Die geschichte der weltraumfahrt

1.0 Die Geschichte der Weltraumfahrt 1.1 ÜBERBLICK 1957 Start des ersten künstlichen Erdsatelliten Sputnik 1 1958 Explorer 1, der erste US-amerikanische Erdsatellit 1959 Lunik 3 funkt zum ersten Mal Bilder von der Mondrückseite 1960 Mit dem Wettersatelliten Tiros startet der erste Anwendungssatellit 1961 Jurij Gagarin startet als erster Mensch ins All 1965 Erstes Ausstiegsmanöver aus einem Raumfahrzeug (A. Leonow aus Woschod 2) 1965 Early Bird, der erste kommerzielle Nachrichtensatellit 1965 Mariner 4 sendet erste Aufnahmen von der Oberfläche eines anderen Planeten (Mars) 1967 Sojus 1; W. Komarow stirbt bei der Rückkehr aus der Erdumlaufbahn 1968 Erster größerer europäischer Satellit (HEOS 1) mit US-amerikanischer Trägerrakete gestartet Die Besatzung von Apollo 8 sieht auf dem Flug zum Mond die Erde zum ersten Mal als blauen Planeten im All 1969 Neil Armstrong u. Edwin Aldrin (Apollo 11) betreten als erste Menschen den Mond 1971 Saljut 1, die erste Raumstation in der Erdumlaufbahn 1972 Pioneer 10 startet zu den äußeren Planeten Jupiter und Saturn 1973 Start des US-amerikanischen Weltraumlabors Skylab 1975 Apollo-Sojus, der erste gemeinsame Raumflug der USA u.

der UdSSR 1976 Viking-Sonde landet auf dem Mars 1978 Start des ersten DDR-Kosmonauten (Sigmund Jähn) mit Sojus 31 zu Saljut 6/Sojus 29 1979 Erster erfolgreicher Testflug der europ. Trägerrakete Ariane mit Testsatellit 1981 Erststart des Space-Shuttle, des wiederverwendbaren Raumtransporters 1983 Start des europäischen Weltraumlabors Spacelab im US-amerikanischen Raumtransporter mit dem ersten Astronauten der BR Dtld. (Ulf Merbold) 1984 Einfangen zweier Satelliten u. Rücktransport zur Erde durch den US-amerik. Raumtransporter »Discovery« 1986 Die US-amerikanische Raumfähre Challenger explodiert beim Start. Alle sieben Astronauten kommen ums Leben Vorbeiflug von Voyager 2 am Planeten Uranus Start der sowjetischen Raumstation Mir Vorbeiflug von Vega 1 u.

2 (UdSSR), Giotto (ESA) sowie Sakigake u. Susei (Japan) am Kometen Halley 1988 Erfolgreicher Jungfernflug der europäischen Trägerrakete Ariane 4 Wiederaufnahme der Flüge des US-amerikanischen Raumtransporters Erster unbemannter Flugtest der sowjetischen Raumfähre Buran als Nutzlast des Schwerlastträgers Energija 1989 Vorbeiflug von Voyager 2 am Planeten Neptun u. seinem größten Mond Triton 1990 Japan startet die erste Mondrakete (Muses-A) seit 1976 1992 Erstmals verläßt mit der Sonnensonde Ulysses ein Raumflugkörper die Bahnebene der Planeten 2.0 DIE GESCHICHTE DER ASTRONOMIE 2.0 ZEITTAFEL v. Chr.

um 500 Die Pythagoreer lehren den Umlauf der Erde um einen zentralen Himmelskörper um 430 Kalenderreform des Meton (Lunisolarjahr) 382 Demokrit erklärt die Milchstraße als eine Anhäufung von Sternen 374 Mathematisch-astronomische Schule des Eudoxos 289 Aristarch ermittelt Entfernung und Größe von Sonne und Mond 288 Eratosthenes berechnet den Erdumfang recht genau auf 39 816 km 131 Hipparch stellt 1008 Fixsterne in einem Sternkatalog zusammen n. Chr. 153 Geozentrisches Weltsystem des Claudius Ptolemäus 1250 Planetentafeln des Alfons X. von Kastilien 1460 Erste deutsche Sternwarte in Nürnberg (Regiomontanus) 1543 Begründung des heliozentrischen Planetensystems durch N. Kopernikus 1572 Tycho Brahe beobachtet eine Supernova 1582 Papst Gregor XIII. verbessert den Kalender (Gregorianischer Kalender) 1609 J.

