Tycho und Kepler, Teil 4: Wenn zwei
große Gelehrte sich begegnen
Nachdem Tycho Brahe 1597 endgültig genug von Dänemark hatte,
zog er nach Holstein mit seiner Ausrüstung. In Holstein konnte er kein Fuß
fassen und zog 1599 weiter nach Prag. Es gelingt ihm dort wieder die Gunst
eines Herrschers zu gewinnen. Der damalige Herrscher in Prag war Kaiser Rudolf
der II. (er regierte bis 1612). Er übernahm die Kosten für die Veröffentlichung
seiner Forschungsergebnisse. Doch Tycho Brahe hatte immer noch keinen
Mathematiker, der aus seinen Forschungsergebnissen und Daten eine Theorie zur
Planetenbewegung und damit eine Vorausberechnung der Planetenpositionen am Firmament.
Tycho Brahe las schon Keplers Erstlingswerk Mysterium Cosmographicum, lehnte es aber
weitgehend ab, da es auf dem kopernikanischen Weltbild beruht, dennoch sah er
in ihm einen großen ideenreichen Mathematiker. Er entschied sich, den Kepler
einzuladen.
Am 04. Februar 1600 trafen sie zum ersten Mal im Schloss Benatek aufeinander,
wo Tycho Brahe zu dieser Zeit lebte. Die gemeinsame Arbeit erwies sich als
schwierig, denn ihre beiden Charakterzüge kollidierten öfters. So war Tycho
Brahe der wilde, spontane, grobe und jähzornige und machtsüchtige Mensch, aber
Kepler, der junge Bursche war eher empfindsam, er hatte mit den starken Folgen
seiner kindlichen Pockenerkrankung und den damals noch mangelnde medizinische
Erfahrungen zufolge, waren Krankheiten noch schwierig. Dennoch versuchten sie
ihr Bestes, denn sie erkannten die Notwendigkeit von Keplers Arbeit bei Tycho
Brahe.
Sie begannen allmählich ihre Arbeit aufzunehmen, Kepler soll
die mathematischen Arbeiten und Grundlagen schaffen, für die Rudolfinischen
Tafeln (nach dem damaligen Herrscher benannt), nachdem man die Planetenstellung
endlich besser vorhersagen konnte.
Auch hier tauchten wieder Schwierigkeiten auf: Tycho Brahe stellte dem Johannes
Kepler immer nur gerade so seine Beobachtungsdaten frei, dass er damit arbeiten
konnte, jedoch konnte er so unmöglich zu einem richtigen Ergebnis kommen.
Am 24. Oktober 1601 verstarb er, jedoch sind die Todesumstände etwas bizarr. (Darüber erscheint etwas beim nächsten Mal), entschuldigt die Knappheit, zu dem Thema gibt es nicht besonders viel, zumindest nicht mysteriöses oder sensationelles.
Viele Menschen, die keine Ahnung von der Astronomie haben,
oder sagen, dass sei ihnen zu hoch (Hah! ^^) und andere, die sich nur moderat
dafür interessieren, oder andere Schwierigkeiten mit der Materie haben, können
die Astrologie nicht von der Astronomie unterscheiden. Dass zum Beispiel die
Wörter so ähnlich geschrieben werden. Wobei der Unterschied noch vor 2, 3, 4
Hundert Jahren nicht all zu groß war. (Dennoch hat Keplers Frau in seinen
jungen Jahren ihn verlassen, weil sie glaubte, dass die Astrologie modern
gesagt Aberglaube ist.) Tatsächlich hat die Astrologie nicht viel mit einer
Wissenschaft gemeinsam.
Warum schreibe ich so einen Beitrag? Weil ich letztens schon
wieder jemand gehört habe, der das irgendwie durcheinanderbringt. Außerdem
ergänzt es meine Sammlung an Beiträgen hier auf GSA und lässt sich hoffentlich
auch ein wenig verbreiten. Also für Interessierte: Normalerweise geht es hier
auch viel tiefer in die Materie rein.
Unterschiede
Was bedeutet Astrologie? Was bedeutet Astronomie?
Astrologie setzt sich aus den Wörtern „ástron“ und „lógos“
zusammen. Wobei „ástron“ das Wort für „Stern“ ist und das Wort „lógos“ das Wort
für „Lehre“ ist.
Astronomie setzt sich auch aus „ástron“ zusammen, aber beinhaltet nicht „lógos“,
sondern „nómos“, was so viel wie „Gesetz“ bedeutet.
Was macht man in der Astrologie Astronomie?
Die Astrologie ist heutzutage besonders an dem Erstellen von
Horoskopen interessiert. Mithilfe von solchen Horoskopen kann die Zukunft von
dir, meist auch danach in welchem Sternzeichen man angeblich geboren ist
(Unterscheide Sternzeichen von Sternbildern! Sternbilder sind in der Astronomie
Örter an der Himmelsphäre und um sich zu orientieren gedacht). Natürlich sind
die Horoskope so allgemein gehalten, dass es vielseitig interpretier bar ist.
Tatsächlich können statistisch gesehen Astrologen, die zukünftige Ereignisse anhand
von irgendwelchen uninteressanten Konstellationen voraussagen wollen, genauso
gut Ereignisse vorhersagen, wie jemand der willkürlich und zufällig Dinge deklariert.
Ferner, in rechteren oder konservativeren Kreisen hat die Astrologie auch
Verbindungen zur Esoterik und in den Okkultismus.
