GSA – Grimm Space Agency

Das TRAPPIST-1-Planetensystem liegt von der Erde aus gesehen im Sternbild des Wassermann und nahe an der Ekliptik. Das Planetensystem ist ca. 40 Lichtjahre von uns weg. Das sind (9’460’730’472’580,8 km * 40,52) = ~383,348 Bio. km. Oder auch ~2’562’500 AE. Der Stern vom Planetensystem wurde infolge der Two Micron All Sky Survey 1999 entdeckt (also wurde der ganze Himmel im 2-Mikrometer-Wellenlängen Bereich abgetastet. Und somit sind seine Eigenschaften klar. TRAPPIST-1 ist ein Roter Zwerg, weil er ein Bruchteil der Masse der Sonne hat und überwiegend im Infrarot abstrahlt.

Ein Team von Astronomen an der Universität Lüttich, in Belgien, haben entdeckt dass TRAPPIST-1 in regelmäßigen Abständen leicht an Helligkeit abnimmt, was charakteristisch ist für Exoplaneten ist. Ersten Untersuchungen, 2016 war das, über die Transitmethode ergaben zunächst drei erdähnliche Planeten. Am 22.02.2017 gab die NASA bekannt, dass vier weitere Planeten entdeckt wurden.

Der Stern TRAPPIST-1 a selbst besitzt nur 1/12 der Sonnenmasse und 1/9 des Sonnendurchmessers. Er ist an der Oberfläche 2550 K warm. Dadurch erscheint er ihm roten und infraroten Licht. Durch seine geringe Größe und dem geringen Volumen ist die Sonne 250’000mal heller als die TRAPPIST-1. Deshalb sieht man TRAPPIST-1 mit 19 mag trotz der Nähe nur durch die stärksten Teleskope.

Dadurch, dass wir die Planeten durch die Transitmethode entdeckt haben und auch TRAPPIST-1 für unser Planetensystem nahe der Ekliptik stehen, könnte man auf einem der Planeten im TRAPPIST-1-System eventuell den ein oder anderen Planeten vor unserer Sonne auch durch die Ekliptik gehen sehen.

Eine weitere Besonderheit von TRAPPIST-1 ist die schnelle Eigenbewegung von 82 km/s, bei 1,04 mas/a und einer Radialgeschwindigkeit von -56 km/s. Das bedeutet, dass TRAPPIST-1 in 100’000 Jahren nur noch etwa 29 Lichtjahre weit weg sein wird, und 0,6 mag heller sein wird.

Der Aufbau dessen Planetensystem scheint normal zu sein, während die Anordnung der Planeten und die Planeten selbst scheinbar anormal ist. Sein Sonnensystem erinnert eher an Jupiters Mondsystem. Seine Planeten laufen wahrscheinlich gebunden. D.h. Für einen Umlauf eine Rotation. Aber auch Spin-Orbit-Resonanzen, wie 3:2, 5:3 sind möglich.
Wenn seine Planeten gebunden laufen, dann ist es auf der einen Seite zu heiß und auf der anderen Seite zu kalt. Die Resonanzen können das angenehmer veranstalten.

TRAPPIST-1 b und c sind nahe an ihrem Stern dran, trotz dass der Stern klein ist, bekommen sie mehr Wärme ab. So ist es auf der Oberfläche von b etwa 400 K warm und der Planet c hat eine hohe Dichte, vergleichbar mit der Erde. D ist ein kleiner, leichter Planet, an der inneren Grenze zur habitablen Zone. E liegt in der habitablen Zone mit ähnlicher Dichte wie die Erde. F liegt am äußeren Rande des habitablen Gürtel und ist womöglich wegen seiner Dichte ein Ozeanplanet. Planet h ist am weitesten weg, aber immer noch nicht ganz außerhalb der habitablen Zone. Die Planeten insgesamt haben eine höhere Exzentrizität, als unsere im Sonnensystem.

http://simbad.u-strasbg.fr/simbad/sim-basic?Ident=trappist-1&submit=SIMBAD+search

https://de.wikipedia.org/wiki/Trappist-1

https://exoplanetarchive.ipac.caltech.edu/cgi-bin/DisplayOverview/nph-DisplayOverview?objname=TRAPPIST-1&type=PLANET_HOST

Im Oktober 2017 machte ein kleines Lichtpünktchen mit einer Helligkeit von 22 mag Astronomen auf Hawai’i im PAN-STARRS Teleskop aufmerksam. Sie berechneten seine Flugbahn und stellten fest, dass dieses Objekt eine hyperbolische Flugbahn aufweist und somit wohl ein Komet sein muss. Er wurde erst wenige Tage nach der Erdnähe von etwa ein Sechstel AE entdeckt.
Später klassifizierte man das Objekt als einen Asteroiden, weil man keinen Schweif oder eine Koma festgestellt hat.