Kepler stellt das 1. und 2. Keplersche Gesetz auf; 1618 folgte das 3. Gesetz 1610 Entdeckung der Jupitermonde, der Sonnenflecken und des Phasenwechsels der Venus durch G. Galilei 1647 Mondkunde (»Selenographia«) von J. Hevelius 1655 C.

Huygens erklärte den Bau des Saturnringes und entdeckte den ersten Saturnmond 1676 Berechnung der Lichtgeschwindigkeit aus einer Verfinsterung der Jupitermonde (O. Römer) 1679 Erstes Sternverzeichnis des Südhimmels von E. Halley 1687 Gravitationsgesetz von I. Newton 1728 Entdeckung der Aberration des Lichtes (J. Bradley) 1755 Theorie über die Entwicklung des Sonnensystems von I. Kant 1781 Entdeckung des Uranus durch F.

G. Herschel 1796 Theorie der Entstehung des Sonnensystems von P. S. Laplace 1821/35 Begründung der Fixsternastronomie durch F. W. Bessel 1843 Periodizität der Sonnenflecken (H.

Schwabe) 1846 Entdeckung des Neptun durch J. G. Galle aufgrund von Angaben Leverriers 1852/62 »Bonner Durchmusterung« (F. W. Argelander) 1877 Entdeckung der »Marskanäle« durch G. V.

Schiaparelli 1913 Veröffentlichung des Hertzsprung-Russell-Diagramms 1917 Bestimmung der Entfernung des Andromedanebels durch H. D. Curtis 1919 Ablenkung eines Lichtstrahls durch die Sonne (Bestätigung der Allgemeinen Relativitätstheorie, A. Eddington) 1929 Nachweis der Ausdehnung des Weltalls aus der Flucht der Spiralnebel (E. P. Hubble) 1930 Entdeckung des Planeten Pluto durch C.

Tombaugh 1931 Messung von Radiostrahlen aus dem Weltall (K. G. Jansky) 1946 Beginn der großartigen Entwicklung der Radioastronomie 1952 J. H. Oort stellt die Spiralstruktur eines Teiles der Milchstraße fest 1958 Entdeckung des Strahlengürtels, der die Erde umgibt (Van Allen) 1962 Die US-amerikanische Venussonde Mariner 2 erreicht die Venus am 14. Dezember 1963 Entdeckung der Quasare 1965 Die US-amerikanische Marssonde Mariner 2 übermittelt Einzelheiten der Marsoberfläche 1966 Sowjetische Sonde Luna 10 als erster künstlicher Mondsatellit 1967 Entdeckung des ersten Pulsars durch A.

Hewish 1969 Die Mondfähren von Apollo 11 und 12 landen auf dem Mond 1975 Start der Raumschiffe Viking 1 und 2, die auf dem Mars landen 1977 Start der Sonde Voyager 1 und 2, deren Flug über Jupiter (1979) und Saturn (1980) zu Uranus (1986) führt; Entdeckung von neun Uranusringen 1978 Entdeckung des Pluto-Mondes Charon durch J. W. Christy 1979 Entdeckung eines schwachen Rings um Jupiter 1986 Erforschung des Halleyschen Kometen durch die europäische Sonde Giotto; Entdeckung einer Supernova in der Magellanschen Wolke 1988 US-amerikanische Astronomen entdecken ein 15 Mrd. Lichtjahre entferntes Sternsystem, das damit die bis dahin fernste bekannte Galaxis ist 1989 Start des Satelliten Hipparcos, der die Positionen von 120 000 Sternen präzise vermessen soll Voyager 2 sendet Bilder von Neptuns Ringsystem und verläßt nach zwölfjähriger Reise unser Planetensystem 1990 Das Hubble-Weltraumteleskop und der Röntgensatellit ROSAT werden auf Umlaufbahnen gebracht 1993 Erfolgreiche Reparatur des Hubble-Weltraumteleskops im Orbit 3.0 PLANETEN 3.1 Innere Planeten 3.

1.1 Merkur: Das Zeichen ist . Der Merkur ist der innerste Planet des Sonnensystems. Er empfängt rund sechsmal soviel Sonnenstrahlung pro Quadratmeter wie die Erde. Tagestemperatur. können von 330° bis 480° Grad sein.