Die Astronomie ist dagegen eine Naturwissenschaft die
wirklich versucht anhand von empirischen Methoden und Belegen die Welt außerhalb
unserer Erde kennenzulernen. Sie ist die Wissenschaft von den Gestirnen und
Himmelskörpern sowie die mathematischen Grundlagen der Beziehungen zueinander
oder das Verhalten der Himmelskörper. Das Verhalten kann eine Bewegung sein,
die Beziehung zueinander eine Wechselwirkung und die Himmelskörper Sterne,
Planeten, Monde, aber auch Sternhaufen, Galaxien und Galaxienhaufen. Auch wird
die Astronomie im Gegensatz zur Astrologie an Schulen, aber hauptsächlichen in
Universitäten gelehrt. Die Forschungsergebnisse und das Verständnis finden in
der Öffentlichkeit wesentlich mehr Interesse. So kann man mit etwas Geld auch
die Astronomie zum Hobby (Begriff: Amateurastronomie) gemacht werden, indem man
sich ein handelsübliches Teleskop zulegt.
Probleme mit der Astrologie
Die Probleme in der Astrologie sind jetzt ziemlich klar. Die
Astrologie erklärt die Zusammenhänge nicht zufriedenstellend und echte
Prognosen von Ereignissen, wie z.B. in der Mathematik, oder in der Meteorologie
(Die Meteorologie hat sich ebenfalls vor Jahrhunderten schon von der Astronomie
getrennt) stehen auf einem stabilen Fuß. D.h. sie haben Grundlagen, die auf
Beobachtungen beruhen und mithilfe von Modellen können sie möglichst genaue Prognosen
machen, aber eben nur wenn die Zusammenhänge hinter Mechanismen verstanden werden
können.
In der Astronomie muss man schon genauer hingucken. Auch
wenn die Astronomie eine Wissenschaft ist, heißt dass nicht, dass sie immer
korrekte Ergebnisse bringt und dass alles was gesagt und behauptet wird
zweifelsfrei stimmt. Dennoch haben sich in den letzten Jahren Methodiken
entwickelt, um an Wissen heran zu gelangen ohne zu spekulieren und ohne
mögliche Lücken dabei zu haben. Das ist aber soweit kein Problem.
Das Sternbild lat. Auriga oder Fuhrmann (Genitiv: Aurigae;
Kürzel: Aur) ist ein nördlich gelegenes Sternbild von einer Rektaszension mit
ca. 04h38m bis 07h31m und einer
Deklination von etwa +28° bis +56° und hat eine Fläche von etwa 657 ½ deg² (Rang
21). In den mittleren Höhen von Mitteleuropa ist Auriga teilweise zirkumpolar,
d.h. das ganze Jahr über sichtbar, da sie soweit nördlich sind und unser
Standort auf dem kugelförmigen Planeten soweit nördlich ist, dass diese
Sternbilder niemals untergehen (z.B. Großer Bär) (und nicht zu verwechseln mit
der nichtuntergehenden Sonne im Mittsommer hoch im Norden, wobei das Phänomen
ein ähnliches ist.)
Der Fuhrmann ist durch die oben genannte Rektaszension und Stellung am Besten im Dezember zu sehen, wobei es auch im ganzen Herbst und Winter gut sichtbar ist. Er sieht aus wie ein recht gutes Sechseck. Der südlichste Stern, Elnath oder Alnath, gehört zum Sternbild des Stier (β Tauri / 112 Tauri), deshalb sieht das Sternbild Auriga in manchen Sternkarten aus wie ein Fünfeck. Früher war er auch dem Sternbild Auriga zugeteilt (Ptolemäus), oder gar beiden Sternbildern. So hieß er nicht nur β Tauri, sondern auch γ Auriga. Nach den modernen Sternbildgrenzen, die von der IAU (Internationale Astronomische Union) festgelegt wurden, gehört er zu dem Sternbild des Stiers (Taurus) und deshalb ist die Bezeichnung „γ Auriga“ ungültig.
Umgebung von Auriga
Geschichte
Auriga war bei den Babyloniern auch schon als Fuhrmann
bekannt (Rukubi). Der lateinische Name Auriga bedeutet so viel wie Steuermann.
Die Römer setzten den griechischen König Erichthonios, der der den Wagen mit
vier Zugpferden erfunden haben soll, der sich deswegen nicht mehr seiner Schlangenfüße
schämte, gleich.
Neueren Deutungen zufolge handelt es sich um einen Hirten, der eine Ziege auf
den Schultern trägt. In Sternatlanten, wie der Uranometria von Johann Bayer oder
anderen Werken von Hevelius und Bode wird der Fuhrmann als einen starken,
bärtigen Mann mit einer Ziege auf dem Arm oder Rücken kunstvoll dargestellt.
Mythologie
Der eben genannte König Erichthonios von Athen war bei den
Römern Sohn von dem Gott Vulkan und bei den Griechen Sohn von Hephaistos und der
Athene.
Nach Eratosthenes wird Theseus‘ Vater Hippolytos nach seinem Tod als Sternbild
am Firmament versetzt.
Sonstiges
Die Nachbarsternbilder vom Fuhrmann sind (von Norden im
Uhrzeigersinn) Camelopardalis, Perseus, Taurus, Gemini und Lynx.
Im Sternbild Auriga liegen zwei Radianten bekannter Sternschnuppenströme (Meteorströme), sie werden meist durch Kometen verursacht, dessen Material sich abgetrennt hat. Die Radianten gehören den Strömen der Alpha-Aurigiden und der Delta-Aurigiden.