So wurde später durch Analysen der Flugbahn klar, dass der neu benannte Asteroid ‘Oumuamua (hawaiisch für zuerst erreichen), dass er von außerhalb in das Sonnensystem gelangte. Seine extrapolierte Flugbahn sieht in etwa so aus: ‘Oumuamua flog nahezu senkrecht in das Sonnensystem, er durchquerte die Ekliptikebene zwischen Merkur und Sonne am 02.09.2017 und eine Woche danach durchlief er das Perihelion, der nächste Punkt zur Sonne mit einer Geschwindigkeit von 87,3 km/s und einem minimalen Abstand von 37,6 Millionen Kilometern.
Bloß ein paar Tage vor der Entdeckung von ‘Oumuamua, am 14.10.2017 raste ‘Oumuamua mit einer geringen Entfernung bloß vorbei und zog dann wieder binnen Wochen ins äußere des Sonnensystems. ‘Oumuamua weist eine Bahnexzentrizität von e = 1,1995 auf, und nimmt dementsprechend eine hyperbolische Umlaufbahn ein.

Das ist spannend. Das regt die Fantasie vieler an (bis auf Astrophysiker, die haben keine), wenn der von einem anderen Sonnensystem stammt, hat er dann eine andere Zusammensetzung? Was für eine Form hat er und ist er vielleicht ein ganz neuer Typ von Himmelskörpern? Manche gingen vermutlich bis zu den Alienraumschiffen.

Später wusste man, dass seine Form zigarrenförmig sein muss, das schloss man aus seinen starken Helligkeitsschwankungen zurück. Außerdem müsste seine Oberfläche rötlich schimmern. Die Periode der Schwankungen ist etwa 7 Stunden lang. Das heißt, er ist länger als breit, nämlich 10mal. 10mal länger als breit. Und wenn er dann offenbar alle 7 Stunden rotiert, aber extrem länglich ist, dann müsste er auseinander brechen. Er rotiert taumelnd. Er rotiert also unregelmäßig und auch nicht gleichmäßig schnell. Es ist wahrscheinlich, dass er in diesem Zustand sein ursprüngliches Sonnensystem verlassen hat. Eine Dämpfung der Rotation wird mindestens anderthalb Milliarden Jahre dauern.
Auch wird angenommen, unter verschiedenen Faktoren, wie Albedo (Rückstrahlwert), innere Zugfestigkeit, Dichte und weiteres, dass ‘Oumuamua einen mittleren Radius von 102 m hat. Durch die ganzen Annahmen ist die Unsicherheit groß. Man nimmt u.a. an, dass die Oberfläche durch den Milliarden Jahren andauernden Beschuss interstellarer und kosmischer Strahlung seine Oberfläche dunkel geworden ist. Man spekuliert allerdings auch über eine Oberfläche aus Graphen. Innen drin und allgemein könnte er aus Gestein und Metall sein, da keinerlei Staub in der Nähe des Objekts gefunden wurde.

Wenn man einen Albedo-Wert von 0,04 annimmt, ergeben sich für den Fall, dass ‘Oumuamua um seine kürzeste Achse dreht, dann wären seine Abmessungen etwa 800 x 80 x 80 m, bei einem Albedo von 0,2 schon 360 x 36 x 36 m.
Wenn ‘Oumuamua um seine längste Achse rotiert, müsste er eine größere Dichte als 1,5 g/cm³ aufweisen und bei 0,04 Albedo 360 x 180 x 18 m , bei 0,2 wären es 160 x 80 x 8 m groß sein.

‘Oumuamua kommt von einem anderen Sonnensystem, die Herkunft konnte nicht durch die Flugbahn bestimmt werden, zumal ‘Oumuamua eine leichte Beschleunigung erfuhr, wie es bei Kometen typisch ist, wenn sie nah an der Sonne sind. Doch konnte man immer noch keine Koma oder Schweif feststellen. Doch ganz grob kommt der interstellare Besucher aus der Region vom Sternbild Lyra (dt: Leier). Möglich wäre, dass ‘Oumuamua von der Wega stammen könnte, doch in 300 Tausend Jahre, solange würde ‘Oumuamua brauchen, hat sich Wegas Position verändert. Eine weitere Möglichkeit wären tatsächlich die Pleiaden mit einem weiteren Zwischenstopp in der Zeit, oder eine Herkunft von HIP 3757, oder HD 292249.

Mit den Mechanismen dahinter sind wir also nicht besonders vertraut, wie ein solches Objekt diese Form annehmen kann. Es ist theoretisch möglich, so Avi Loeb im November 2018, dass ‘Oumuamua auch ein abgebrochenes Sonnensegel ist, dass würde dir ungewöhnliche Form, Rotation und minimale Beschleunigung erklären, nämlich durch Strahlungsdruck von der Sonde.