In der Nacht kann es einen sehr großer Temperaturabfall bis auf - 180° geben. Das Magnetfeld hat nur eine Stärke von 1% des Erdmagneten. Die Achse liegt bei 0 Grad. Es gibt zwei Oberflächenregionen, die äußerst intensiv angestrahlt werden, wenn Merkur im Perihel seiner Bahn steht. Die Expertin in ihrem Fach bezeichnen es als "Heiße Pole". Der Merkur besitzt kraterreiche Hochländer und glattere vulkanische Ebenen.

Ebenfalls kann man ein Mittelding zwischen den beiden finden. Ein Merkmal der Oberfläche ist ein ringförmiges Becken, welches Caloris Becken heißt. Mit einem Durchmesser von 1400km gleicht es dem Mare Orientale auf dem Mond. Es soll angeblich durch einen riesigen Einschlag entstanden sein. Lavaströme gibt es ebenfalls auf der Oberfläche und die Hügeln sind mit pulverisiertem Staub bedeckt. Offensichtlich gibt es keine Plattentektonik, jedoch sind die ausgedehnten Kliffe und steilen Abhänge auf Runzeln zurückzuführen, die beim Abkühlen der Oberfläche entstanden sind.

Der Merkur hat keine Atmosphäre. Trotz geringerer Größe hat der Merkur beinahe die gleiche Dichte wie die Erde. Das läßt vermuten, daß er etwa zweimal so eisenreich ist wie die Erde. Der Eisen - Nickel - Kern mit einem wahrscheinlichen Radius von 1800km enthält beinahe 80 Prozent der Merkur Masse. Darüber liegen ein Gesteinsmantel und eine leichte Kruste. 3.

1.2 VENUS: Das Zeichen ist . Monde besitzt er keine. Die Längsachse hat eine Neigung von 178°. Die Ähnlichkeit zwischen der Erde und der Venus im Bereich der Masse und Größe sind enorm. Jedoch die Oberflächenbedingungen sind wesentlich rauher als die der Erde.

Enorm heiße Temperaturen von rund 480°C werden durch die extrem dichte Atmosphäre aufrechterhalten. Die Zusammensetzung und innere Struktur ist der Erde wahrscheinlich ähnlich. Astronomen glauben, daß der teilweise geschmolzene metallische Kern, mit einem Radius von rund 2940km, etwas kleiner ist, als der Erdkern. Darüber befindet sich der Mantel und eine 60km dicke Kruste. Der komplette Radius beträgt 6070 Kilometer. Ein Magnetfeld ist nur von einer schwachen Stärke vorhanden.

Durch Sondeninformationen weiß man heute, daß ungefähr 70% weitläufige, wellenförmige Ebenen sind, isoliertes abgelenktes Flachland macht weniger als 20% aus und 10% sind hauptsächlich Hochland, das zwischen 4 und 5km über dem mittleren Oberflächenniveau liegt. Abgesehen von vielen Kratern, die einen Durchmesser von bis zu 1000km haben, kann man auch noch mächtige Vulkane und eine Anzahl von spaltenförmigen Tälern und Gräben auf der Venus vorfinden. Die Ebenen bestehen anscheinend aus ältestem Krustenmaterial und sind schwer verkratert. Das Flachland ist hingegen glatt und ohne jegliche Krater. Lavaströme erinnern uns an die Maria des Mondes und an die irdischen Ozeanbetten. Das größte Flachland des Planeten ist Atlanta Planitia, eine ungefähr kreisförmige Senke mit etwa 2500km Durchmesser und maximaler von Tiefe 1,6km.

Man konnte feststellen, daß es in früheren Perioden einmal Wasser auf der Venus gegeben haben muß, daß aber verdampft ist. Zwei Kontinente prägen auch die Oberfläche der Venus. Der Kontinent Ischtar Terra in der nördlichen Hemisphäre und Aphrodite Terra, die sich vom Äquator ausgehend nach Süden erstreckt. Iscjtar kann man von der Größe etwa mit Australien vergleichen und dieser Kontinent hebt sich steil von der Ebene ab. Das Maxwell Gebirge auf Itschar ist 11,1 km hoch. ( siehe Bild Seite 6 ) Aphrodite hat eine Größe vergleichbar mit Afrika.