Alpha-Aurigiden
Auftritt
28.08 bis 06.09
Maximum
05.09
Radiant
Südl. von Capella
Durchschnittliche stündliche Rate
6
Geozentrische Geschwindigkeit
66 km/s
Ursprung
C/1911 N1 Niess
Delta-Aurigiden
Auftritt
09.10 bis 18.10
Maximum
11.10
Radiant
Bei δ Aur
Durchschnittliche stündliche Rate
2
Geozentrische Geschwindigkeit
64 km/s
Ursprung
ekliptikal
Capella
Auf Capella gezoomt
Der hellste Stern im Sternbild ist Capella, was so viel wie Zicklein bedeutet, (α Aurigae), mit einer Größe von 0,08 mag und somit der sechsthellste Stern am Nachthimmel und auch auffällig. Capella ist ein Doppel-Doppelsternsystem, also ein Doppelstern, der sich umkreist und in jedem Doppelstern ist ein weiteres Doppelsternsystem enthalten. Der eine Doppelstern, A, besteht also aus Aa und Ab, welche beide der Klasse der gelben Riesen angehört und bei dem anderen Doppelstern H/L handelt es sich um zwei Rote Zwerge. Capella bildet auch die nördliche Spitze des bei Sternfreunden bekannten Wintersechseck. Man kann Capella oft deutlich funkeln sehen.
Yeah! 2019, erstes Jahr mit dieser Webseite. Ich denke, ich habe recht schnell gemerkt, wie ich die Beiträge gut machen kann. Besonders verbessert hat es, als ich darauf geachtet habe z.B. inhaltliche Quellen einzufügen, was ich vorher eher nicht gemacht habe. Auch habe ich dann deutlich mehr Bilder in die Beiträge einbezogen und habe das Design der Webseite immer mal wieder etwas umgestaltet. Und es werden auch immer neue Verbesserungen kommen.
Was eher nicht so toll war, waren vielleicht die Seiten an sich. Da habe ich nicht mehr viel mehr dann getan, daran arbeite ich langsam, aber es ist das Haupt-Ding dieser Seite die Hauptseite, da erscheinen etwa jeden dritten Tag durchschnittlich ein Beitrag. Doch so Oktober, September Oktober so kamen nicht ganz so viele heraus.
Unter allen bisherigen Beiträgen aus 2019 war für mich erst der kürzliche Beitrag über OTRAG sehr gut. Oder jetzt schon wieder etwas länger her, im November war das, denke ich, nämlich diesen ausführlichen Beitrag über den Mond. So lange Beiträge kommen bloß an die Grenze des Zeitaufwands von mir und die technische Kapazität, die einem Beitrag nun einmal gesetzt ist. Es hat mir immer Spaß gemacht, die Beiträge zu schreiben für euch und für mich. Gute andere Beiträge auch: 2I/Borisov, Parker Solar Probe, ‘Oumuamua, Neptun und ich habe auch darauf geachtet, dass die Reihe „Die Geschichte der Astronomie“ allgemein auch gut ist.
Im neuen Jahr erwartet gleich am Anfang vermutlich der erste Start meines Projektes. Ich würde dann sehr gerne mein Vorhaben dokumentieren und Bericht erstatten. Ich verrate so viel, dass wir oder ich gerade daran arbeite und bereits ein grobes Startdatum haben: NET März 2020.
Dadurch, dass ich nun das Kompendium der Astronomie habe, habe ich wieder neues Material, über das ich schreiben könnte. Da werde ich mich z.B. der Stellarastronomie widmen oder auch mal der Kosmologie. Auch an dem Serien-Format Eine Ecke weiter werde ich etwas weiter machen. So habe ich Grundlagen in der Raumfahrt vor, was aber auch z.B. „Bernd Leitenberger“ mit seiner Webseite ganz annehmbar macht.
Ich denke, dieses Jahr habe ich auch etwas Reichweite
gesammelt. Ich habe meine Webseite weitergegeben, in meinem privaten Umfeld,
AIG und auch im Verein. Und so empfand ich das erste Jahr als ganz in Ordnung,
was nicht heißt, dass ich meine Reichweite nicht ausbauen könnte. Für die AIG
wünsche ich natürlich auch, dass wir manchmal mehr aktive Mitglieder hätten,
oder dass das Astronomie-Thema manchmal etwas stärker behandelt werden würde.
Oder aber auch, dass man die AIG mit der Webseite stärker verbinden kann.
Einige Zeit nach dem Tycho Brahe die neue Supernova entdeckt hat, beschließt er Dänemark zu verlassen und in das Heilige Römische Reich deutscher Nation zu ziehen. Davon bekam der dänische König (Frederik der II.) Wind und wollte auf jeden Fall nicht auf die Fähigkeiten eines so talentierten Astrologen und Astronom verzichten. Frederik machte ihm darum ein verlockendes Angebot: Ein eigenes Observatorium mit allem möglichen Zubehör und Mitarbeiter, die Kosten übernahm der König was etwas mehr als 1 % des königlichen Einkommens war. Er nahm sein Angebot an und blieb bis sein Nachfolger andere Launen entwickelte.
Er bekommt ein eigenes Observatorium auf der Insel Ven, einer abgelegenen, und auch nicht sehr dicht besiedelten Insel im Öresund zwischen Dänemark und dem heutigen (südlichen Teil von) Schweden. Als Grundbesitzer würde ihm die Pacht von den Bauern der Gegend zustehen. Tycho Brahe ist, oh Wunder, ja auch von adliger Abstammung. Die Pacht garantierte ihm immer ein eingedecktes Einkommen. De facto stellt der dänische König Tycho Brahe als Lehnsherren ein eigenes Stück Land an. Das Angebot nahm er an und so wurde innerhalb der nächsten Monate das Observatorium fertiggestellt. Sein Observatorium wurde Uraniborg getauft und die Bauzeit war tatsächlich von August 1576 bis 1580.
