Astronomische Seltenheit – Zum Jahresende 2020

Große Konjunktion aus Jupiter und Saturn am 21.12.2020

Die Große Konjunktion ist ein wiederkehrendes Ereignis der Planeten Jupiter und Saturn, zu dieser Zeit befinden sie sich äußerst nahe am nächtlichen Himmel. Die Annäherung der Planeten dauert einige Monate und in dieser Zeit entfernen sie sich auch einige Male, denn wir beobachten beide Planeten von der Erde aus, die sich auch um die Sonne bewegt. So kommt es nämlich, dass die Planetenbewegung innerhalb eines Erdenjahrs eine Schleifenbewegung macht. Es ist super selten, denn die Umlaufszeiten von denen dauern beim Jupiter 11 Jahre, 314 Tage und 19 Stunden, sowie beim Saturn 29 Jahre, 166 Tage 19 Stunden.

Hier sind die Planetenschleifen nochmal visualisiert. Da sich die Erde E und der Mars M um die Sonne S drehen und die Erde schneller als der Mars sich bewegt, sowie wir Erdenbeobachter nicht im Zentrum der Bewegungen stehen, kommt es, dass von der Erde aus der Mars eine Schleife macht. Bildquelle: Frog23, CC BY-SA 3.0 https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0, via Wikimedia Commons; https://upload.wikimedia.org/wikipedia/
commons/b/b3/Mars_Loop.gif
Die projizierten Planetenpositionen in 7 Fälle in der Grafik gezeigt. Bildquelle: Schorschi2, CC BY-SA 3.0 https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0, via Wikimedia Commons; https://upload.wikimedia.org/wikipedia/
commons/5/59/Konstruktion_Planetenschleife.png

Wenn wir jetzt wissen wollen, wie oft eine Große Konjunktion geschieht, müssen wir die Umlaufszeiten vergleichen. Im Verhältnis gesetzt, entdecken wir, dass Saturn und Jupiter im 2:5-Verhältnis stehen (genau: 2:4,966 65). Diese Zahl bedeutet, dass nach zwei Saturnumläufe fünf Jupiterumläufe geschehen. Also sind nach ca. 58 Jahren und 334 Tagen Jupiter und Saturn ungefähr wieder in ihrer Ausgangsposition. Natürlich, da das Verhältnis nicht perfekt ist, wird die Zusammenkunft um 8,094 7 Grad jedes Mal weiter nach Westen verschoben.
Jetzt gibt es zwei Ansätze auf die Zeit zu kommen, die es braucht, damit es wieder zu einer Großen Konjunktion kommt. Einmal können wir nach deren Umläufe schauen und die mittlere Winkelgeschwindigkeit berechnen und schauen dann, nach was für einer Zeit sie wieder beieinanderstehen. Oder man bemüht die Synodischen Umlaufszeiten der beiden Planeten, das ist die Zeit, die es zur nächsten Opposition dauert, also wenn die Erde von der Sonne aus gesehen in einer Linie mit dem Zielplaneten steht. Diese Zeit variiert, je nachdem wie nah man am Zielplaneten ist, also wie ähnlich die Entfernung zur Sonne (oder die Umlaufszeit) der beiden Planeten ist, die man für die Synodische Umlaufszeit ansieht. Kurz: Die Zeit, die die Erde braucht, wieder auf einer Linie mit einem anderen Planeten zu sein, wobei der andere Planet sich ja auch noch bewegt. Wenn der Planet weiter von der Sonne weg ist als die Erde, benötigt die Erde immer mehr als ein Jahr wieder auf gleicher Linie zu sein, ist der Planet näher an der Sonne dran, dann kann diese Zeit auch kürzer sein, wenn der Planet aber mehr als 50 % der Sonne-Erde-Entfernung (AE = Astronomische Einheit) hat, dann ist die Synodische Umlaufszeit größer.

Wenn man die Tagesanteile der Bewegung im Sonnenumlauf des Jupiters, mit dem des Saturns in Differenz setzt, also der 4 332,589te Teil des Sonnenumlaufs des Jupiters minus dem 10 759,22te Teil des Sonnenumlaufs des Saturns ergibt einen 7 253,455ten Teil, also 7 253,455 Tage zwischen zwei Großen Konjunktionen mit diesem Ansatz und diesen Daten
Die Synodische Umlaufszeit des Jupiters beträgt 398,88 Tage und die des Saturns 378,09. Wenn man diese ins Verhältnis setzt, kommt 0,94 787 906… heraus. Wenn man diese Zahl von der 1 abzieht, erhält man 0,052 120 939… . Wenn man diesen Wert umkehrt, bekommt man 19,186 147 periode, multipliziert mit der Anzahl an Tagen im Jahr bekommt man 7 007,855 Tage.

Ich denke die obere Variante ist genauer, denn wir wissen hier die Umlaufszeit auf einige Minuten genau und die Synodische Umlaufszeit ist da nicht so sehr vergleichbar. 7 253,455 Tage sind 19 Jahre, 313 Tage und 14 Stunden. Wenn also die Große Konjunktion von 2020 am 21. Dezember um 18:30 Uhr UTC (circa) ist, wäre ja rein theoretisch die nächste dann am 30. Oktober 2040 um 08:30 UTC (circa). Tatsächlich schreibt die Tabelle in der Wikipedia, dass die nächste Große Konjunktion am 31. Oktober 2040 um ca. 12 Uhr UTC sein wird. Vermutlich haben sie mit noch genaueren Werten gerechnet, unsere Rechnung weicht auch nur um wenige Stunden ab.

Einer meiner “Schau”-Videos auf YouTube, hier über die Große Konjunktion.

Und zum Schluss noch was über allgemeine Daten. Jupiter und Saturn sind beide Gasriesen und umlaufen die Sonne in ca. 770 Millionen Kilometer und 1 425 Millionen Kilometer Entfernung, (während der Konjunktion: 762,83 Mio. km und 1 494,28 Mio. km, Die Entfernung untereinander beträgt 733 212 000 Kilometer). Jupiter hat einen volumetrischen Radius von 69 911 Kilometern und Saturn 58 232 Kilometer. Jupiter hat eine Masse von 317,83 Erden während der Saturn eine Masse von 95,16 Erden hat. Die nächste Annäherung von Jupiter und Saturn ist bei ca. 49,1 Grad Nord und 8,5 Grad Ost um etwa 19:26 MEZ am 21.12.2020 und damit nicht sichtbar, da die beiden Objekte zu dem Zeitpunkt um ca. 18:53 MEZ untergehen. Lörrach: 19:01; Flensburg: 18:22. Je nach Örtlichkeit lohnt es sich am 21. Dezember gegen 17:30 bis 18:00 zu beobachten, da Jupiter und der Saturn von der Sonne nur etwa 30 Grad (ungefähr 3 Hände bei ausgestrecktem Arm) entfernt sind, und es schwierig wird die Konjunktion zu beobachten, da wenn es hierzulande dunkler wird, wandern die zwei Planeten immer stärker Richtung Horizont, dort wo sich auch am meisten Dunst aufhält. Also ist es auch ratsam an eine höhergelegene Stelle, und auch möglichst weit Richtung Südwest dafür fahren, zu beobachten, zum Beispiel am Feldberg. Wie gerade eben erwähnt, stehen Jupiter und Saturn Richtung Südwesten und sind übrigens kaum zu übersehen: Jupiter hat eine Helligkeit von ca. -1,97 mag und Saturn +0,63 mag mit einer minimalen Distanz von 00°6′6″, das ist etwa nur ein Fünftel des scheinbaren Erdmonddurchmessers!

Quellen:

Sensation: Haben wir Anzeichen für Leben in der Venusatmosphäre entdeckt?