Eine Machbarkeitsstudie zeigt, dass man rein theoretisch bis 2047 zum ‘Oumuamua gelangen kann. Forscher vom i4is haben bereits verschieden Routen berechnet, die möglich wären. Zum Beispiel Start am 08.05.2033, Geschwindigkeit drosseln beim Jupiter, 30.07.2034, am 06.07.2036 mit maximalen Schub im Perihelion (Festtreibstoffbooster) die Flugbahn nach ‘Oumuamua anpassen. Für das Abbremsen bei ‘Oumuamua reicht dann allerdings der Treibstoff nicht mehr aus. Nichtmal, wenn wir dieses Projekt „Lyra“ mit einer Energija starten. Das heißt, es kann nur einen kleinen Vorbeiflug geben, in dem wir einen minimalen Zeitraum haben, dieses Ding zu erforschen.
Wenn die Flugbahn noch stimmt, oder die Flugbahnberechnungen genau sind, können wir am 09.12.2052 bei ‘Oumuamua vorbeifliegen. Wenn ‘Oumuamua weiter beschleunigt hat, als wir berechneten, oder die Berechnungen der Flugbahn zu ungenau sind, könnte die Sonde dann Millionen Kilometer an ‘Oumuamua vorbeirauschen.
Deshalb hat bisher noch niemand Geld investiert, um diese Pläne in die Realität umzusetzen.

Project Lyra – Exploring Interstellar Objects

https://de.wikipedia.org/wiki/1I/’Oumuamua

Chandrayaan-2 ist eine indische Mondsonde (ISRO), die am 22.07 gegen 11:13 gestartet ist und soll nach 48 Missionstagen am 07.09 zwischen den Kratern Manzinus C und Simpelius N, nahe dem Südpol landen. 23 Tage nach dem Start (14.08) verlässt sie den Mond. Nach 30 Tagen schwenkt sie nach mehreren Anpassungen in einen Mondorbit in 100 Kilometern Höhe ein. Der Anflug zum Südpol könnte anspruchsvoll werden.

Bei einem Erfolg wäre Indien nach der Sowjetunion, USA und China die vierte Nation, die auf dem Mond sicher gelandet ist. Zudem ist die Region um den Südpol eine sehr interessante und schwierige Stelle zum landen.

Ursprünglich sollte es eine Kooperation mit Roskosmos geben, doch nach einem Misserfolg der russischen Marsmission Fobos-Grunt entschied sich Indien 2013 die Mission alleine durchzuführen. Dadurch verzog sich der ganze Starttermin insgesamt um ganze 8 Jahre. Die Kosten belaufen sich nun bei rund 130 Millionen Euro.

Chandrayaan-2 besteht aus einem Orbiter um den Mond und einer Landeplattform namens Vikram in der der Rover Pragyan sich befindet. Die Masse der Sonde beträgt 3250 kg, davon 2379 kg auf dem Orbiter und 1471 kg auf den Lander, einschließlich des 27-kg-Rovers.
Der Orbiter ist mit acht Experimenten ausgestattet, darunter je eine hochauflösende Kamera, ein Massenspektrometer u.a. für die hauchdünne Mondatmosphäre, aber auch wegen dem Helium-3. Ein SAR und ein Infrarotspektrometer sollen das Wassereis bestätigen. Mit einem RFA soll auch die chem. Zusammensetzung des Boden analysiert werden.
Der Orbiter wird mit einem kW von Solarzellen gespeist.

Die Landeplattform verfügt über einen Seismographen für Mondbeben, eine Langmuir-Sonde, ein Instrument, welches die Wärmeleitfähigkeit ermittelt und an der Oberseite ist ein Laser-Retroreflektor mit dem man die Libration des Mondes bestimmen kann.
Der Lander bekommt 650 Watt durch seine Solarzellen.
Der Rover verfügt bloß über zwei Spektrometer (Röntgenspektrometer und Laserspektroskop) mit der er das Mondgestein untersuchen kann. Der Rover ist mit 1 cm/s sehr langsam. Pro Tag soll er 500 m zurücklegen.
Der Rover wird von seinen Solarzellen mit maximal 50 Watt versorgt.