Uraniborg war typisch protzig gestaltet (und
zwar von italienischen und niederländischen Architekten), ästhetisch
ansprechend und nach flämischem Stil gebaut. Es war zwölf Meter hoch und wurde
von Kuppeln, Zinnen und Turmspitzen gesäumt. Der Wohnbereich war ebenso modern,
denn da gab es fließendes Wasser, dafür hatte er sich extra ein hydraulisches
System einfallen lassen (Ob die Wasserqualität gut war?). Es wurde recht
schnell als Schloss Urania oder eben Uraniborg bekannt. Auf Uraniborg hielt
Tycho Brahe zwei große Hunde als Geschenke vom König aus Schottland.
Tycho Brahe tat irgendwie, worauf er Lust
hatte, er war hauptsächlich Wissenschaftler, aber auch Künstler und Handwerker
und ließ öfters auch Musiker einladen. Er holte auch Mechaniker aus Augsburg
auf die Insel Ven, dass sie die präzisesten astronomischen Instrumente seiner
Zeit bauen. Darunter stellten sie Quadranten Sextanten, Armillarsphären,
Astrolabien, Uhren und parallaktische Zollstöcke aus höchster Qualität und ganz
auf der Spitze der Mauerquadrant. Damit konnte Tycho Brahe später auf wenige
Bogenminuten genau die Positionen bestimmen. Auch gründete er eine eigene
Druckerei vor Ort, um seine Ergebnisse unabhängig drucken zu können und seine Manuskripte
nach eigenen Vorstellungen anzufertigen.
So wurde aus Uraniborg das, was sich sein Förderer gewünscht hatte, nämlich das
bedeutendste astronomische Forschungszentrum seiner Zeit auf der kompletten
Erdkugel.
Tycho Brahe entschloss sich 1584 (1586 fertiggestellt) aus
mehreren Gründen eine Art Nebenobservatorium zu errichten, nachdem festgestellt
wurde, dass Uraniborg zu klein für all die Instrumente sei und es außerdem aufweichen
oder sandigen Boden steht. Um den weichen Boden zu umgehen, wurden die
Beobachtungsräume teilweise oder ganz in den Boden eingelassen. Außerdem sollen
so stückweit die Auswirkungen von Temperaturschwankungen und Winde kompensiert
werden. Mit der Armillarsphäre von Stjerneborg konnte sogar eine Präzession von
einer Bogenminute erreicht werden. Stjerneborg war bloß etwa 100 Meter von
Uraniborg weit weg.
Nach Uraniborg und Stjerneborg
1597 beschloss Tycho Brahe samt seiner Ausrüstung endgültig nach Holstein zu ziehen. Anlass war ein Wechsel der Herrschaftsperson. Christian der IV. wurde 1588 König und war nicht mehr bereit so stark Tychos Brahe Arbeiten zu subventionieren. So wurde in dieser Zeit sein Etat mehrmals gekürzt. Wie das so bei Herrschern sein kann, die oft andere Pläne haben und deren Bevölkerung dann nicht immer zu berücksichtigen. Diese alten Leiern eben.
Von dieser Aufbruchstimmung war innerhalb von wenigen Momenten fast nichts mehr übrig. Doch das Schlimmste war laut dem späteren OTRAG-Chef Wukasch, dass Mobutu vier Stunden zu spät zum Start kam und die ätzende Salpetersäure bereits die Dichtungsringe angegriffen haben muss.
Das interessierte natürlich auch stückweit die Supermächte
und besonders jetzt im Kalten Krieg. So starteten Lobbyisten und Geheimdienste
mit vorgehaltener Hand undurchsichtige Kampagnen gegen das Start-up: Machte
Lutz Kayser mit seinen Raketen das europäische Raumfahrtprojekt der
Trägerrakete Ariane zunichte, das Frankreich besonders interessierte? Waren die
Starts von OTRAG in Zaire ein Versuch von Deutschland Raketen herzustellen,
vielleicht sogar mit militärischen Zwecken? Oder noch besser: Baute OTRAG
heimlich für Deutschland Atomwaffen? Rüstete West-Deutschland sich wieder auf?
Die Sowjets schickten ihre Aufklärungsflugzeuge nach Zaire; Rebellen aus Angola setzten ihre Milizen in Marsch und Frankreich und die Staaten entsandten Spione. Der Weltraumbahnhof wurde nun zum Dreh- und Angelpunkt der Weltmächte. Kayser selbst heuerte nun Söldner aus der französischen Fremdenlegion an und bildete seine Mitarbeiter im Wachschutz aus. Spätestens jetzt übernahm die diffuse Angst der Aufbruchstimmung.
OTRAGs Niedergang
Im Sommer 1979 ahnte man noch nichts, aber an jenem Tag
sollte der politische Druck noch mehr wachsen. Im Sommer 1979, auf einer
Schlauchboot-Tour auf dem Luvua-Fluss, der ja den Plateaus von u.a. der
Startbasis umgibt, kamen sieben deutsche OTRAG-Mitarbeiter ums Leben. Sie
stürzten augenscheinlich etwa einen 30 Meter hohen Wasserfall runter. Schnell
verbreiteten sich wieder Verschwörungstheorien: War es ein Mordanschlag,
möglicherweise durch sowjetische Hand? Die letzte Warnung der Supermächte an
Kayser? Oder waren es die angolanischen Terroristen? Der Fall wurde natürlich
nicht geklärt. OTRAG flog die Leichen nach Deutschland zurück.
Wegen des großen politischen Druckes durch die internationalen Anspannungen des Kalten Kriegs kündigte Mobutu den Vertrag mit Kayser. Dessen Weltraumunternehmen fand in Libyen, am der Oase Sebha einen neuen Ort. Sie starteten von dort aus, unter Verschluss natürlich, etwa 80 weitere Raketen, deren Erfolg unbekannt ist, wegen dieser strengen Geheimhaltung. 1982 wurde Lutz Kayser nach Hause geschickt und Libyens Diktator Muammar al-Gaddafi übernahm die Raketenversuche. Doch auch diese Tätigkeit wurde eingestellt. 1986 beendete OTRAG schließlich ihre Geschäftstätigkeit und war damit gescheitert.