Dieser Kontinent weist mehrere kleine Gebirge auf und eines davon besitzt zwei massive Schildvulkane. Als die Sonde Pionier 1978 die Atmosphäre scannte, entdeckte sie eine große Menge von Schwefeldioxid, was auf einen Vulkanausbruch zurückzuführen ist. Bewegungen im Mantel haben die dicke Lithosphäre offenbar nicht in einzelne Platten zerbrochen. Allerdings wird eine beträchtliche innere Aktivität durch gigantische Spalten, Kontinente und riesige vulkanische Strukturen angezeigt. Das Oberflächengestein zeigt eine interessante Vielfalt von Gesteinen auf. Granitgestein und Basalte von rötlicher Farbe wurde in einem Bereich gefunden.

Woanders fand man Gestein, das scharf und ekig war, ohne Erscheinungen von Verwitterung. Die dichte Atmosphäre dieser lebensfeindlichen Welt besteht hauptsächlich aus Kohlendioxid ( 96%! ) und übt einen Druck von 90bar aus. Die Hauptwolkenschicht besteht größtenteils aus schwefeligen Säuretröpfchen und umfaßt einen Bereich in 45 - 60km Höhe. Eine Venuswolke, einer bestimmten Dicke, absorbiert weniger Licht als eine Wolke der gleichen Dicke auf der Erde. Durch die enorm dicken Wolken gehen 98% des Lichts verloren, das auf die Venus kommt. Das Treibhaus der Venus fängt die zurückgestrahlte Infrarotstrahlung so wirkungsvoll ein, daß die Oberflächentemperatur ständig etwa 477°C beträgt.

Ohne Atmosphäre könnte man eine Temperatur von nur 77°C erwarten. Auch auf der Venus, so spekulieren die Wissenschaftler, muß einmal Wasser gewesen sein, das aber verdampft ist. Der Wasserdampf in der Atmosphäre erhöhte sich dadurch. Da Wasserstoff Infrarotstrahlung gut absorbiert, steigerte sich noch der Treibhauseffekt, und ließ dadurch die Temperatur drastisch steigen. Die Ozeane verdampften weiter und so muß sich dann der Wasserdampf in der oberen Atmosphäre aufgespalten haben und in zwar Wasserstoff, der entweichen konnte und Sauerstoff, der sich mit dem Gestein auf der Oberfläche verbunden hat. Der Anteil des Wasserdampfs beträgt jetzt nur 0,005%.

Trotzdem ist er noch mit 25% am gegenwärtigen Treibhauseffekt der Venus beteiligt. Die anderen Hauptelemente sind Kohlendioxid, Schwelfdioxid, Wolken und Dunst. Die Winde auf der Oberfläche der Venus sind schwach, steigen aber in der Wolkenzone bis auf 400km/h. Die obersten Wolken umkreisen den Planeten in ungefähr vier Tagen. ( 60mal schneller als der Planet selbst rotiert ). Die dadurch entstehenden Ströme geben den Wolken ihre charakteristischen Y- und C Muster.

3.1.3 DIE ERDE Das Zeichen ist . Die Erde hat den größten Umfang der inneren Planeten des Sonnensystems. Der Neigungswinkel beträgt 23,44°. Die Erde umkreist bei einer mittleren Geschwindigkeit von 29,76 km/s die Sonne in 365 Tagen, 5 h, 48 min u.

46 s. Bei diesem Umlauf beschreibt sie eine Ellipse, in deren einem Brennpunkt die Sonne steht. Die Ebene ihrer Bahn heißt Erd - Ekliptik. Geringster Sonnenabstand (Erd - Perihel) ist am 2. Jan. (147 Mio.

km), der größter Abstand (Erd - Aphel) ist am 3. Juli (151,9 Mio. km). Die Geschwindigkeit im Perihel ist größer, daher gibt es auf der Nordhalbkugel um 8 Tage kürzere Winter und um 8 Tage längere Sommer. Außerdem rotiert die Erde von West nach Ost in 23 h, 56 min, 4,1 s einmal um ihre Achse. Der dabei jeweils der Sonne zugekehrte Teil ihrer Oberfläche hat Erdtag, der abgewandte Erdnacht.

Infolge der Schrägstellung der Erdachse schneiden sich Äquatorebene und Ekliptik unter einem Winkel von 23° 27'; dadurch verschiebt sich die Sonnenscheindauer im Lauf des Jahres (Entstehung der Jahreszeiten; Polarnacht u. -tag). Die Erdrotation bewirkt eine Erhöhung der Zentrifugalkraft am Äquator und damit eine Abplattung der Erde an den Polen zu einem Erd - Geoid (unregelmäßiges Rotationsellipsoid): Äquatorradius 6378,1 km, Polarradius 6356,75 km, Äquatorumfang 40 075 km, Meridianumfang 40 007,9 km. Durch die Rotation werden alle sich an der Oberfläche bewegenden Luft- oder Wassermassen auf der Nordhalbkugel nach rechts, auf der Südhalbkugel nach links abgelenkt (Blickrichtung jeweils zum Äquator hin). Ihr Gewicht ist 5970 Trill. t.