Am 14.09.2020 gegen 16 Uhr, genaue Uhrzeit weiß ich nicht mehr, schrieb ich als Kurznews in die Seitenleiste von GSA:

Neueste Entwicklungen in der Astronomie zeigen, dass es große Mengen an Phosphane in der Venusatmosphäre gibt, das hat man durch spektrografische Analysen herausgefunden. Jetzt ist es so, dass es nicht viele Wege gibt, wie das Phosphan entstehen können. Das einfachste Molekül (Monophosphan) aus der Reihe der Phosphane ist eine Verbindung aus 3 Wasserstoffatomen und einem Phosphoratom und kann im Grunde nur biologisch oder im Labor entstehen. Die Zeichen auf Leben in der Venusatmosphäre waren schon gegeben. Während es auf der Oberfläche der Venus um die 450 °C bei ca. 91,5 Bar herrschen, gibt es in 40 bis 50 km Höhe angenehmere Werte. Die darüberliegenden Wolkenschichten schützen diesen Bereich vor harter UV-Strahlung und immer wieder auftauchende Verfärbungen der dichten Wolkenschicht zu sehen. Die russischen Venera-Raumsonden versuchten in den 70ern und frühe 80er die Venus zu erreichen, jedoch ohne großen Erfolg. Den gewaltigen Druck, Hitze und auch Schwefelsäure in der Venusluft hielten sie nicht lange aus. Über dieses Thema gibt es von der Royal Astronomical Society um 17:00 am 14.09 eine Pressekonferenz (und mit deutschsprachigen Kommentaren hier) und es folgt auch noch ein Beitrag auf GSA.

Genau! Und die Royal Astronomical Society (RAS) hat gemäß der Ankündigung ihre Pressekonferenz gegeben. Bereits einige Stunden vorher wurde von Presseleuten, die nicht unter einem „Embargo“ bis zur Pressekonferenz standen, „geleakt“. Einige Informationen mussten dann doch wieder gelöscht werden und so konnte eine zusätzliche Aufgeregtheit verbreitet werden. In der deutschen Astronomie-Szene auf YouTube haben dazu viele YouTube-Kanäle darauf aufmerksam gemacht und die Pressekonferenz, die ebenfalls auf YouTube veröffentlicht wurde, aber fand in einer Schaltung von dem mittlerweile gut bekannten Anbieter „Zoom“ statt. Was gibt es also über diese Ereignisse zu berichten?

Bevor wir die Pressekonferenz genau analysieren, werfen wir einen kurzen Blick auf die Zusammenfassung der in Nature Astronomy veröffentlichten Studie über dieses brisante Thema.

Measurements of trace gases in planetary atmospheres help us explore chemical conditions different to those on Earth. Our nearest neighbour, Venus, has cloud decks that are temperate but hyperacidic. Here we report the apparent presence of phosphine (PH3) gas in Venus’s atmosphere, where any phosphorus should be in oxidized forms. Single-line millimetre-waveband spectral detections (quality up to ~15σ) from the JCMT and ALMA telescopes have no other plausible identification. Atmospheric PH3 at ~20 ppb abundance is inferred. The presence of PH3 is unexplained after exhaustive study of steady-state chemistry and photochemical pathways, with no currently known abiotic production routes in Venus’s atmosphere, clouds, surface and subsurface, or from lightning, volcanic or meteoritic delivery. PH3 could originate from unknown photochemistry or geochemistry, or, by analogy with biological production of PH3 on Earth, from the presence of life. Other PH3 spectral features should be sought, while in situ cloud and surface sampling could examine sources of this gas.

Nature Astronomy / Jane S. Greaves, 
Anita M. S. Richards, 
William Bains et al. (https://www.nature.com/articles/s41550-020-1174-4)

Was der Google Übersetzer übersetzt als:

Messungen von Spurengasen in Planetenatmosphären helfen uns, andere chemische Bedingungen als auf der Erde zu untersuchen. Unser nächster Nachbar, Venus, hat Wolkendecks, die gemäßigt, aber hyperazid sind. Hier berichten wir über das offensichtliche Vorhandensein von Phosphingas (PH3) in der Venusatmosphäre, wo Phosphor in oxidierter Form vorliegen sollte. Einzeilige Millimeterwellenband-Spektraldetektionen (Qualität bis zu ~ 15σ) (Anm. von mir: 15 Sigma ist eine äußerst hohe Wahrscheinlichkeit) von JCMT- und ALMA-Teleskopen haben keine andere plausible Identifizierung. Atmosphärisches PH3 bei einer Häufigkeit von ~ 20 ppb wird abgeleitet. Das Vorhandensein von PH3 ist nach eingehender Untersuchung der Steady-State-Chemie und der photochemischen Pfade ungeklärt. Derzeit sind keine abiotischen Produktionswege in der Atmosphäre, den Wolken, der Oberfläche und dem Untergrund der Venus oder durch Blitz-, Vulkan- oder Meteoritenabgabe bekannt. PH3 könnte aus unbekannter Photochemie oder Geochemie oder in Analogie zur biologischen Produktion von PH3 auf der Erde aus dem Vorhandensein von Leben stammen. Andere spektrale PH3-Merkmale sollten gesucht werden, während in situ Wolken- und Oberflächenproben die Quellen dieses Gases untersuchen könnten.

Philip Diamond, der Direktor der RAS, beginnt mit einer knappen Begrüßung und Einleitung (z.B., dass sie 4 000 Astrophysiker und Geophysiker in der ganzen Welt beherbergen und betont die Internationalität der Organisation) und stellt die Teilnehmer der Videokonferenz vor. Da gäbe es die Prof. Jane Greaves von der Cardiff University, außerdem noch Cesaro Seeger und Dr. William Baines der MIT (Massachusetts Institute of Technology). Die Veröffentlichung der Studie hat insgesamt auch 19 Autoren von z.B. der East Asian Observatory, Cambridge Imperial College, The Open University, Royal Observatory Greenwich, vom ALMA in der chilenischen Wüste und der Kyoto Sango University. Abschließend stellt er den knappen Aufbau der Videokonferenz: es gibt kleine Präsentationen von den Teilnehmern der Pressekonferenz und hinterher die Pressefragen aus der Zoom-Schaltung.

Als die Jane Greaves beginnt ihre kleine Präsentation zu beginnen, haben sie ihre Studie in Nature Astronomy veröffentlicht. Sie fängt an von ihrer Beobachtung zu sprechen. Sie hätten Phosphan in der Venusatmosphäre entdeckt. Sie erklärt, dass die Aufregung der Wissenschaft daherkomme, dass Phosphan auf der Erde von Kleinstlebewesen ausgeschieden werde, welche in Sauerstoffatmosphären leben und dass man das auf die Wolken der Venus übertragen könne. Die Oberfläche der Venus wäre in Vergangenheit kühler als die heute sehr heiße Venus und dass dann daher möglicherweise die theoretischen Lebensformen herkämen. Allerdings wären die Lebensbedingungen heute in der Atmosphäre der Venus auf der Höhe von 40 bis 50 Kilometer wegen starkem währendem Wind und hochsauren Wolken ebenfalls unfreundlich, abgesehen davon, dass die Temperaturen von ungefähr 30 Grad Celsius dann doch erdähnlich seien.

Sie hätte bereits 2016 ihr Projekt gestartet in den Wolken der Venusatmosphäre nach Phosphan als Lebensanzeichen zu suchen. Sie habe es mit dem James Clerk Maxwell Teleskop der East Asia Observatory in Hawai’i versucht, welche gewisse Verbindungen zu der RAS habe. Gleichwohl mit dem ALMA (Atacama Large Millimeter/Submilimeter Array) in Chile.

Image of the James Clerk Maxwell Telescope against a starry background
Das James Clerk Maxwell Teleskop der East Asia Observatory auf dem Mauna Kea in Hawai’i als einer der größten Submilimeter-Teleskope der Welt. Will Montgomerie / EAO / JCMT Bildquelle: https://ras.ac.uk/sites/default/files/2020-09/Image-JCMT-Credit-Will_Montgomerie_EAO-JCMT.JPG

Okay, was heißt das? Nun, die Venus sei eine natürliche Radioquelle und die Gruppe hätte nach Radiosignale um die 1,123-Millimeterwellenlänge geschaut und kämen wohl von der mittleren Wolkenschicht. Das Phosphan könne jetzt die Radiowellen zum Teil absorbieren, sodass man im Spektrum Einschneidungen sehe. Die Absorption passiere bei einer sehr einzigartigen Wellenlänge und es hätte mit der Quantenrotation des Moleküls zu tun. Diese Berechnungen, wieviel an Phosphan es in der Venusatmosphäre, gemessen durch den Einschnitt des Phosphans in das empfangene Spektrum, gibt, habe Hideo Sagawa von der Kyoto Sangio University getätigt. Die Daten des Radioteleskopverbunds ALMA hätten dann nochmal die Existenz des Phosphans im Spektrum der Venus mit Zufriedenheit, allerdings auch unerwartet bestätigt. Hideos Model ergab eine Ansammlung von Phosphan-Molekülen in der Venusatmosphäre von ungefähr 20 ppb (parts per billion/Teile je Milliarden).

