Venus (Teil 1): Die missratene Schwester der Erde

Die Entdeckung von Exoplaneten ist heute so zur Normalität geworden, dass nur noch besonders ungewöhnliche oder erdähnliche Trabanten anderer Sterne für Aufsehen sorgen. Die Hoffnung dabei ist natürlich, dass die erdähnlichen Planeten Leben beherbergen könnten.

Seit Menschen den Himmel beobachten, kennt man allerdings ein Gestirn, das der Heimatwelt der Menschheit – in kosmischen Verhältnissen – nicht nur sehr nahe ist, sondern ihr auch so sehr ähnelt, dass man es als Schwester der Erde bezeichnen kann: die Venus. Beide Planeten haben ungefähr die gleiche Größe, Dichte, Masse und Anziehungskraft. Noch dazu ist die Umlaufbahn der Venus der Erde von allen Planeten am nächsten. Während die durchschnittliche Entfernung zwischen Erde und Mars bei 225 Millionen Kilometern liegt, beträgt sie zum zweiten Planeten des Sonnensystems nur 108 Millionen Kilometer.

Beobachtungen der Venus mit Teleskopen bestätigten eine dichte Lufthülle, die keinen Blick auf die Oberfläche zulässt. Dies gab schon früh Anlass zu Spekulationen über die Verhältnisse auf der Oberfläche. Möglicherweise lag unter der Wolkendecke eine von Leben wimmelnde Dschungelwelt. Schon die ersten Spektralanalysen zeigten jedoch, dass Wasserdampf in der Venusatmosphäre überhaupt keine Rolle spielt, und auch Sauerstoff ließ sich nicht nachweisen. Stattdessen zeigte die Analyse für Kohlensäure typische Linien.

Venus und Erde im Vergleich
Venus Erde
Durchmesser am Äquator 12103,6 km 12756,32 km
Mittlere Dichte 5,243 g/cm³ 5,513 g/cm³
Masse (Erde = 1) 0,815 1
Gravitation an der Oberfläche 8,87 m/s² 9,80665 m/s²
Atmosphäre (Hauptbestandteile) 96,5 % Kohlenstoffdioxid, 3,5 % Stickstoff 78 % Stickstoff, 20,95 % Sauerstoff

Dies hinderte jedoch Science-Fiction-Autoren nicht daran, sich eine andere Welt auszumalen. Hans Dominik beschrieb 1926 in einem Roman die Venus als einen Planeten mit erdähnlicher Flora und Fauna. Edgar Rice Burroughs, der in seiner Barsoom-Serie bereits mehrere Romane über den Mars geschrieben hatte, verfasste von 1932 bis 1942 mehrere Geschichten, die den Schwesterplaneten der Erde zum Thema hatten. In seinem Roman Perelandra beschrieb C. S. Lewis, der später durch Die Chroniken von Narnia berühmt wurde, 1943 die Venus als eine Art Garten Eden mit Inseln aus schwimmender Vegetation.

Foto der Venus, das die Sonde Mariner 10 am 5. Februar 1974 von dem Planeten machte.
Dieses Bild der Venus wurde von Mariner 10 aufgenommen. Die Sonde flog am 5. Februar 1974 an dem Planeten vorbei. (Bild: NASA)

Stanislav Lem gehörte zu den Ersten, die den Nachbarplaneten der Erde als eine Welt mit extremen Oberflächenbedingungen darstellte. In seinem Roman Die Astronauten von 1951 (erschienen auch unter dem Titel Der Planet des Todes) schilderte er die Venus als einen verwüsteten Ort. Astronauten von der Erde landen auf dem Nachbargestirn und entdecken die Überreste einer ausgestorbenen hochtechnologischen Zivilisation, die sich selbst und ihre Umwelt zerstörten.

Extreme Verhältnisse

Heute wissen wir mehr über die tatsächlichen Bedingungen auf dem Nachbarplaneten – und sie sind alles andere als lebensfreundlich. Anstatt aus Wassertröpfchen, wie auf der Erde, bestehen die obersten Wolken der Venus aus Schwefelsäure. Orkane mit einer Geschwindigkeit von 360 Stundenkilometern treiben die Wolken in ungefähr vier Tagen um den Globus. Nicht weniger lebensfeindlich ist es weiter unten in der dichten, zum größten Teil aus Kohlendioxid bestehenden Atmosphäre. Auf der Oberfläche ist die Windgeschwindigkeit zwar nicht so hoch, aber die Temperatur von 470 Grad Celsius würde jedes Wasser sofort zum Verdunsten bringen – falls es welches gäbe. Sogar Blei schmilzt bei dieser Temperatur. Der atmosphärische Druck ist ungefähr so hoch wie 1,6 Kilometer unter Wasser auf der Erde. Die einwandfreie Sichtweite beträgt nur etwa 100 Meter.