War es deren Motto „Low Cost“, was vielleicht doch nicht so
einfach zu erreichen war? Oder lag es an der heiklen politischen Situation, die
die OTRAG unter einem Druck zerbröseln ließ? Es war sicher beides irgendwie.
Das was OTRAG zurücklässt
Ulrich Walter, einer der bekanntesten Raumfahrt-Gesichter aus Deutschland, auch ehemaliger Wissenschaftsastronaut und jetzt Professor an der TU München, meint: „Prinzipiell können Raketen wie die von OTRAG funktionieren. Allerdings: Wenn ich viele Triebwerke bündle, ist die Wahrscheinlichkeit sehr groß, dass eine oder mehrere Triebwerke ausfallen. Dann ist die Rakete kaum mehr zu steuern.“ Von diesem Problem wussten damals auch die OTRAG-Techniker und montierten zu jedem Triebwerk ein Sensor, der sobald ein Ausfall festgestellt wurde, das achsensymmetrisch gegenüberliegende Triebwerk mit einem Computer auch ausschaltet. Dazu meint Walter jedoch: „Auch Sensoren funktionieren oft nicht oder zeigen falsch an. Das Problem bei gebündelten Antrieben besteht darin, die Ausfallkomplexität in den Griff zu bekommen. Unmöglich ist das nicht, […]“ Nach seiner Kenntnis arbeitet deswegen weltweit gerade niemand mit diesem OTRAG-Konzept.
Lin Kayser arbeitet bei Hyperganic AG und stellt rein zufällig die Software für die 3D-gedruckten Triebwerke von Isar Aerospace her, dessen Onkel rein zufällig Lutz Kayser war.
Lutz Kayser auf Bikendrik.
Lutz Kayser verweilte von 2007 bis zu seinem Tod im November 2017 auf Bikendrik Island, die er für 99 Jahre gepachtet hat.
Der Komet Borisov ist das zweite interstellare Objekt, welches unser Sonnensystem durchfliegt. Er ist jedoch eher wie ein gewöhnlicher Komet – im Gegensatz zu ‘Oumuamua. Was ein Komet ausmacht. Über Borisovs Entdeckung
In diesen Tagen bietet sich jedoch eine einmalige
Gelegenheit ihn noch genauer zu erforschen: Am 08. Dezember passierte er sein
Perihelion von etwa 2 AE. So kann er etwas näher betrachtet werden, denn mit einer
Exzentrizität von etwa 3,36 befindet er sich auf einer hyperbolischen Bahn und
wird also wieder in einigen Jahren oder Jahrzehnten das Sonnensystem verlassen.
So hat also unser außerirdischer Freund vor Millionen, oder gar Milliarden
Jahren ein anderes, fremdes Sonnensystem verlassen.
Entdeckungsgeschichte
Am 30. August dieses Jahres 2019 (Ortszeit 29. August)
entdeckte Gennadij Borisow durch sein eigen gebaut und designtes 65-cm-Teleskop
ein schwaches Leuchten mit einem breiten, kurzen Schweif. Borisov ist
tatsächlich nicht besonders groß. Er sah den Kometen kurz vor Morgengrauen in
seinem Teleskop. Dem Amateurastronom Borisov ist es bereits sein achter Komet,
aber noch nie hat er natürlich einen interstellaren Kometen entdeckt. „Es war
ein großes Glück, dass ich so einzigartiges Objekt zu Gesicht bekomme“, sagte er
(scheinbar) zu Alexandra Witze (s. Quelle).
Blick auf unser Sonnensystem
2I/Borisov unterscheidet sich sehr von seinem Vorgänger ‘Oumuamua,
welcher bereits 2017 in unser inneres Sonnensystem vorgedrungen war. (Es machte
weltweit öfters Schlagzeilen, und habe ich eigentlich schon vom Projekt Lyra
erzählt?) (ersten) Schätzungen zufolge soll es 1026 von solchen interstellaren Kometen in unserer
Milchstraße geben. Ausgeschrieben ist das die Zahl 10‘000‘000‘000‘000‘000‘000‘000‘000!
Sie entstehen vermutlich in der Entstehungsphase junger
Sterne, wenn sich die Planetesimale in den Akkretionsscheiben um das Masse
Zentrum, junger noch heißer Sterne, welche aus Gas und Staub bestehen, bilden. Sie
werden bei nahen Begegnungen von größeren Objekten zum Beispiel aus gravitativen
Gründen aus dem jeweiligen Sternsystem herausbefördert. Den Simulationen aus der
Quelle zufolge würdenmehr als 90 % der Planetesimale und Kometen in dieser
Entstehungsphase von Planeten aus einem Sternsystem herausgeschleudert.
‘Oumuamua und Borisov geben bereits einen ersten Blick auf
die Physik, Dynamik und Chemie junger Sternsysteme außerhalb von unserem. So
kann man erfahren, ob unser Sonnensystem irgendwie hinsichtlich der Stoff-Zusammensetzung
einzigartig ist, auch getrennt davon, dass der Aufbau unseres Sonnensystems
ebenso einzigartig ist.
Anders als bei ‘Oumuamua, der erst bei der Abreise sozusagen
entdeckt worden war, konnte Borisov schon vor dem Perihelion finden. Das ermöglicht
uns Wissenschaftlern natürlich mehr Zeit um Borisov zu untersuchen. Aus dem
Grund kann man über Borisov auch mehr erfahren und somit auf chemische
Verbindungen von seinem Herkunftsstern schließen. Der Herkunftsstern ist
unbekannt, oder konnte ihn nicht herausfinden.