Einige Sekunden später bestätigt sie, dass diese Radiowellen von der Wellenlänge um den Einschnitt verursacht vom Phosphan aus der moderaten Zone der Venusatmosphäre komme. In dieser Zone (ca. 50 bis 60 km Höhe) ist der Druck bei etwa 1 Bar und etwas niedriger und bei ca. 20 bis 60 °C, also ziemlich lebensfreundlich, wenn da nicht die Schwefelsäure in den Wolken der Venus gäbe. Falls es dort tatsächlich Lebensformen gäbe, die das Phosphan produzierten, dann trieben sie sich in den „Hadley-Zellen“ herum, es sind großräumige Wettersituationen und in der Höhe, von der das Phosphan komme, würde es in einer dieser Hadley-Zellen sich bewegen. Die Hadley-Zellen wälzen die (Venus-)Luftmassen in der mittleren Schicht um und lassen die Luft zu den Polen treiben und wegen der dort kühleren Bedingungen abfallen und wieder zum Äquator wandern. Jetzt teilte sie mit, dass ihre Gruppe nur in der Nordhalbkugel der Venus Spuren von Phosphan entdeckt hätte.
Paul Rimmer von der Cambrigde University soll versucht haben mit einer Computersimulation der „Chemie“ der Venusatmosphäre den Ursprung des Phosphans zu ergründen. Mit Lebensformen, die nur ein Zehntel der Effizienz der irdischen Organismen aufweisen, könnte es dort Lebens geben. Dann wurde sie nochmal vorsichtig und sagte, dass sie vorsichtig seien, diese Entdeckung als den Beweis für Leben in der Venusatmosphäre anzuführen. Um zu zeigen, wie man theoretisch Phosphan sonst erklären könnte, gibt sie an Dr. William Bains weiter.

Er macht gleich weiter mit ein paar technischen Schwierigkeiten und erzählt, dass sie ein paar Jahre an einer Datenbank an möglichen chemischen Reaktionen in der Atmosphäre der Venus gearbeitet hätten. Er stellt ein Diagramm vor über den schematischen Aufbau der Venusatmosphäre und ein Model für die chemischen Vorgänge für die verschiedenen Atmosphärenschichten. Er erklärt einen möglichen Erklärungsansatz, dass Phosphan dort über einen ähnlichen Zyklus entsteht, wie die harte UV-Strahlung der Sonne aus Luftsauerstoffmolekülen Ozon entstehen lässt und so diese „freie Radikale“ entstehen lasse. Er zerschlägt dies jedoch und sagt, dass dieser Prozess zu wenig Phosphan hervorbringen könne. Er geht weiter zu spontanen Reaktionen und sagt, dass sie für diese Angelegenheiten zur Thermodynamik gehe und für jede mögliche Reaktion thermodynamische Berechnung laufen ließe. Sie hätten über 70 Reaktionen überprüft und dies alles könne nicht den einigermaßen hohen Phosphan-Gehalt von 20 ppb verursachen. Die dritte Überlegung war, dass die Steine und Felsen unter der Venusatmosphäre soviel Phosphan produzieren könne. Dazu benützten sie wieder die thermodynamischen Berechnungen und die Antwort viel wieder viel zu gering aus. Die Felsen und Vulkane und alles unter dem Boden könne so nach den Forschern auch nicht genügend Phosphan produzieren. Danach hätten sie mit weniger konventionellen Ideen versucht, inklusive Gewitter, Meteoriten und so weiter, doch auch dies könne die 20 ppb Phosphan nicht erzeugen. Aus diesem Grund hätten sie nur 2 mögliche Ideen für weitergehende Untersuchung dahingehend. Zum einen könnte es dort – in den Venuswolken, im Venusboden, in der Atmosphäre, egal wo – noch unbekannte chemische Vorgänge stattfinden, oder welche, die sie nicht bedachten, oder zum anderen die Existenz von Leben.

Daraufhin hätten sie erste Rechnungen für jene Kleinstlebewesen durchgeführt. Natürlich vorausgesetzt, dort gibt es Leben, welches biochemisch mit den irdischen Lebensformen kompatibel ist. Jedoch wären die Lebensbedingungen in den Wolken der Venus soweit ungemütlich, weil die Wolken dort aus mehr als 80 % aus Schwefelsäure bestünden. Schwefelsäure sei sehr aggressiv gegen viele Materialien, so etwa tausendmal saurer als Batteriesäure. Unter diesen Umständen haben sie sich viele Gedanken zu möglichen Leben gemacht. Er moderiert ab und gibt an Prof. Sarah Seeger weiter.

Artist's impression of Venus, with an inset showing a representation of phospine molecules
Eine künstlerische Darstellung der Venus mit einer eingebundenen Darstellung, welche Phosphanmoleküle schematisch zeigt, die in den hohen Atmosphärenschichten in den Wolken nachgewiesen wurden. ESO / M. Kornmesser / L. Calçada & NASA / JPL / Caltech (CC BY 4.0) Bildquelle: https://ras.ac.uk/sites/default/files/2020-09/eso-venusa.jpg; bzw.: https://www.youtube.com/watch?v=00hUbT6pbYY

Prof. Sarah Seeger fängt gleich damit an, dass sie nicht behaupten, dass es in der Venusatmosphäre gäbe, dass sie allerdings mithilfe ihrer Daten mit großer Sicherheit sagen können, dass auf der Venus Monophosphan gäbe und die Herkunft noch unklar sei. Sie wiederholt, was schon William Bains zuvor gesagt hat, dass die bisherigen Erklärungen die große Anzahl an Monophosphan-Partikeln in der Venusatmosphäre nicht ausreichend erklären könne. Phosphan sei auf der Erde eigentlich nur von anaeroben Bakterien und von Menschen bekannt. Auch hätten Jupiter und Saturn in ihren Atmosphären viel Phosphan, doch dort sei die Temperatur und der Druck, wie das Phosphan dort hätte entstehen können. Außerdem sei dort auch genug Wasserstoff dafür. Sie meint, dass ihr Team die Entdeckung des Phosphans in der Venusatmosphäre auch durch einen Einbruch im Infrarotbereich mithilfe von Spektroskopen auf der Erde bestätigen wolle. Sie erwähnt, dass schon einige Menschen vor tatsächlich bereits 50 Jahren wie Carl Sagan Lebens in der Venusatmosphäre vermutet haben wollen und sie spekuliert, dass mögliches Lebens in der Zeit, als die Ozeane von der Venus vor einigen Milliarden Jahren ins Weltraum entwichen sind, teilweise in die Wolkenschicht der Venus geraten sind und einige andere Lebewesen an der Oberfläche wegen der Hitze sich aufgelöst haben.

Danach zeigte sie wieder das Diagramm, welches schon William Bains gezeigt hat. Es stellt die Zonen in der Atmosphäre dar und wie Lebewesen mit dem Klimasystem der Temperatur-moderaten Wolkenschicht mitzirkulierten, also die Zone, aus der die Informationen wegen dem Phosphan kämen. Sie vermutet, dass eventuelle Lebensformen sich in den Wolken in den Tröpfchen ansammelten und wenn mit der Zeit in einigen Monaten die Tröpfchen schwerer werden, dass ein Teil der Tropfen abdampfe und die Tröpfchen wieder langsam nach oben gelänge und wieder in Tröpfchen gelangen würden.