Quellen:
https://www.isro.gov.in/sites/default/files/flipping_book/gslvmkiii-m1c2/files/assets/common/downloads/GSLV%20MkIII-M1.pdf https://www.isro.gov.in/chandrayaan2-spacecraft
https://de.wikipedia.org/wiki/Chandrayaan-2

Arabische Gelehrte im 10. Jahrhundert

Nachdem die Muslime um 900 erstmals in Andalusien sich ansiedeln, erblühte dort die Region, heute Andalusien, in Südspanien, wirtschaftlich, wissenschaftlich und kulturell. Sie tolerierten andere Kulturen und Religion, welche sich unter Gesellschaft verbreiten. Córdoba wurde später die Hauptstadt des Emirats und des späteren Khalifats. Das war die größte, fortschrittlichste und kultivierteste Stadt mit 500 Tausend Einwohnern in 133 Tausend Häusern der damalig bekannten Welt.
Auch die Infrastruktur war weit. Es gab Buchläden, nächtliche Beleuchtung der gepflasterte Straßen, Friseure, Zahnärzte und Chirurgen, sowie Musiker. In der ganzen Region entstanden 700 Moscheen. Doch in Córdoba stand die wichtigste.
Auch besaß sie 70 Bibliotheken – mehr als in ganz Europa! Schon die Hauptbibliothek beherbergte über eine halbe Millionen Manuskripte. Das war mehr als in ganz Frankreich die Bibliotheken zu jener Zeit. Sie war nun in den folgenden Jahrhunderten die größte Wissenschaftsstadt der Welt, wie zuvor Alexandria.

Die arabische Welt mit Córdoba und Toledo sorgte dafür, dass das antike Wissen nicht komplett verloren ging in den turbulenten Zeiten auch noch Jahrhunderte nach dem Zerfall des Römischen oder später des Weströmischen Reichs.

Der erste erwähnenswerte Wissenschaftler war al-Battani. Er verbesserte die Tabellen für die wechselnden Positionen von Sonne und Mond. Er wusste bereits schon, dass die Erdumlaufbahn um die Sonne elliptisch ist. Die Exzentrizität, also wie elliptisch die Bahn von einem Körper ist, hat er recht präzise bestimmt. Er bestimmte ebenfalls die Länge eines Sonnenjahres und bestimmte die Neigung der Rotationsachse der Erde. Er machte seine Berechnungen am Observatorium Ar-Raqqa in einem Zeitraum von über 40 Jahren. Er fasste seine Erkenntnisse in einem Werk zusammen, dem „Buch der Tafeln“, in Europa wurde es erst 1537 unter dem Namen „Scientia Stellarum“ gedruckt.
Seine Berechnungen der Länge des Sonnenjahres war so genau, dass man sie für die gregorianische Kalenderreform im 16ten Jahrhundert nutze.

Zwei Generationen nach ihm wirkte der Astronom Abd ar-Rahman as-Sufi. In der westlichen Welt lateinisiert als Azophi. Er wandelte den Sternkatalog von Ptolemäus in einem arabischen Sternkatalog um („Das Buch der Fixsterne“) und ergänzte ihn etwas. Er beschrieb seine Position, Helligkeit und Farbe. Sein Sternkatalog umfasste 1018 Sterne. Seine Namen sind noch heute teils in abgewandelter Form übrig. Ein interessanter Eintrag ist der Andromedanebel, die früheste bekannte Erwähnung von der Galaxie.

Minimal später nur beschrieb der persische Mathematiker und Astronom Abul-Wafa geometrische Körper nur mithilfe eines Lineals und einem festen Winkel. Er erstellte z.B. eine Tabelle mit Sinus und Tangens-Werten um die verwenden von trigonometrischen Funktionen zu erleichtern. Er war vermutlich auch einer der Ersten, der Sekans- und Kosekansfuntionen verwendete.

Um das Jahr 1000, als Leif Eriksson nach Nordamerika fuhr, verfasste der Mathematiker und Physiker Alhazen das erste bedeutende Werk über Optik seit Ptolemäus. Er behauptete, gegen Ptolemäus, dass in das Auge von außen Licht einfällt, und nicht, dass das Auge Licht aussendet. Entweder direkt von einer Lichtquelle, oder indirekt durch Reflektion. Er verfasste sein Buch kurz vor dem Jahrtausendwechsel, aber in lateinischer Sprache erschien es erst im Jahre 1572. Das zeugt wieder, wielange die Schriften aufbewahrt wurden und erst in der Renaissance die Europäer bereit waren, die Schriften zu lesen.
Er beschrieb Linsen, eben und gewölbt. Und Farben. Er arbeitete auch als Ingenieur. Er täuschte nach einer gescheiterten Expedition, nach Oberägypten um den Nil zu zähmen, vor, er sei wahnsinnig geworden, denn würde er bewusst keine Ergebnisse liefern, würde der Kalifat al-Hakim, der Auftraggeber, ihn hinrichten lassen. Diese Täuschung konnte er bis 1021 aufrecht halten, denn im dem Jahr starb der Kalifat.

Quelle bei dieser Serie, wenn nicht anders angegeben, hauptsächlich: ISBN 9783866901131