Die interstellaren Objekte
Die Astronomen hatten als ein erstes interstellare Objekt
sich tatsächlich einen gewöhnlichen Kometen vorgestellt, der aus einer anderen
Oortschen Wolke stammt. Die Oortsche Wolke ist eine Region, in der kugelförmig
(mehr oder weniger) isotrop verteilt, viele Milliarden Kometen sind. Die
Oortsche Wolke dehnt sich bis zu etwa einem Lichtjahr aus. Falsch gedacht!
‘Oumuamua war kleines, mysteriöses Objekt, etwa 4-mal länger als breit, vielleicht auch 10-mal länger als breit. Ungefähr 700 Meter lang. Im Vergleich zu den konventionellen, gewöhnlichen Kometen, die wir aus unserem Sonnensystem kennen, ist ‘Oumuamua also winzig! ‘Oumuamua hat auch eine dunkle Albedo, noch dunkler, als bei gewöhnlichen Kometenkernen. Er hat keinen feststellbaren Schweif, hatte allerdings eine Beschleunigung beim Abflug hingelegt, wie wir sie von Kometen auch kennen. Auch taumelte der ‘Oumuamua unkontrolliert herum – eine unberechenbare Rotation aus drei Achsen. Viel mehr konnten die Wissenschaftler nicht herausfinden.
Borisov sieht hingegen ziemlich üblich für einen Kometen aus. Wissenschaftler und Untersuchungen laufen im Moment auf Hochtouren für Borisov, für ihn sind freilich einige Teleskope gebucht. So sind die Wissenschaftler, wie z.B. Karen Meech brennend daran interessiert, ob er sich mit der chemischen Signatur vom Sonnensystem übereinstimmt. Borisov hat einen erstmals geschätzten Durchmesser von zwischen 2 und 16 Kilometer, am wahrscheinlichsten ist er vielleicht etwa 2 Kilometer groß und hat seine größte Annäherung zur Erde am 28.12.2019 von etwa 289,7 Millionen Kilometer. Borisov scheint rötlich gefärbt zu sein. Seine Oberflächenzusammensetzung ist wie erwartet: Ähnlich einem Kometen aus der Oortschen Wolke und auch eher wie ein langperiodischer Komet.
Nach der Entdeckung von ‘Oumuamua haben die Wissenschaftler schon gedacht, dass sie ihre Vorstellungen von interstellaren Objekten überdenken müssen. Mit der Entdeckung von Borisov seien die Wissenschaftler mehr beruhigt. Wobei man sagen muss, dass nach zwei interstellaren Objekten eigentlich noch keine feste Aussage gemacht werden kann.
Alle Neuigkeiten bisher
Neue Informationen waren nach der Information, dass es wegen
der hyperbolischen Bahn ein interstellares Objekt sein muss, absolut zu
erwarten.
Schon drei Wochen später richteten eine Gruppe von Astronomen um unbekannt von der
IAC das 4,2-Meter-William-Herschel-Teleskop nach Borisov aus und entdeckten im
sichtbaren Spektrum die Spektrallinien von Cyanid(-gas), die vom Kometenkern
wegströmen. (Emissionsline bei 388 nm) So haben sie das erste Mal die
Emissionen von einem Gas von Kometen festgestellt, welcher von außerhalb
unseres Sonnensystems kommt.
Am 11. Oktober 2019 wies ein anderes Team mit einem 3 ½-Meter-Teleskop
in New Mexico atomarer Sauerstoff nach. Er kommt vielleicht von Wasser, das sich
im Kometenkern aufspaltet. Dass Cyanidgas und Wasser auftaucht ist allerdings keine
Seltenheit und auch bei unseren Kometen üblich.
Auch sei die Evidenz von diatomarer Kohlenstoff wurde
berichtet, jedoch noch nicht bestätigt. Das Massenverhältnis von C2
zu CN (Das ist Cyanid) soll aber demnach weniger als 0,3 liegen, was bedeutet,
dass es etwas mehr als 3-mal soviel CN auf 2I/Borisov gibt, als C2.
Chancen
Im Laufe der nächsten Wochen werden sind mit neuen
Ergebnissen zu rechnen. Die Wissenschaftler und ich auch, hoffe, ob man durch
Borisov lernen kann und besser verstehen kann, wie es in fremden Sonnensystemen
mit der chemischen Zusammensetzung ist, und wie viele Besucher wie ‘Oumuamua
und Borisov in den nächsten Jahren und Jahrzehnten kommen mögen. Tatsächlich
haben die Forscher nicht erwartet in so kurzer Zeit zwei interstellare Objekte
zu entdecken.
Auch versuchen andere durch Simulationen am Computer herauszufinden, wo die
zwei interstellare Objekte herkommen – gar nicht so einfach, denn sie können in
der Nähe eines Planemos vorbeigekommen sein, bei seinem letzten Stern auch nur
ein Besuch gemacht haben.
i4is
Die Grafik stellt den Kurs und die Manöver dar.
Auch bei Borisov hat die i4is Machbarkeitsstudien durchgeführt, wie man an die interstellaren Objekte herankommen kann. Bei ‘Oumuamua wäre es einfacher, denn er ist nicht ganz so schnell, wie Borisov. Laut i4is könnte man, hätte man Borisov früher entdeckt (Startdatum Juli 2018) mit einer Rakete der Falcon Heavy z.B. recht energetisch einfach eine bis zu 2 Tonnen schwere Nutzlast losschicken können.