Sie holt aus und erzählt zum Beispiel, dass fast jedes Sternsystem einen Planeten hätte und wie neue Generationen von Astronomen mit neuen Teleskope nach Lebenszeichen auf Exoplaneten suchen würden. Venus würde auf der Liste von astrobiologischem Interesse, in der sich neben der Erde der Mars, Jupiters Eismond Europa, Saturns Mond Titan und Saturns Eismond Europa befänden, deutlich nach oben steigen. Das Forscherteam hoffe nun auf mehr Motivation für zukünftige Venus-Raumfahrtmissionen, damit sie nach mehr und besseren Lebenszeichen oder sogar Leben selbst auf und in der Venus suchen.

Die Pressekonferenz geht nun über zu einer Art digitalen Fragerunde für Journalisten. Zuerst fragt Chris Linton William Bains nach genaueren Informationen über seine Erkenntnisse, dass das Phosphan auf jeden Fall nicht ausschließlich von herkömmlichen „natürlichen“ Prozessen kommen könne. Er erklärt, dass mögliche Reaktionen mit Säuren aus Phosphor und derartige Verbindungen nur 44 Milligramm Phosphor in der ganzen Venusatmosphäre erklären würden.

Ein nächster Fragesteller, dessen Name ich nicht wirklich verstanden habe, fragt, wie dieses Forscherteam zusammenkam und die Frage wurde von Prof. Sara Seeger damit beantwortet, dass William Baines und Prof. Jane Greaves schon einander etwas kennen, geschuldet zur Affinität zu Phosphan und sie hätten sich bereits 2015 gefragt, wie Phosphan mit Leben zusammenhängen könnte.

Kimberley Cartier fragt, wie lange Phosphan in der Atmosphäre der Venus, besonders bei der Höhe und in dieser Wolkenschicht sich hebt und ob es ständig oder sporadisch produziert wird. Dr. William Bains merkt an, dass dies eine wirklich tolle Frage sei und erklärt, dass in der obersten Wolkenschicht oder auf der Wolkenschicht Phosphan sich nur um die Dutzend Minuten hält, diese Details allerdings nur ungenau bekannt sind, weil noch einiges Wissen aber die Physik hinter der Venusatmosphäre unbekannt sei. Allerdings weiter tiefer in der Wolkenschicht halte sich das Phosphan „sehr lange“. Der zweite Teil der Frage ließe sich weniger gut antworten, weil es schwierig herauszufinden ist. Nach seinen Angaben würde es nicht in kurzen Schüben produziert, aber wahrscheinlicher in zum Beispiel einem Zyklus von einer Stunde, aber das sehr ungewiss sei. Prof. Jane Greaves fügt hinzu, dass die Rotation der Venusatmosphäre selbst etwa vier Tage daure und so eventuelle lokale Venusbakterienkolonien schnell verstreue.

Die nächste Frage von Matt Kaplan, welche der Host des Radios der „Planetary Society“ sei, ist, wie das Team um Prof. Jane Greaves sich eine neue Venusraumfahrtmission vorstelle. Prof. Sara Seager meinte, dass es im Moment einen aktiven japanischen Orbiter um Venus gäbe und Indien und die ESA Venusmissionen geplant haben und dass sie hoffen, dass private Raumfahrtorganisationen diese Ideen ebenso aufnehmen würden und dass dann vielleicht ein sogenannter Massenspektrometer nach schwereren Molekülen suchen würde. Matt Kaplan fragte dann noch, ob sie sich eine Ballonflug-Mission für die Venus vorstellen und wünschen würden. Prof. Sara Seager denkt, dass ein Ballon die beste Idee wäre und er in diesen Höhen mit einer Masse von vielleicht einem Menschenkind selbst einige Jahre in der Venusatmosphäre bleiben könnte und wertvolle Daten liefern würde, sowie bereits die sowjetischen Vega-Ballons von 1984, welche bereits eine breite internationale Kooperation hatte, die ähnliche Flüge in Vergangenheit gemacht haben.

Die Frage des nächsten Fragestellers Clive Cookson ging um die Rate der Phosphanproduktion, wenn es sich hier tatsächlich um Organismen handelt. Sie wurde beantwortet damit, dass entweder die Effizienz der Organismen dort ist nur bei 10 % oder dass es dort nicht viele Organismen gibt, aber dennoch einiges an Phosphan produzieren. Auch an dieser Stelle können sie nicht viel genaues sagen und Prof. Bains verweist wieder auf viele Unbekannte in der Venusatmosphäre hin.

Ethan Siegel fragt, ob sie sich sicher sein können, dass das Monophosphan doch nicht irgendwie abiotisch, also nicht im Sinne von Kleinstlebewesen, erklärt werden können und ob das Phosphan nicht irgendwie wie in den dichten Atmosphären des Jupiters und Saturns entstehen könne, die ja ohnehin schon Gasplaneten sind. Er leitet seine Frage mit einigem Einleiten und Wiederholen des Gesagten ein und bekommt öfters ein Nicken der Wissenschaftler. Prof. Sara Seeger bestätigt nochmal, dass die Venus wirklich nicht gut mit Jupiter und Saturn vergleichbar sei, da die Mengen an Gas und der Druck und die Temperatur in den Tiefen des Jupiters und Saturns und die großen Mengen an Wasserstoff die Produktion des Phosphans in den Gasplaneten verglichen mit der Venus zufriedenstellend erklärt werden könne. Sie will aber eine Ähnlichkeit in der Produktion mit den beiden Gasriesen nicht ausschließen und wiederholt, dass mehr Gewissheit eine Raumfahrtmission bringe, damit man vor Ort die Sachlage genau untersuchen kann. Dr. William Bains bestätigt das Gesagte der Prof. Sara Seager und betont wiederholt, dass Kleinstlebewesen nur einer der Möglichkeiten seien. Er findet die Frage von Ethan Siegel sehr berechtigt und wiederholt, dass für die Jupiter-Phosphan-Prozesse ein Druck von Hunderten an Atmosphären (=Hunderte Bar) und dann noch viel oder fast alles mit Wasserstoff für dasselbe Prinzip notwendig seien, erwähnt aber, dass die Venusatmosphäre nur eine vernachlässigbare Menge an Wasserstoff aufweise. Für jede nur erdenkliche Art von Mechanismus für die Menge an Phosphan hätten sie zu vielen anderen Experten gesprochen und sie hätten äußerst viele Möglichkeiten mit ihren thermodynamischen Berechnungen überprüft.

Nikolai Garonny, ein Wissenschaftsjournalist von BBC in Russland fragt, ob die Wissenschaftler mit Roskosmos und ihrer aktuellen Venusmission „Venera D“ Kontakt haben, da sehr viele Daten von der Venusatmosphäre von dem u.a. Ballonflug-Teil der Vega-Sowjetmission zur Venus 1985 gesammelt wurden. Dies verneint die Prof. Jane Greaves und meint, dass alles so schnell ging, mit den Berechnungen, dass man daran nicht wirklich nachgedacht hätte.

Der freiberufliche Rick Lovett schreibt für das australische Cosmos-Magazin und sagt, dass viele Fragen für ihn beantwortet wurden, aber wie die irdischen Lebensformen Phosphan produzieren. Seine Frage wurde von Prof. Sara Seager wieder mit einem „wir wissen es ehrlich gesagt noch nicht genau“ beantwortet. Also sie scheinen zwar überzeugt zu sein, dass sie auch Phosphan produzierten, aber nicht genau über welche biochemischen Reaktionen, aber dass sie hoffen, dass sie damit andere Wissenschaftler dazu motivieren, in diese Richtung zu forschen.

Jemand, der nur als „Christian“ erwähnt wird, fragt was für andere Arten das Forscherteam von Bestätigungen der Sache des Phosphans in der Venusatmosphäre gerne sehen würden. Das Team hofft so zum Beispiel auf noch weitere Biomarker um die Theorie um anaeroben Organismen zu erhärten.