Die Erde entstand vermutlich vor rd. 4,5 Mrd. Jahren aus einer glühenden Gaswolke gemeinsam mit der Sonne und den übrigen Planeten. Sie erhitzte sich durch die gravitative Energie bei der Zusammenballung der kosmischen Masse und durch die Wärmeproduktion der radioaktiven Elemente. Das Alter der Erdkruste wird mit rd. 3,75 Mrd.

Jahren angegeben, die ersten Spuren des Lebens mit etwa 3,35 Mrd. Jahren. Die Hauptmerkmale der Erde sind kontinentale Landmassen ( 30%) und die Ozeane ( 70% ). Die Oberfläche der Erde beträgt 510,1 Mio. km², ihr Volumen ist 1083,3 Mrd. km³, Die Verteilung auf beiden Halbkugeln ist ungleichmäßig (Nordhalbkugel: 100 Mio.

km² Land, 155 Mio. km² Wasser; Südhalbkugel: 49 Mio. km² Land, 206 Mio. km² Wasser); die mittlere Höhe des Festlands ist 875 m, die größte Höhe 8848 m; die mittlere Tiefe des Meeres 3790 m, und die größte gemessene Tiefe 11 034 m. Andere charakteristische Merkmale sind die großen Bergketten und Risse und Spalten in ihrer Oberfläche, beispielsweise die San-Andreas-Spalte in den USA und der große Graben in Afrika. Geologen meinen, daß die Plattentektonik der vorherrschende Vorgang ist, der die Oberfläche der Erde geformt hat.

Bei diesen Bewegungen wurden durch Konvektionsströme im geschmolzenen Mantel die Lithospähre in ungefähr ein Duzend starre Platten zerbrochen, die langsam driften ( gleiten ). Europa und Amerika driften gegenwärtig pro Jahr um 2cm auseinander, und Europa und Afrika driften zueinander. Wenn zwei Kontinentalplatten aufeinandertreffen können, durch Stauchen und Zermahlen Bergzüge aufgefaltet werden. Passiert das gleiche mit einer ozeanischen Platte und eine kontinentalen Platte, so schiebt sich die schwere unter die leichtere. Die leichtere Platte ist immer die ozeanische. Dieser Vorgang wird in der Fachsprache Subduktion genannt.

Die großen Kräfte führen dazu, daß die ozeanisches Plattenmaterial abschmilzt. So werden Gebirgsketten aufgeschoben und es entstehen auch riesige Gräben. Dies ist auch der Grund der Existenz von Vulkanen und Erdbeben. Gefährdete Gebiete die entlang der Plattengrenze liegen, sind für Vulkanismus und starke Erdbeben sehr bekannt. Plattentektonik und vulkanische Vorgänge bilden neue landschaftliche Merkmale, die aber wieder durch Erosion und Wasser abgetragen werden. Materialien werden durch das Wasser ständig woanders hingetragen.

Unsern Planet bezeichnet man dadurch auch als einen dynamischen Planeten. Die Erde hat einen Radius von 6370km. 1. Die Kruste: Die Kruste ist im allgemeinen unter den Kontinenten, kann aber unter Faltengebirgen bis zu 70 km Mächtigkeit anwachsen und unter den Ozeanen bis auf 5km Dicke abnehmen. Für die kontinentalen Platten wird eine granitische Zusammensetzung angenommen (2,7g/cm³ mittlere Dichte), während die ozeanischen Platten basaltische Zusammensetzung aufweisen ( 2,3g/cm³ mittlere Dichte). 2.