Es würde nur noch
gehen können, wenn man am 16. Januar 2030 eine extreme Schwerlastrakete, wie
das SLS starten könnte – aktuell wäre die Vorbereitung und die Erprobung der
noch nicht ganz fertigen SLS das leider erst in 5 Jahren. Aber wenn, dann
müsste Richtung Jupiter fliegen, innerhalb von wenigen Monaten, am 13. November
2031, und dann beim Jupiter durch ein Fly-By-Manöver stark abbremsen, dass man
in der Nähe der Sonne am 22. Juli 2032 den vollen Schub liefert, vielleicht mit
Festtreibstoffraketen, und dann am 21. März 2045 bei einer relativen
Geschwindigkeit von 34 km/s den Borisov einholen könnte. Jedoch könnte die
Nutzlast nur noch in der Größe eines CubeSats sein (3 kg).
Die Tabelle zeigt, was nötig für die zwei Manöver wäre.
Die Parker Solar Probe, benannt nach dem US-Astrophysiker Eugene N. Parker startete bereits am 12 August 2018 um 09:31 MESZ und soll zur Erforschung des Sonnenwindes, der Korona und der Sonne an sich fungieren. Der Astrophysiker Eugene N. Parker prägte dabei den Begriff „solar wind“. Das Wissen um die Sonne, das von Parker Solar Probe gesammelt wird, kann vielleicht auch das Verhalten von anderen Sternen besser erklären. Auch soll das Wissen besser uns Bescheid geben, wie man den Sonnenwind besser voraussagen kann und den Schaden, den es auf der Erde, oder im Weltraum erzeugen kann zu minimieren, denn außerhalb der Erde schützt Technologie kein Magnetfeld und ist leichter angreifbar.
Missionsziele
Den Mechanismus erforschen, der die Korona auf
mehrere Millionen Kelvin aufheizen kann und den Sonnenwind beschleunigt
Die Struktur des Plasmas und Magnetfeld am
Entstehungsort des Sonnenwinds
Den Mechanismus, der die energiereichen Teilchen
beschleunigt und transportiert.
Die äußere Korona wird zu Klärung dieser genannten Ziele
statistisch ausgewertet. Die Parker Solar Probe wird sich bis zu 8,5
Sonnenradien der Sonnenoberfläche annähern. Das sind 0,04 AE oder etwas mehr
als 5,9 Mio. Kilometer.
Frühe Planung
Die erste Idee, die Sonne aus der Nähe zu erkunden, wurde
bereits im Oktober 1958 in einer Studie vorgeschlagen. Da die Umsetzung
aufgrund der hohen Temperaturen in Sonnennähe nicht möglich war, weil diese
Temperaturen dauerhaft nicht beherrschbar waren, wurden bis dato nur Studien
durchgeführt.
In den 70ern gab es als Gemeinschaftsprojekt der DLR und der
NASA die Mission mit den Raumsonden Helios 1 und 2, die jedoch nicht annähernd
so nahekommen werden, wie die Parker Solar Probe.
Ursprüngliche Planung
MMRTG: Radionuklidbatterie
Nach der Ursprünglichen Planung war es vorgesehen, die Parker Solar Probe von einer Atlas V (551) und einer zusätzlichen Kickstage (Star-48) aus gestartet werden sollte und zum Jupiter geflogen wäre. Von dort aus hätte man mit einem Swing-by-Manöver umgelenkt in eine hochelliptische Bahn, welche senkrecht zur Ekliptik stehen würde. Deren Perihel der Bahn nach dem Swing-by würde nur noch 3 Sonnenradien oberhalb der Sonnenoberfläche liegen. Als Hitzeschild war ein kegelförmiger Schild vorgesehen. Er ist 2,7 m breit und im Schatten würde die Sonde selbst liegen. Lediglich Plasmaantennen würden aus der geschützten Fläche herausragen. Da so keine Solarzellen oder Solarpanele einsetzbar wären, durch die enorme Nähe zu der Sonne im Perihel und der Ferne im Aphel, würden stattdessen MMRTGs eingesetzt werden. Während der ca. Neun Jahre andauernden Mission würde die Parker Solar Probe zweimal das Perihel von 4 Sonnenradien über dem Sonnenmittelpunkt passieren. Jedoch war der NASA das Konzept wegen den MMRTGs zu teuer.
Design
Die Parker Solar Probe
Die NASA gab dem Applied Physics Laboratory (APL) der Johns Hopkins University (JHU) 2009 nun erneut den Auftrag um eine Sonde für eine Sonnenmission. Sie planten und designten eine stark modifizierte Parker Solar Probe. Die Startmasse der PSP-Nutzlast beträgt etwa 685 kg. Sie ist im Endeffekt 3 Meter hoch, hat einen maximalen Durchmesser von 2,3 Meter und einen minimalen Durchmesser von nur einem Meter an dem Adapter zum Träger.
Hitzeschild
Dadurch, dass nun die Parker Solar Probe 24-mal anstatt 2-mal
der Sonne nahekommt, aber einen größeren minimalen Abstand zur Sonne hat, als
vorher, muss der Hitzeschild nicht mehr soviel leisten. Die Wärmeeinstrahlung
beträgt nur noch ein Sechzehntel. Der Hitzeschild hat einem Durchmesser von 2,7
Meter und ist 17 Zentimeter dick. Die sonnenzugewandte Seite des Hitzeschildes
muss bis zu 1430 °C aushalten können. Der Hitzeschild muss also etwa einen
Wärmefluss von fast 1 MW/m2 aushalten können. Die Sonneneinstrahlung
ist somit etwa 650-mal intensiver als bei uns in 1 AE Entfernung. Da fragt man
sich, ob man diese Energie nicht für die Parker Solar Probe nutzen könnte.