Ein anderer Fragesteller, dessen Name offenbar nicht genannt wurde, wollte wissen, wie der Prozess von 2016 bis zu dem Zeitpunkt der Pressekonferenz am 14.09.2020 aussah und ob sie wüssten, dass Peter Beck, der CEO von Rocket Lab eine Raumfahrtmission zur Venus plant. Prof. Jane Greaves kam mit der Idee, weil sie eine Astrobiologin und eine Milimeterwellen-Astronomin ist. Im Januar 2016 kam sie mit der Idee, die ihr aufgesprungen ist und sie brauchte nach eigenen Angaben viel Zeit, um Teleskope für Observation zu bekommen. Sie hat dann im Juni 2017 Zeit vom JCMT-Observatorium bekommen und viel Hilfe von deren Leitung, welche sogar in einer Liste am Ende des Papers stehen. Sie hätten angeblich auch 18 Monate gebraucht, um sich selbst zu überzeugen, dass es da ein Signal gab. Damit seien sie dann zu ALMA gegangen, welches ihnen dann speziell Beobachtungszeit dafür gab, was allerdings riskant war, denn sie mussten es in wenigen Wochen schaffen und zwischendrin gab es auch noch schlechtes Wetter, welches die Beobachtungen verhinderte und dann war bereits März 2019. In der Zeit danach haben sie überwiegend ihre Berechnungen getan. Prof. Sara Seager sprach, dass sie zwei Jahre bereits zusammen mit Dr. William Bains und ein paar anderen bei den Berechnungen geholfen haben und ihre Expertise mitbrachten und dass es letztendlich zu deren Erfolg geführt hat.

Die Fragerunde und somit die Pressekonferenz neigt sich dem Ende zu und die nächste Fragestellerin namens Jennifer Millard, welche unter anderem zu einem astronomischen Podcast gehört, fragt aufgeregt darüber, woher die Venus als „natürliche Radioquelle“ ihre Radiostrahlung her hat und ob es von diesem theoretisch möglichem Leben eine Verbindung zum Leben auf der Erde gibt und wäre sich bewusst, dass diese Frage natürlich höchst spekulativ sei. Prof. Jane Greaves beantwortet die Frage damit, dass es eine Mischung aus vielen verschiedenen Emissionen aus der Venusatmosphäre sei, so macht z.B. das Kohlenstoffdioxid den Großteil des Spektrums aus, mit seinen typischen Linien. Prof. Sara Seager fügt noch hinzu, dass die Sonne in die Venusatmosphäre scheint und auch ein Teil der inneren Energie aus dem Kern der Venus auf die Venusatmosphäre fällt und dort in dieses Spektrum „uminterpretiert“ wird, welches in den Radiowellen auf die Teleskope der Erde fällt. Zur zweiten Frage vermuten Prof. Sara Seager und Dr. William Bains hinter dem Leben in den Wolken der Venus eine möglicherweise ganz neue Lebensform, welche im Grundsatz zu den Lebensformen der Erde unterschiedlich sind. Aber sie schließen auch die Möglichkeit nicht aus, dass die Lebensformen in einer Weise Kontakt mit der Erde hatten und meinen dasselbe für den Mars.

Prof. Sara Seager will an der Stelle noch hinzufügen, dass zum einen Biosagnaturen tatsächlich auch u.a. Methan, Lachgas, Ammoniak, Methylchlorid, allerdings seien diese Gase schwieriger in der Venusatmosphäre auszumachen, weil sie theoretisch zusammen verwickelt sein können oder dass Kohlenstoffdioxid ihre Spektren blockiert, oder zur rar in der Atmosphäre verstreut sind. Ein Gerät nahe der Venus könnte jedoch die Signale verstärken. Sie erzählt dann über Rocket Labs neuste Ideen, sie würden ein Gerät mit nur 15 Kilogramm und davon nur 3 Kilogramm für eine Art von Nutzlast zur Venus schicken, da ihre Raketen ja wirklich nur Kleinraketen sind.

Sie haben nur noch zwei Minuten Zeit und könnten eine weitere Frage beantworten. Als letzte kommt somit Pamela Gay von Daily Space des Planetary Science Institute fragt, ob es Unterschiede von der Nachtseite der Venus und der Tagseite der Venus im Bezug zur Entdeckung gibt. Prof. Jane Greaves denkt, dass es in der Tat einen natürlichen Unterschied gibt, besonders im Infrarotbereich, aber weniger im Radiobereich des Spektrums.

Nun kommt schon die Abmoderation und der Hinweis, wo mehr Informationen gefunden werden kann, z.B. gibt es Erklärvideos auf der Webseite der Royal Astronomical Society und auch die ESO hat einiges an Material. Eine Fragerunde auf Twitter wurde ein Tag später abgehalten und ein „Ask Me Anything“ (zu Deutsch: Frag mich alles) auf Reddit zwei Tage später.

Weblinks / Quellen:

GSA-Beitrag über die Venus: Die Venus
Aktuell laufende Venusmission: https://de.wikipedia.org/wiki/Akatsuki

50 Jahre Apollo 13: Die Rückkehr

Wenn die Crew den LiOH-Kanister modifiziert. AS13-62-9004

Der Rest vom Sauerstoff war gesichert, jedoch stellte sich ein neues Problem heraus: Sie waren zu dritt im LM noch für mehr als 62 Stunden zusammen, aber das LM war bei zwei Personen nur für 45 Stunden ausgelegt. Das bedeutet für den CO2-Filter, der mit Lithiumhydroxid (LiOH) das CO2 aus der Atemluft absorbieren sollte, war nun zu wenig und der ursprüngliche Filter schnell gesättigt. Im CSM waren genügend Kanister für den Filter, aber sie hatten leider die falsche Form und Größe, um in der Umgebung des LM zu arbeiten. Techniker auf der Erde improvisierten also einen Adapter für die Benutzung oben im All für die Aquarius. Sie bastelten mit Dingen, die sie da oben auch zur Verfügung haben, einen Adapter und übermittelten später die Bauanleitung. Sie bauten das Gerät da oben innerhalb einer Stunde. Lovell nannte diesen Akt später als eine gute, beispiellose Zusammenarbeit zwischen Boden und Raumschiff. Unmittelbar nach der Inbetriebnahme sank der CO2-Gehalt in der Luft.

Der Strom des CSM kommt aus den drei Brennstoffzellen, aber im LM nur aus den Silberoxid-Zink-Batterien. Vorteil der Brennstoffzellen sind die, dass als Endprodukt sogar Wasser rauskommt. Das Wasser verwendete man zum Kühlen und mit Zugabe einiger Mineralien logischerweise zum Trinken. So entschieden sie, dass der Stromverbrauch des LMs so gering wie möglich sein musste, um zu überleben. Swigert konnte noch einige Trinkbeutel voll mit Trinkwasser aus dem CSM abfüllen, welches sie stark rationieren mussten. Haise rechnete damit, dass ihnen das Kühlwasser für die Systeme des LMs etwa fünf Stunden vor dem Wiedereintritt ausgehen würde. Wäre nicht weiter schlimm gewesen, denn das LM könnte ohne Kühlwasser maximal 8 Stunden weiterlaufen.

Im Raumschiff musste sogar die Energie für die Bordheizungen abgeschalten werden und es wurde bis zu 3 °C kalt. Lovell und Haise überlegten, ob sie ihre EVA-Anzüge anziehen sollten, jedoch wäre es dann zu heiß geworden. Stattdessen zogen sie sich mehr an, inklusive der EVA-Stiefel. Swigert bekam nasse Füße (ich frage mich wie, in der Schwerelosigkeit <joy>) während dem Befüllen der Trinkbeutel. Wasser kondensierte trotzdem an den Wänden des Raumschiffs und nach dem peinlichen Apollo-1-Feuer verbesserte die NASA die Isolierung der elektrischen Systeme, so dass hier nichts passierte. Zum Glück.