Der obere Erdmantel besteht vorwiegend aus Peridotiten ( Eisen-Magnesium-Silikate) und ist seinerseits aus drei Schichten aufgebaut. Unterhalb der Lithospähre, bei etwa 100km Tiefe, setzt großräumige Konvektion ein, da das Gestein trotz seiner kristallinen Struktur bei dem hohen Druck flüssig ist. Einer Schicht mit vorwiegender Olivin-Struktur folgt zwischen 390 und 450km ein Übergang zur Spinell-Struktur. Der untere Erdmantel besteht ebenfalls aus Silikatmineralien, jedoch von noch dichterer Ionenpackung, wobei die Schicht D" in ihrer Dicke stark variiert. Inwieweit die Konvektion durch die Phasenübergänge strukturiert wird, ist noch Gegenstand von Kontroversen. Die sogenannte Wiechert- Gutenberg- Diskontinuität begrenzt den Erdmantel gegen den Erdkern.

1. Der Erdkern ist sehr wahrscheinlich ein Eisen-Nickel-Kern. Sein äußerer Teil ist bis in eine Tiefe von 5120km schmelzfähig und umhüllt den höchstwahrscheinlich kristallinen inneren Kern. Sein Existenz ist gesichert. Wegen der geringen Viskosität des flüssigen äußeren Kerns finden dort sowohl Konvektionsströmungen als auch zyklonische Strömungen statt, die eng mit der Aufrechterhaltung des Erdmagnetfelds verknüpft sind. Ebenso spiegelt die geometrische Verformung des Kerns sowohl die geographische Struktur der Geoid-Undulation, als auch die des erdmagnetischen Nichtdipol-Felds wieder.

Die beim Nichtdipol-Feld festgestellte Westwärtswanderung scheint auch von der Erdkern-Undulation ausgeführt zu werden, und zwar um 18° pro 100 Jahre. Die Temperatur an der Grenze zwischen äußerem und innerem Kern kann erst seit kurzem aus Hochdruckexperimenten direkt bestimmt werden. Im Zentrum herrscht eine Temperatur von etwa 7000°C. Erdmagnetismus Unser Magnetfeld wirkt überall , was durch die Nord-Süd Einstellung einer drehbaren aufgehängten Nadel nachweisbar ist, in der sich die Auswirkungen des Erd - Magnetfelds der Erde zeigen. Die Abweichung von der geograph. Nord-Süd-Richtung heißt Erd - Deklination, die Neigung gegen die Horizontale Erd - Inklination.

Die Erde verhält sich wie ein großer Stabmagnet. Die Atmosphäre besteht hauptsächlich aus Stickstoff ( 78Volums% ) und Sauerstoff ( 21Volums% ). Andere Bestandteile sind noch Wasserdampf, Argon und Kohlendioxid. Der mittlere Bodenluftdruck beträgt etwa 1013mb. Der Treibhauseffekt hält eine mittlere Oberflächentemperatur von rund 17°C aufrecht, etwa um 35°C höher als es ohne Atmosphäre der Fall wäre. Die Temperatur erreicht am Äquator etwa 40°C und an den Polen rund -40°C, von Extremwerten abgesehen.

Die Atmosphäre wird in mehrere Schichten unterteilt. Die untere ist die Troposphäre, die sich bis in eine Höhe von 12km erstreckt. Großteils beinhaltet sie den atmosphärische Wasserdampf und Wolken. Der Treibhauseffekt spielt sich nur in Bodennähe ab, und so nimmt die Temperatur mit zunehmender Höhe ab. Am kühlsten ist die Tropopause mit -56°C. Darüber befindet sich die Stratosphäre, die sich bis auf etwa 50km Höhe ausdehnt.

In dieser Schicht steigt wiederum die Temperatur, was auf die Absorption der Ultraviolettstrahlung der Sonne durch das Ozon zurückzuführen ist. In der Mesospähre fällt die Temperatur in einer Höhe von 85km wieder auf -93°C. Die verdünnten Gase in der Termospähre werden durch das Sonnenlicht auf Werte von etwa +927°C bei Tag und +527°C bei Nacht erwärmt. In einer Höhe von 500km geht sie in die Exospähre über, aus der leichte Atome entweichen können. In Höhen oberhalb von etwa 70km werden durch die Ultraviolett- und Röntgenstrahlung der Sonne Elektronen aus einigen Atomen herausgeschlagen. Dadurch entstehen vier leitende Schichten aus Elektronen und +Ionen, die Ionosphäre, die bestimmte Radiowellen reflektiert.

3.1.3.1 UNSER MOND Das lateinische Wort für Mond lautet Luna, und das griechische Wort ist Selene. Das Zeichen ist ¡. Seine mittlere Entfernung von der Erde (60,31 Erdhalbmesser = 384 405 km) war schon im Altertum annähernd bekannt.