Energieversorgung
Die Sonde befindet sich ständig im Schatten des Hitzeschildes. Zur Energieversorgung besitzt sie zwei verschiedene Solarzellensysteme. Die primären Solarzellen sind an zwei entgegenliegenden Seiten der Sonde und sind im Grunde Solarpanele. Sie können bei der Annäherung an die Sonne um bis zu 75° geschwenkt werden und sie werden, wenn sie der Sonne näher als 0,25 AE kommen, wie beim Start schon, eingefaltet. Die sekundären Solarzellen sind am Rumpf und übernehmen nach den primären Solarzellen bei der Annäherung an die Sonne. Es sind Hochtemperatur-Solarzellenflächen und werden von der Rückseite Flüssigkeitsgekühlt. Während der Annäherung an die Sonne werden sie weiter eingezogen. Die Solarzellen können bis zu 388 W elektrische Leistung erzeugen.
Kommunikation
Die Datenübertragung funktioniert mit einer Parabolantenne
im Ka-Band mit einer Sendeleistung von 34 W. Die Parabolantenne hat
einen Durchmesser von 0,6 Meter und ist befindlich an einem ausklappbaren Mast.
Sie wird bei einem Sonnenabstand von 0,59 AE oder weniger eingeklappt. Somit
ist bei der Annäherung keine Kommunikation möglich. So müssen zwingend alle
Daten, die gesammelt werden gespeichert werden können, ohne, dass die Daten sich
zersetzen. Trotzdem besitzt sie mehrere X-Band-Rundstrahlenantennen zur
Übermittlung von Telemetrie-Daten und Empfang von Steuersignalen, die
vielleicht Kurskorrekturen beinhalten können. Diese Antennen befinden sich
dauerhaft unter dem Schutz des Hitzeschildes.
Missionsverlauf
Bevor die Parker Solar Probe am 12. August startete, wurde sie und ihren Instrumenten intensive Tests unterzogen, so etwa im Sommer 2017. Sie wurde im darauffolgenden Herbst an das Goddard Space Flight Center ausgestellt. Am 02. April 2018 wurde sie nach unzähligen Tests zum Cape Canaveral geflogen.
Am 11. August 2018 sollte sie eigentlich starten, jedoch musste der Start wegen technischen Problemen um den Heliumdruck um einen Tag verschoben werden. Das Startfenster war bis zum 23. August offen. Der Start erfolgte dann schließlich tatsächlich am 12. August um 09:31 MESZ (03:31 EDT) mit einer Delta IV Heavy, einer Schwerlastrakete von ULA (United Launch Alliance).
Der erste Venus-Swing-by erfolgte getreu dem Plan am 03. Oktober 2018 bereits. Die erste Annäherung ging bis zu 35,7 Sonnenradien an die Sonne heran (Das sind etwa 0,166 AE / 24,85 Mio. km). Nach sieben Venus-Fly-by-Manövern kann sich die Parker Solar Probe auf maximal 5,9 Mio. km oder 8,5 Sonnenradien der Sonnenoberfläche annähern. Im Perihel soll sie dann 194 bis 195 km/s erreichen, also um die 700‘000 km/h (deswegen gibt man sowas auch in km/s an). Ich denke, dass mit der Orbitalmechanik werde ich mal wann anders aufgreifen. Diese endgültige Umlaufbahn hat dann eine Inklination von 3,4° zur Ekliptik und eine Umlaufszeit von 88 Tagen. Die Missionsdauer wurde auf 24 Orbits angesetzt, dass entspricht etwa 2‘112 ± 12 Tagen (Unsicherheit kommt von der Auf-/Abrundung)
Die Parker Solar Probe hat im Wesentlichen vier Experimente
dabei:
FIELDS misst elektrische und magnetische Felder und Wellen sowie die Plasma- und Elektronendichte.
IS☉IS (Integrated Science Investigation of the Sun) beobachtet hochenergetische Teilchen wie Elektronen, Protonen und Ionen im Bereich von wenigen 10 keV bis 100 MeV, die mit den Sonnenwindmessungen und Strukturen der Sonnenkorona korreliert und verwendet werden sollen. Die Schreibweise von IS☉IS hat in ihrer Mitte das (astrologische) Symbol der Sonne.
WISPR (Wide-field Imager for Solar PRobe) ist eine Art von Teleskop, welches die Korona und die innere Heliosphäre und den Sonnenwind beobachten. Dabei soll es Strukturen wie Schocks, Wellen oder Verdichtungen etc. sichtbar machen und aufspüren)
SWEAP (Solar Wind Electrons Alphas an Protons Investigation) ist ein Trio aus Partikelzähler zur Geschwindigkeitsbestimmung, Dichte und Flussrate, Temperatur von den Elektronen, Protonen und der Alphateilchen (Heliumkerne)
Aus unbekannter Ursache kommt es zu Verwirbelungen im
Magnetfeld der Sonne, weil stark geladene Teilchen die Magnetfelder des
Sonnenwinds „zerreißen“, so dass der Sonnenwind Schleifen fliegen und teilweise
stark gebremst werden. Das Phänomen wird Switchback genannt und dauert nur
wenige Minuten. Es scheint, als ob dieses Phänomen nur innerhalb der Merkurbahn
auftritt und auch, dass es oft zu diesem Phänomen kommt.
Auch dreht sich der Sonnenwind durch die Rotation der Sonne
anders als erwartet. Durch die Rotation der Sonne wird der Sonnenwind auch in diese
Richtung gezogen, jetzt ist diese seitliche -radiale – Bewegung stärker als
gedacht, wobei allerdings ab einer gewissen Entfernung diese radiale Bewegung
aufhört.