Das komplett zerstörte SM. AS13-59-8500, 17.04.1970

Trotz der Genauigkeit des PC+2-Manövers glitt das Raumschiff langsam von seinem Kurs ab, was eine Korrektur bedeutete. Nachdem PC+2-Manöver wurde das Leitsystem auch abgeschalten, d.h das sie nach der scheinbaren Position der Erde und ihrem Terminator (Tag-Nacht-Grenze von kugelförmigen Objekten) brennen mussten. Diese Technik wurde noch nie auf dem Rückflug vom Mond zur Erde angewandt, sondern nur innerhalb einer Erdumlaufbahn. So führten sie mit dem DPS ein drittes Manöver von 14 Sekunden Brennzeit bei 105:18:42 durch. Und ein viertes Manöver legten sie um 137:40:13 für 21,5 Sekunden mit dem RCS (Lageregelungssystem) ein. Dann wurde das SM weniger als eine halbe Stunde abgeworfen und erstmals wurde der Schaden für die Crew sichtbar. Es gibt ein Foto, welches ich fand, aber wahrscheinlich wegen der Spontanität dieser Aufnahme von niederer Qualität. Ein ganzes Panel des SM fehlte, die Hochleistungsantenne stark beschädigt wurde, die Brennstoffzellen deplatziert wurden. Außerdem konnte Haise noch eine mögliche Zerstörung der Triebwerks-“Glocke“ sehen.

Das letzte Problem bestand nur noch darin, die Mondfähre noch vor dem Wiedereintritt in einer sicheren Position zum CM (Kommandomodul, die Kapsel) zu bringen. Grumman, der Hersteller des LM, beauftragte ein Team von Ingenieuren der Universität von Toronto unter der Leitung von Bernard Etkin für eine Lösung dieses Problems. Sie stoßen mit einem größeren Luftdruck das LM einfach ab. Die wunderbar einfache Lösung hatte Erfolg. Das LM ist in der Atmosphäre aufgrund der hohen Eintrittsgeschwindigkeit wie geplant komplett zerschmolzen und zerstört.

Das CM kurz vor dem Wassern. S70-35652

Das CM tritt ebenfalls um 142:40:46 in die Atmosphäre und war ist ebenfalls komplett verglüht. … Oh Mist, ich habe den ersten April verschlafen. Sie wurde nicht zerstört, das Hitzeschild hielt und durch die Ionisierung der Luft um das CM durch große Reibungskräfte brach typischerweise der Funkkontakt ab. Allerdings nicht wie erwartet für etwa 4 Minuten, sondern für 6 Minuten, weil das CM die Atmosphäre zu flach passiert hat. Die Odyssey stellte wieder den Funkkontakt her, wenn die Reibung das CM verlangsamte und landete um 142:54:41 sicher im Südpazifik bei 21°38′24″S, 165°21′42″W. Das ist südöstlich von Amerikanisch-Samoa und 6,5 Kilometer von dem damals nächsten Rettungsschiff „USS Iwo Jima“.

Die Apollo 13 war im Nachhinein doch irgendwie eine Art Erfolg. Auch wenn Haise eine Harnwegsinfektion während dem Flug durch das rationierte Wasser bekommen hat, und vielleicht auch an der Tatsache, dass durch die Einwirkung der Kosmischen Strahlung sowie Schwerelosigkeit sein Immunsystem beeinträchtigt hat.

Lovell liest über sich selbst in der Zeitung. S70-15501

Die Einwirkung auf die Öffentlichkeit und Medien waren jedoch stark. Die Sowjetunion hat sogar vier Schiffe in dem Landebereich zur Hilfe geschickt und auch andere Staaten haben ihre Hilfen angeboten. Präsident Nixon hat sogar Termine abgesagt, um z.B. dessen Familien zu telefonieren. Die Rettung erhielt sehr viel Aufmerksamkeit weltweit und wurde mehr beachtet, als alle anderen Raumflüge zuvor, Apollo 11 ausgenommen. Selbst der Papst, Paul VI., betete mit mehr als 10 Tsd. Mensch für eine sichere Rückkehr. Die NASA hat danach die Sauerstofftanks verbessert, denn durch beschädigte Teflon-Isolierungen im Tank wurden Kabel durchtrennt, als der Umrührventilator in Funktion gebracht wurde, allerdings führten auch noch andere Fehler zu der Katastrophe, die noch recht glücklich abgewendet werden konnte.

Quellen:
https://de.wikipedia.org/wiki/Apollo-Programm
https://en.wikipedia.org/wiki/Apollo_13

https://www.hq.nasa.gov/alsj/alsj_deutsch/13/13_crew.html
https://www.hq.nasa.gov/alsj/alsj_deutsch/13/13_daten.html
https://www.hq.nasa.gov/alsj/alsj_deutsch/13/13_zusfsg.html
Bildquellen:
http://www.apolloarchive.com/apollo_gallery.html

50 Jahre Apollo 13: Der Unfall

Mein vorletzter Beitrag zum 50jährigen Apollo 13 Jubiläum.

Start

Sie flogen jetzt richtig zum Mond. Der Start verlief bis auf eine Anomalie reibungslos. Denn während die zweite Antriebsstufe der Saturn V musste das mittlere Triebwerk abgeschalten werden. Die Triebwerkskonfiguration der ersten sowie der zweiten Stufe ist angelegt auf „4+1“, also vier Triebwerke außen 90° zueinander, also wie die Ecken in einem Quadrat und dann noch ein Triebwerk in der Mitte. Also quasi wie die fünf auf einem Spielwürfel. Und dieses mittlere Triebwerk musste wegen Pogo-Oszillationen, also Dichtewellen im Triebwerk, etwa zwei Minuten vorzeitig abgeschalten werden. Es sind spontane selbstauslösende Vibrationen im Triebwerk, welche, wenn die Bauart des Triebwerks es nicht zulässt, die Schubkraft des Triebwerks variabel hoch und runter geht, und somit die Belastung der Rakete selbst sich vergrößert, wie bei regelmäßig variablen Sternen. He, he. ^^

Dieses Problem war allerdings nicht unbekannt: Auch schon mit der Titan-Trägerrakete, welche für das Gemini-Raumfahrtprogramm der NASA verwendet wurde und bereits auf Apollo-Flügen zuvor. Das Problem war allerdings nicht weiter tragisch, denn es musste kein spiegelsymmetrisch liegendes Triebwerk ebenfalls abgeschalten werden und so verlängerte sich bloß die Brennzeit um einige Sekunden. Dann warfen sie die zweite Stufe ab und brannten den Rest mit der dritten Stufe ab.

2 Stunden 35 Minuten und 46 Sekunden später (11.04.1970; 21:48:47 UTC) startete Apollo 13 das Manöver für die TLI (translunar injection/“Mondtransferbahn“). Dazu zündeten sie die dritte Stufe erneut. Als sie die dritte Stufe abwerften um das Raumschiff umzubauen, änderte sich die Flugbahn der dritten Stufe auf direkten Kurs zum Mond und schlug dort in der Nacht vom 14. Auf den 15.04.2020 später mit 2,5 km/s auf den Mond ein und hinterließ einen spannenden Krater.

Aufbau des Apollo-Raumschiffs in der meisten Zeit des Fluges. Bildquelle: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/01/2010-06-11_CSM%26LM.jpg

Die Crew machte sich bereit auf ihren Drei-Tage-Flug zu Fra Mauro, dieser Region auf dem Mond. 30:40:50 nach dem Start erfolgte eine Kurskorrektur während sie live vom Apollo-Raumschiff aus zusehen waren. Jack Swigert fiel in dem Moment ein, dass er seine Steuern noch nicht abgegeben hatte und bittet um eine Fristverlängerung. He, he ^^

Der Unfall

Missionsleiter Kranz und anderes Bodenpersonal schauten der vierten Liveübertragung, welche nur wenige Minuten vom Unglück entfernt war, an. (S70-35139)

