass er schließlich durch die Oberfläche platzt Vulkane brechen auf dem gesamten Planeten aus, schmelzen Einschlagskrater weg und glätten alles auf dem Planeten Oberfläche heraus.

„Möglicherweise kam es vor 700 Millionen Jahren auf der Venus zu einer großen Wiederauftauchung des gesamten Planeten“, erklärte Margot. „Möglicherweise hat es im Laufe seiner Geschichte mehrere völlige Oberflächenerneuerungen gegeben, und wir verstehen nicht, wie das funktioniert … Es handelt sich um ein episodisches, katastrophales Abschmelzen der Oberfläche, was ein wirklich faszinierender Prozess ist.“

Der böse Zwilling der Erde

Einer der Gründe, warum Forscher so an der Venus interessiert sind, ist, dass sie im Großen und Ganzen der Erde sehr ähnlich ist. Es ist in seiner Größe, Masse und Dichte vergleichbar. Möglicherweise hatte die Venus einst Ozeane auf ihrer Oberfläche und könnte irgendwann in ihrer Vergangenheit sogar bewohnbar gewesen sein. Es handelt sich ebenfalls um einen Gesteinsplaneten, der an einem ähnlichen Ort im Sonnensystem entstanden ist. Das heißt, wir können davon ausgehen, dass die beiden Planeten aus ungefähr ähnlichem Material bestehen.

Doch heute sind die beiden Planeten sehr unterschiedlich. Die Atmosphäre der Venus ist erdrückend dicht und hat das Hundertfache des Drucks auf der Erdoberfläche. Mit 900 Grad Fahrenheit ist die Oberflächentemperatur heiß genug, um Blei zu schmelzen, und der Planet hat sein gesamtes Wasser verloren, das er jemals hatte, und hinterlässt eine trockene, unwirtliche Hülle.

„Es gibt viele Ähnlichkeiten zwischen Erde und Venus“, sagte Whitten. „Aber sie haben sich sehr unterschiedlich entwickelt. Deshalb versuchen wir zu verstehen, warum.“

Forscher glauben, dass die Divergenz zwischen Erde und Venus möglicherweise auf die höheren Temperaturen zurückzuführen ist Die Venus führte dazu, dass mehr Wasser in die Atmosphäre verdampfte, wo es vom Sonnenlicht getroffen und in Wasserstoff und Wasserstoff aufgespalten wurde Sauerstoff. Der Wasserstoff entwich in den Weltraum, kehrte nie wieder zurück und ließ den Planeten trocken.

Aber das ist eine Vermutung, und wir wissen nicht, wann es geschah, da wir so viel über die Geschichte der Venus und ihre Unterschiede zur Erde nicht wissen. „Wenn wir versuchen, unseren eigenen Planeten und die Entwicklung terrestrischer Planeten zu verstehen, ist Venus wirklich entscheidend“, sagte Margot. „Und es gibt große Lücken in unserem Wissen und Verständnis darüber.“

Auch für die Erforschung von Exoplaneten ist es wichtig, mehr über die Unterschiede zwischen Erde und Venus zu erfahren. Wenn wir entfernte Planeten in der Größe der Erde sehen, ähneln sie dann eher der Erde oder eher der Venus? Wir müssen die Entwicklung der Planeten in unserem eigenen Sonnensystem verstehen, um besser verstehen zu können, wie Planeten in anderen Systemen aussehen könnten.

Ein übersehenes Juwel

Angesichts all der wichtigen Fragen zur Venus, die wir noch beantworten müssen, und angesichts der Tatsache, dass es sich um unseren Nachbarplaneten nebenan handelt, fragen Sie sich vielleicht, warum die Venus nicht weiter erforscht wurde. Wie kommt es, dass der Mars die ganze Aufmerksamkeit auf sich zieht?