Eine weitere Besonderheit der Venus ist auch die Drehrichtung, die von Ost nach West verläuft und damit anders erfolgt als bei den übrigen Planeten – mit Ausnahme des Uranus. Das heißt, dass die Sonne im Westen auf- und im Osten untergeht. Die Rotation vollzieht sich jedoch sehr langsam. Sie nimmt relativ zur Sonne fast 117 Erdtage in Anspruch. Dadurch dauert ein Venustag länger als ein halbes Venusjahr, das 224,7 Erdtage lang ist. Diese langsame Rotation hat wahrscheinlich auch zur Folge, dass die Venus ein sehr schwaches Magnetfeld besitzt.

Große Unterschiede zur Erde weist auch die Venusoberfläche auf. Auf unserem Nachbarplaneten gibt es Gebiete mit bis zu 7000 zusammengeballten Schildvulkanen sowie massive einzelne Vulkangebilde mit einem Durchmesser von bis zu 1000 Kilometern (zum Vergleich: Auf der Erde befinden sich Vulkane vor allem entlang der Ränder der Kontinentalplatten, und einer der größten Vulkane der Erde, der Mauna Loa auf Hawaii, hat einen Durchmesser von etwa 120 Kilometern). Ungleich der Planeten Merkur und Mars – oder auch des Mondes –, die kaum geologische Veränderungen aufweisen, ist die Oberfläche der Venus relativ neu. Sie zeigt im Durchschnitt nur ein Alter von 200 bis 700 Millionen Jahren. Darauf weisen auch Meteoritenkrater hin, die allesamt vergleichsweise jüngeren Datums sind. Die gesamte Oberfläche scheint durch vulkanische Aktivitäten erneuert worden zu sein.

Cover des Buches "Venus" von Patrick Moore
Wer sich näher mit der Venus beschäftigen möchte, dem kann man das Buch des Astronomen Patrick Moore empfehlen. Die hier abgebildete Paperback-Ausgabe erschien 2005 bei Cassell Illustrated. (Titelbild: JPL/MIT/USGS/Galaxy)

Cheops: Ein neuer Blick auf ferne Welten

Die erste Entdeckung eines Planeten, der um einen anderen Stern als unsere Sonne kreist, erfolgte 1995. Seitdem konnten Forscher über 4000 sogenannte Exoplaneten ausmachen. Weltraumteleskope wie COROT, Kepler und TESS spielten dabei eine herausragende Rolle. Am 18. Dezember 2019 startete vom Weltraumbahnhof bei Kourou in Französisch-Guyana ein weiteres Weltraumteleskop das der Erforschung fremder Welten jenseits der Grenzen unseres Sonnensystems dient. Es heißt „Cheops“.

Der Sattellit Cheops in der Umlaufbahn um die Erde
Künstlerische Darstellung des Cheops-Satelliten in der Erdumlaufbahn. Die Abdeckung des Teleskops ist bereits geöffnet. (Bild: ESA / ATG medialab)

Cheops steht für „CHaracterising ExOPlanet Satellite“, zu Deutsch etwa: Satellit für die Charakterisierung von Exoplaneten. Es handelt sich dabei um das erste von drei Teleskopen, die der näheren Erforschung von Exoplaneten dienen sollen. Ihre Aufgabe besteht nicht darin, neue Trabanten anderer Sterne zu entdecken, sondern einige der bekannten näher zu studieren.

Ausgewählte Objekte

Als Studienobjekte wählte man mehrere Hundert Sterne, in deren Orbit bereits früher Planeten ausgemacht wurden. Dabei handelt es sich um Trabanten, die etwa so groß wie die Erde sind, bis zu Giganten in Neptungröße. Präzise Messungen sollen genauere Daten hinsichtlich der Planetengrößen liefern. Zusammen mit unabhängigen Informationen über die Planetenmassen können Wissenschaftler auf diese Weise ihre Dichte bestimmen und diese extrasolaren Welten in einem ersten Schritt charakterisieren. Die Dichte eines Planeten liefert wichtige Hinweise auf seine Zusammensetzung und Struktur und weist beispielsweise darauf hin, ob er überwiegend felsig oder gasförmig ist oder möglicherweise bedeutende Ozeane beherbergt. Da die Planeten nicht direkt beobachtet werden können, misst der Satellit die winzigen Helligkeitsänderungen, die aufgrund des Planetentransits vor der Sternscheibe erfolgen.

Ein Stern mit der Umlaufbahn eines Planeten.
Cheops kann die Exoplaneten nicht direkt sehen. Stattdessen misst das Teleskop die Lichtschwankung, die dadurch entsteht, dass ein Planet vor der Scheibe des Sterns vorbeizieht. (Bild: A. Mößmer)

Cheops zählt zu den kleinen Missionen der S-Klasse im Wissenschaftsprogramm der ESA. Das Projekt ist eine Partnerschaft zwischen der ESA und der Schweiz. An dem Konsortium beteiligt sind wissenschaftliche Einrichtungen in Belgien, Deutschland, Frankreich, Italien, Österreich, Portugal, der Schweiz, Spanien, Schweden, Ungarn und dem Vereinigten Königreich.

Der Satellit wurde von einer Soyuz-Fregat-Rakete in eine Höhe von etwa 700 km getragen. Mit an Bord befanden sich ein italienischer COSMO-Skymed-Satellit sowie drei Kleinsatelliten, sogenannte Cubesats.