Weitere Bahnelemente: mittlere Exzentrizität 0,055; Bahnneigung gegen die Ekliptik 5° 8' 43,4". Der Mond. hat einen Durchmesser von 0,2725 Erddurchmesser = 3480 km, eine Masse von 1/81 Erdmasse und eine mittlere Dichte von 0,606 Erddichte = 3,34 g/cm³. Die Schwerkraft auf der Mondoberfläche beträgt 1/6 der irdischen Schwerkraft. Der Mond rotiert in 27,32 Tagen um seine Achse. In derselben Zeit bewegt er sich um die Erde (siderischer Monat); daher kehrt er der Erde stets die gleiche Seite zu.

Begegnungen des Mond mit der Sonne (Neumond) finden im Mittel alle 29,53 Tage statt (synodischer Monat); in dieser Periode (Erd - Lunation) läuft der Wechsel der Lichtgestalten (Mondphasen) des Mond ab: Neumond ( ), Erstes Viertel ( ), Vollmond ( ), Letztes Viertel ( ). Der Mond wird von zwei Landschaftsarten beherrscht: von dunklen Lavaebenen mit wenigen Kratern, die aus historischen Gründe Meere genannt werden, und von leicht farbigen, kraterreichen Hochländern. Die größten Krater erreichen einen Durchmesser von bis zu 250km. Krater bis zu 20km sind schüsselförmig, größere sind komplexer und haben zentrale Bergspitzen. Die Mondoberfläche ist mit Regolith überdeckt. Das ist eine Bodenschicht aus zerrüttetem Gestein.

Mondgestein und Erdgestein sind einander ziemlich ähnlich. Die Mária ( "Meer" ) besteht aus Basalt und die Hochländer aus älterem Gestein wie Anorthosit, der reicher an Aluminium und Kalzium ist als der Basalt.Zertrümmerte Bruchstücke auf den Hochländern weisen auf eine starke Bombardierung hin. Ein großer Unterschied zwischen dem Gestein des Mondes und der Erde ist der, das Gestein des Mondes viel feuerfester ist als bei uns, weil es reich an Titan ist und arm an flüchtigen Elementen. Außerdem enthält das Mondgestein kein Wasser. Von Apollo und Luna Expeditionen weiß man, daß das Hochland ungefähr 3,8 - 4,5 Milliarden Jahre alt ist und die "Meere" 3,1 - 3,8 Milliarden Jahre alt sind.

Chronologie des Mondes: Während der ersten 200 Mill. Jahre seiner Existenz blieb der Mond geschmolzen. Die äußerste Schicht kühlte ab und wurde vor ungefähr 4,4 Milliarden Jahren fest. Die nächsten Millionen Jahre mußte der Mond Bombardierungen hinnehmen und dies prägte seine Oberfläche. Vor 3,2 - 3,8 Milliarden Jahren überflutete Lava die Mare-Becken. Seit 3,2 Milliarden Jahren hat sich der Mond nicht mehr verändert.

( kleine Kraterbildungen sind dabei ausgeschlossen ). Die Dicke der Lithospähre verhindert zusammen mit der nur schwachen Mantelkonvektion eine Plattentektonik. Der Mond ist eine tote Welt! MARS Das Zeichen für den Mars ist . Der Neigungswinkel beträgt 23,59°. Die Marsoberfläche gleicht in ihrer Geländeart teilweise dem Mond und teilweise der Erde. Die dominierenden Kennzeichen sind Krater, Lavaebenen, riesige Vulkane, imense Canyons, gewundene, flußähnliche Täler und polare Eiskappen, die sich ausdehnen und zusammenziehen.

Die Oberflächentemperaturen erreichen am Äquator maximal 27°C und an den Winterpolen ein Minimum von -138°C. Der Mittelwert liegt bei 40°C. Sein Durchmesser beträgt 3300km. Die Dichte des Mars ist um 30% geringer als die der Erde, also hat er keinen großen Metallkern. Über den Aufbau herrscht Unklarheit. Manche sagen sein Kern bestehe aus Eisen und Eisenverbindungen.

Andere Leute haben hier andere Meinungen. Der Radius des Kerns beträgt 1500km. Darüber gibt es einen Silikatmantel mit einem Radius von ca. 1800km. Die Kruste ist 100km dick. Kraterreiches, älteres Terrain, das 1 - 3km über dem mittleren Oberflächenniveau liegt, findet sich hauptsächlich auf der südlichen Hemisphäre.