Erstens ist die Venus nur sehr schwer zu besuchen. Um zu versuchen, eine Sonde an die Oberfläche zu schicken, muss man sich mit extremen Bedingungen auseinandersetzen, die sowohl für die Elektronik als auch für den Menschen schädlich sind. Der Druck an der Oberfläche entspricht dem Druck in 900 Metern Tiefe, „so sieht Ihr Raumschiff aus.“ „Wie ein U-Boot, denn nur so kann es den erdrückenden Drücken und Temperaturen standhalten“, sagt Margot genannt. „Auf der Oberfläche der Venus hat nichts länger als zwei Stunden überlebt.“

Es gibt auch unsere Voreingenommenheit in Bezug auf die Suche nach Planeten, die so aussehen, als könnten sie Leben, wie wir es verstehen, beherbergen. Wenn man den Mars betrachtet, ist er ein fremder Ort, aber man kann sich vorstellen, dass dort Menschen leben, wenn auch mit Raumanzügen und sorgfältig konstruierten Lebensräumen. Venus sieht nicht im Entferntesten so ansprechend aus.

„Lange Zeit dachten wir, dass die Venus unwirtlich sei – und das ist auch jetzt der Fall“, sagte Margot. „Aber wir hatten nicht erkannt, dass es in der frühen Geschichte des Sonnensystems möglicherweise gastfreundlich war.“

Es könnte sein, dass die Venus immer noch Hinweise darauf enthält, ob dort irgendwann in der Vergangenheit Leben existiert haben könnte. „Und eine der größten Fragen der Wissenschaft betrifft Leben und Bewohnbarkeit“, fügte Margot hinzu.

Und es könnte ein gewisses Maß an globaler Politik im Spiel sein. „Während des Wettlaufs ins All konzentrierte die Sowjetunion ihre Bemühungen wirklich auf die Venus, deshalb hatte sie schon seit langem ein Venus-Programm etabliert“, sagte Whitten. Die USA hingegen konzentrierten sich mehr auf den Mars. Auch wenn die internationale Zusammenarbeit bei der Erforschung des Weltraums heute viel intensiver ist, gibt es wohl immer noch ein Erbe des Kalten Krieges, das die NASA in Richtung Mars und weg von der Venus lenkt.

Doch jetzt, mit den drei kürzlich genehmigten Missionen zur Venus, kehren wir endlich zu diesem faszinierenden Ort zurück, um mehr zu erfahren.

„Für viele Planetenforscher war es entmutigend, dass die Venus so lange übersehen wurde“, sagte Margot. „Aber jetzt ist es wirklich spannend, dass wir endlich zurückgehen.“

Drei neue Missionen

Bei den drei neuen Venusforschern handelt es sich um zwei NASA-Missionen, DAVINCI+ und VERITAS, und eine Mission der Europäischen Weltraumorganisation, EnVision. Damit Sie sich nicht vorstellen können, dass es zwischen rivalisierenden Venus-Missionen Feindseligkeiten gibt, haben beide Forscher, mit denen wir gesprochen haben, ihre Freude und Aufregung darüber zum Ausdruck gebracht, dass sie mehrere Missionen durchführen, um Daten von diesem Planeten zu sammeln.

Die drei Missionen werden einander ergänzen: DAVINCI+ wird die Atmosphäre der Venus untersuchen, VERITAS wird sie untersuchen Venus auf globaler Ebene, und EnVision wird etwa ein Viertel der Oberfläche viel gezielter abbilden Weg. Auch die Instrumente werden unterschiedlich sein, da EnVision sowohl über Radarbildgebung als auch über ein Echolot für den Blick unter die Oberfläche verfügt.

„VERITAS wird den tiefen Untergrund und die Lithosphäre untersuchen“, erklärte Whitten. „Aber mit EnVision werden sie in der Lage sein, den sehr nahen Untergrund zu betrachten, um zu verstehen, wie seine Struktur aussehen könnte.“

Mit der Kombination der drei Missionen sollten wir in der Lage sein, die Venus von oben bis unten kennenzulernen, von der dichten Atmosphäre bis hinunter zu ihrem tiefen Kern. Letztendlich könnten wir genauso viel über diesen Planeten erfahren wie über seine besser erforschte Schwester, den Mars.

„Für jede dieser [Missionen] gibt es unterschiedliche Schwerpunkte“, sagte Whitten. „Aber im Großen und Ganzen sagen uns alle drei, dass Venus ein Schlüssel zum Verständnis der Vorgänge auf der Erde ist. Es ist sehr aufregend, die Aussicht auf ein Venus-Programm ähnlich einem Mars-Programm zu haben.“

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