Am dritten Tag der Mission verschob sich der Zeitplan um drei, später um vier Stunden und die Kontrolle des LM, Landemoduls war für 58:00:00 geplant und eine Live-Übertragung gegen 55:00:00. Leider wurde sie auf keinem US-Sender übertragen und hatte deshalb keine nennenswerten Zuschauerzahlen. Doch etwa 6 ½ Minuten nach dem Ende der Liveübertragung, als Jack Lousma, ein anderer Astronaut an der Verbindung auf der Erde, weniger bedeutende Instruktionen der Apollo 13 Crew gegeben hat. Da die Drucksensoren nicht richtig zu funktionieren schienen, sollte die Swigert die Rührventilatoren im Sauerstofftank aktivieren. Es wird normalerweise sowieso einmal täglich getan. Außerdem dient das Rühren dazu, dass die Druckwerte sich wieder normalisieren, sofern der Sensor nicht kaputt ist. Das verlief normal, sie hatten das Ventilatorsystem für wenige Sekunden an und haben es auch ganz gut geschafft. Doch … 95 Sekunden nach dem die Ventilatoren aktiviert waren, gab es einen Riesenknall! Zuerst haben sie gedacht, dass Hause die zwei anderen wieder erschrecken wollte, in dem er das Bruckbeaufschlagungsventil des LM betätigte, aber schnell stellten sie fest, dass es was anderes war. Mit dem Knall verbunden, war auch ein Spannungsabfall, was bedeutet, dass einer der Brennstoffzellen des CSM etwas hatte (sie wurden versorgt mit Wasserstoff und Sauerstoff aus dem Antriebstank. Und 1,8 Sekunden Telemetrieverlust, bis auf die S-Band-Antenne umgeschalten wurde Vielleicht wurde das LM von einem Meteorit getroffen. Die Spannung kehrte kurzzeitig zurück, aber die Spannung von „Hauptbus A und B“ sind danach abgesackt. In diesem Moment hat Lovell auch den berühmten Satz gesagt: Houston, we‘ve had a problem here (Houston, wir hatten hier ein Problem)

Minuten danach gab es immer wieder merkwürdige Anzeigen. Der Tank 1 war leer und die Anzeige vom zweiten Tank war abfallend, der Computer wurde zurückgesetzt und die Hochleistungsantenne arbeitete nicht. Die Situation geriet zunehmend außer Kontrolle. Liebergot, der der an einer der wichtigen Positionen für Apollo 13 auf der Erde saß, sagte, dass die Instrumente verrücktspielen würden. Lovell berichtete nach einem Blick durch ein Fenster in der Kapsel über ein austretendes Gas. Spätestens jetzt war klar, dass es ein Problem gab. Ohne die vollständige Funktion der Brennstoffzellen, die ja die notwendige Energie produziert, wäre die Mondlandung im Eimer. Da die Brennstoffzellen und das austretende Gas auf die Treibstofftanks hinweisen, wäre die Mondlandung eh im Eimer. Die Computernavigation war nicht mehr möglich, der Computer war resettet und die manuelle Navigation macht keinen Sinn, denn diese Gaswolken und zehntausende Splitter machte die Sicht zu den Sternen unmöglich.

Das Servicemodul nach der Abtrennung kurz vor dem Atmosphäreneintritt. (AS13-59-8500)

Und tatsächlich! Das Sauerstoff havarierte und der Rest der übrig geblieben war, brauchte man für eventuelle Manöver noch, auch wenn fast jedes System an Bord nicht ohne Strom der Brennstoffzelle funktionierte. Zum Glück lädt die Brennstoffzelle eine Batterie auf, welche noch Ladung besaß. Der Missionsleiter ordnete an, das übriggebliebene Sauerstoff zu isolieren, obwohl ihm klar war, dass dann die einzig verbliebene Brennstoffzelle ebenso nicht mehr funktionieren würde. Das Hauptziel der Mission änderte sich: Wie bringen wir unsere Astronauten sicher und gesund wieder zurück zur Erde?

Die vollendete Katastrophe

Apollo 13's complete circumlunar flight trajectory drawn to scale, showing its distance to the Moon when the accident occurred
Eine Übersicht des Fluges der Apollo 13. Bildquelle: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/fc/Apollo_13_timeline.svg

Da das LM scheinbar noch halbwegs intakt war, ordnete der Missionsleiter Kranz an, dass LM als Rettungsboot zu verwenden, denn dessen Ressourcen sahen noch vielversprechend aus. Ein solches Szenario wurde geplant, es aber als unliebsam deklariert, da das LM eigentlich für zwei Astronauten gebaut war und eben als LM und nicht als CSM oder SM (Servicemodul). Eigentlich Glück gehabt, denn wäre es nicht so gewesen, wären die Astronauten kläglich gestorben, oder wenn es auf dem Rückweg passiert wäre und das LM bereits abgetrennt gewesen, wären sie genauso gestorben!

Jetzt blieb die Frage, wie holten sie die Astronauten ab? Ein „Direkt-Abbruch“ mit einer Rückkehr bevor sie den Mond umrundet haben, wäre mit einem großen Manöver mit dem SPS (Service Propulsion System, der Antrieb des CSM) möglich gewesen, aber zu riskant, denn vielleicht würde die Lage sich dadurch verschlechtern, sie wussten schließlich immer noch nicht, was genau passiert war. Das Apollo-Raumschiff war immer noch auf der „Hybrid-Transferbahn“ welche es möglich machte, zu (mond-)äquatorferneren Orten zu gelangen, wie das eigentliche Ziel Frau Mauro. Sie mussten davon runterkommen, zu einer normalen Transferbahn. Kranz entschied, dass sie den langen Weg über den Mond nutzen müssten. Aber sie mussten wieder auf einen anderen Kurs kommen. Das LM hatte noch das Triebwerk für den eigentlich geplanten Abstieg zum Mond (DPS), allerdings ist nicht so stark wie das SPS, sie könnten es theoretisch tun, aber es gab keine Software dafür, dass das DPS das ganze Raumschiff fliegt. Die Daten vom Computer des CSM wurde in das des LM transferiert. Um 61:29:43,49 brannten sie mit dem DPS das Raumschiff doch noch auf den normalen Kurs.

Apollo 13 beim Mond. (AS13-62-909)

Das war es. Sie könnten nun wieder zur Erde nach vier Tagen zurückkehren, doch leider war der berechnete Rückkehrort im Indik, statt im Pazifik. Weil dort die NASA nur wenige Bergungskräfte hat, und von dort aus es lange bräuchte, um in die USA zurückzukehren, entschied sich die NASA kurzerhand für ein weiteres Manöver, welches die Flugzeit um zwölf Stunden verkürzen würde und die Apollo 13 im Pazifik landen lies. Das Manöver trägt den lustigen Namen „PC+2“ wegen Pericynthion + 2 (Stunden) und sagt quasi schon alles aus: es ist zwei Stunden nach der größten Nähe zum Mond angesetzt. Während die Apollo-13-Crew im Pericynthion sind, haben sie noch einen Weltrekord aufgestellt: Der, bzw. de Menschen, die am weitesten von der Erde entfernt waren. Sie waren 400 171 km von der Erde um 00:21 UTC am 15.04.1970 entfernt.

Das CSM und der Mond im Hintergrund. (AS13-61-8727)

Das PC+2-Manöver war ein Erfolg! Trotz des manuellen Manövers betrug die Genauigkeit etwa 0,3 m/s bei einer Manöverlänge von 4 Minuten 23 Sekunden. Das Manöver startete um 79:27:38,95. Danach wurden die meisten Systeme des LM abgeschalten, um Energie und Ressourcen zu sparen.

Wie sie zurückgekehrt sind und was das Problem zum Abbruch veranlasst hat, morgen!

Quellen:
https://de.wikipedia.org/wiki/Apollo-Programm
https://en.wikipedia.org/wiki/Apollo_13
https://www.hq.nasa.gov/alsj/alsj_deutsch/13/13_crew.html
https://www.hq.nasa.gov/alsj/alsj_deutsch/13/13_daten.html
https://www.hq.nasa.gov/alsj/alsj_deutsch/13/13_zusfsg.html
Bildquellen:
http://www.apolloarchive.com/apollo_gallery.html

50 Jahre Mondlandung von Apollo 12

Vor genau 50 Jahren kam der wunderbare Moment erneut! 2 Astronauten waren schon wieder auf dem Mond!

Vor der Mondlandung

Die Intrepid von dem Kommandomodul (Yankee Clipper) aus. Im Hintergrund sind die Krater Hind, Albategnius und Muller zu erkennen

Nach der Abtrennung der S-IVB-Stufe sollte sie, wie auch bereits bei Apollo 8, 10 und 11 schon, sollte sie ein letztes Manöver durchführen. Bei der Durchführung war man leider zu ungenau, so dass sie nicht in eine Sonnenumlaufbahn gelangte. Im September 2002 wurde sie wieder entdeckt, allerdings erst als Asteroid. Nach Bahnsimulationen stellte man fest, dass er durch die gravitative Wechselwirkung zwischen dem Mond und der Erde aus dem Erde-Mond-System herauskatapultiert wurde.
Hier sieht man die Flugbahn während dem Besuch von Erde/Mond 2002/03: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/39/J002e3f_orbit.gif

Erdaufgang

Früher als geplant stiegen die Astronauten Conrad und Bean durch den “Tunnel” in die Mondfähre Intrepid, um sie auf Schäden zu kontrollieren.

Während der Mondlandung

Für die Apollo 12 Mission wurden die Koordinaten S 3°11’51” und W 23°23’08” festgelegt. Das befand sich im Oceanus Procellarum.
Das wurde so gewählt, um Teile der 1967 gelandeten Mondsonde “Surveyor 3” zu bergen.Conrad und Bean landeten entspannt die Mondfähre Intrepid am 19.11.1969 um 06:54 UT (MEZ = UT + 1h).
Mit einer Genauigkeit von 163 Metern, landeten sie recht nahe an Surveyor 3.

Als Conrad zuerst den Mond betrat sagte er lustige Dinge und spielte auf Neil’s kleineren Körperbau an. Außerdem war es ein Gegenstand einer Wette mit Oriana Fallaci, einer italienischen Journalistin. Die NASA machte keine Vorschriften darüber, was bei der Mondlandung zu sagen war.

Pete Conrad steigt aus der Raumfähre Intrepid aus.
Pete Conrad steigt immer noch aus.

Whoopie! Man, that may have been a small one for Neil, but that’s a long for me.
Sowas wie: Hoppsa!, Mann war das ein kleiner (Schritt) für Neil, für mich ist das ein großer (Schritt).

Pete Conrad; 19.11.1969, 11:44:16 UT
Die zerstörte TV-Farbkamera.

Leider wurde die erstmals eine Farb-TV-Kamera zerstört, als Conrad sie Richtung Sonne ausgerichtet hat und die Bildaufnahmeröhre wurde dabei beschädigt. Das machten die Live-Übertragungen ins TV unmöglich.

Bean steigt auch aus.
Fußabdrücke der Astronauten auf dem Mond.
Das ALSEP.

Mit dabei waren auch dieses Mal wissenschaftliche Experimente, bei der Apollo 11 weniger als bei der Apollo 12.
Ein ALSEP war wieder dabei, das stellten die beide in etwa 200 Meter Entfernung auf, mit dabei, ein Seismometer. So präzise war das Instrument allerdings, dass es die Erschütterungen maß, wenn die Astronauten wieder zurückgelaufen sind. Zum ALSEP gehörten dieses mal ein Sonnenwindexperiment, wie auch schon bei der Apollo 11 und ein Magnetometer.

Auf dem Mond unterwegs.

Nach dem die Astronauten wieder in der Intrepid waren, von der sie kurze Zeit später sich zur Surveyor 3 begaben und Teile abmontierten, welche sie geborgen haben. Sie gelangten wieder zurück zur Erde.

Landeplatz der Apollo 12.
Die Surveyor 3 und im Hintergrund die Intrepid.

Quellen:

https://de.wikipedia.org/wiki/J002E3
https://www.hq.nasa.gov/alsj/a12/a12.eva1prelim.html
https://de.wikipedia.org/wiki/Apollo_12
http://www.apolloarchive.com/apollo_gallery.html

Kerbal Space Program 2 angekündigt

Schon etwas spät, kam aber noch nicht dazu. Vor vier Tagen kündigten die Macher von Kerbal Space Program 2020, dass ein neuer Teil von KSP rauskommen wird. Das Spiel soll von Grund auf neu programmiert werden, die Grafik soll entscheidend besser sein, neue Raketenbauteile gemacht werden. Der Bau von Kolonien und interstellare Reisen und Multiplayer soll ermöglicht werden.

KSP ist eine Software von Squad und von TakeTwo Private Division gekauft, die ein Raketenprogramm simuliert. Du kannst frei nach verfügbaren Bauteilen deine Rakete bauen, ein Staging hinzufügen und anschließend starten. Auch kannst du beliebig viele Flüge starten, eine Raumstation bauen und notfalls mit einem Flugzeug auf anderen Himmelskörper landen.

Das Problem waren lange Ladezeiten, eine bescheidene Grafik und auch einige Bugs die den Spielspaß etwas trüben.

Das Spiel soll $59,99 kosten und 2020 herauskommen.

https://www.kerbalspaceprogram.com/game/kerbal-space-program-2/

https://www.gamestar.de/artikel/kerbal-space-program-2-fruehjahr-2020,3347975.html

KSP 2 Trailer
“Developer Story”

Israelische Mondlandung – Beresheet

Dieser Artikel wird gerade fortlaufend aktualisiert.

Eine Israelische Mondsonde, welche am 11.04.2019 zwischen 21 und 22 Uhr, MESZ auf dem Mond landen soll.

Geflogen mit einer Falcon 9 von SpaceX ist sie am 22.02 von Cape Canavera gestartet.

Sie flog mit einem Ultra-Sparmodus mit mehreren Bahnanpassungen in eine Mondumlaufbahn.

Wissenschaftliche Experimente sind kaum welche dabei, nur ein Magnetometer und ein Laser-Reflektometer. Also ein Spiegel für Laser-Entfernungsmessungen und sonstige Laser-Experimente. Dieser funktioniert autark und ohne Strom. Dabei ist auch eine hochauflösende Kamera an Bord

Bei dieser Mision geht es wohl um Prestige, denn Israel würde bei einer erfolgreichen Landung die Vierte Nation sein, welche eine Sonde zum Mond geschickt hat, USA und Russland, Cina und jetzt Israel.

Sie wiegt 585 kg, dass ist wie ein größerer Stein, davon ist allerdings 410 kg etwa Treibstoff, z.B. zur Landung, sie ist etwa 2 Meter mal 1,5 Meter groß und wäre damit so groß wie ein großer Tisch.

Die Landung erfolgt im Mare Serenitatis.

Die Beresheet hat allerdings keine Temperaturregelung und wird deshalb nicht lange überstehen, eventuell zwei oder drei Tage. Denn am Tag kann es auf dem Mond gut um die 100 Grad Celsius werden.

Status: Beresheet abgestürzt. Letzte Öffentliche Telemetrie: 149 Meter hoch und 134,3 m/s Vertikalgeschwindigkeit. 956,1 m/s Gesamtgeschwindigkeit im flachen Winkel.

Sensation: Erstes indirektes Foto von einem Schwarzen Lochs

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Am 10.04 wurde das erste direkte Bild von Event Horizon Telescope eines supermassiven schwarzen Lochs (von M 87) veröffentlicht.
Bildquelle: https://eventhorizontelescope.org/press-release-april-10-2019-astronomers-capture-first-image-black-hole

Das ist besonders: Heute wurde das Erste Foto von einem Schwarzen Lochs, dem zentralen Schwarzen Lochs von M87, auch Virgo-A gemacht von dem Event Horizon Telescope. Zu sehen ist die Akkretionsscheibe welche leicht orange schimmert und eine deutliche Abdunklung, eine Verschattung in der Mitte. Wobei man deutlich, wegen den gravitativen Effekten, besonders den vorne liegenden Teil der Akkretionsscheibe sehen kann.

Auf dem Foto sieht man übrigens nur die Auswirkung sowie die Akkretionsscheibe.

Mithilfe von Acht Radioteleskope welches über die ganze Welt verstreut stehen haben sie dieses faszinierende Schwarze Loch aus einer Entfernung von etwa 55 Millionen Lichtjahren Entfernung gemacht, welches zentrale Loch wahrscheinlich nur einige AE einnimmt. Die Qualität ist also so, wie wenn man Weltraumschrott in Größe eines Krümels sehen könnte.

Quelle: Event Horizon Telescope