Ebenfalls befinden sich dort die kreisrunden Becken. So kraterreich wie auf dem Mond ist es aber nicht. Obwohl heute kein flüssiges Wasser mehr auf der Marsoberfläche vorhanden ist, gibt es reichlich Anzeichen dafür, daß es in der Vergangenheit Wasser gegeben haben muß. So findet man mehrere Flussbetten. Ferner gibt es um Hindernisse herum tropfenförmige Materialablagerungen gleich denen, die durch den reichlichen Fluß sedimentbeladener Gewässer entstehen. Als in der Vergangenheit noch Vulkane aktiv waren sind Wasserdampf und andere Gase ausgestoßen worden.

Dies könnte der Grund sein, daß die Dichte der Atmosphäre sich erhöht hat und es so Regenfälle gegeben hat. Die Marsoberfläche enthält ungefähr 1 Gewichtprozent Wasser. Mit Sicherheit befindet sich Wasser in den polaren Eiskappen und möglicherweise auch in den unterirdischen Schichten. Dieses Wasser ist dem Dauerfrost ausgesetzt. Die jahreszeitliche Veränderung führt dazu, daß das Wasser auftaut und dann wieder friert. Am Landeplatz von Viking 1 und 2 war die Oberfläche ähnlich einer Steinwüste.

Der größte Vulkan auf dem Mars heißt Olympus Mons. Es ist ein weiträumiger, sanft abfallender Schildvulkan. Er hat eine enorme Höhe von 25km und eine Basis von 600km Breite. Der Vulkankrater hat einen Durchmesser von 80km. Das leichte Gefälle und die umliegenden Lavadecken lassen erkennen, daß die Lava, die ihn formte, sehr flüssig gewesen sein muß. Ca.

1000km südlicher befindet sich ein 2000km langer und 9km hoher Bergkamm auf dem sich drei weitere Schildvulkane befinden. Etwas südlich vom Äquator befindet sich ein riesiges und atemberaubendes Canyon - System. Man hat diesem den Namen Valles Marineris gegeben. Es erreicht maximal einige hundert Kilometer Breite und es ist 6km tief! Zusätzlich prägen kleine Nebenarme prägen dieses Bild noch dazu. Am Ostende befindet sich eine Region mit großen Gesteinsbrocken. Das Valles Marineris ist vielleicht ein Tal - System, das in Verbindung mit der Erhebung der benachbarten Tharsis - Ausbuchtung entstand.

Die Bewegungen im Marsmantel, die diesen Vorgang auslösten waren wahrscheinlich zu schwach um die 200km dicke Lithospähre in Platten zu brechen. Man schließt daraus, daß die riesigen Schildvulkane nur deswegen ihre Größe erhielten, weil sie immer am gleichen Platz waren bzw. sind. De rötliche Farbe der Oberfläche, ist auf ein rostähnliches Material aus Eisenoxid zurückzuführen, bekannt als Brauneisen ( Limonit ), ein wasserhaltiges Gestein. Die dünne Marsatmosphäre besteht hauptsächlich aus Kohlendioxid ( 95% ). Der Rest sind Stickstoff und Argon.

Auch Wasserdampf kommt vor, wenn auch nur in einer minimalen Menge. Der atmosphärische Druck beträgt 0,01 bar. Die Oberfläche ist so uneben, daß der Druck in tiefen Senken 9mb und auf hohen Bergspitzen ungefähr 1mb erreicht. Der typische Wert liegt aber bei 6 - 7 mb. Diese dünne Atmosphäre erhöht die Oberflächentemperatur um weniger als 10°C über den Wert, den sie ohne Atmosphäre haben würde. Die mittlere Temperatur liegt bei -53°C, sie reicht allerdings von nur -141°C an den Winterpolen bis zu 27°C am Äquator.

Die Schwankungen zwischen Tag- und Nachttemperaturen können bis zu 100°C betragen. Früher war die Atmosphäre vermutlich so dicht, daß flüssiges Wasser vorhanden war. Die Jahreszeiten folgen fast gleich wie bei der Erde, weil die Achse bei 24° liegt, und das sehr der Erde entspricht. Große Temperaturunterschiede zwischen dem Äquator und den Polen führen zu einer starken Zirkulation. Dieser Gegensatz wird auf beiden Hemisphären im Sommer vermindert und im Winter gesteigert. Im Frühling können sehr starke Winde entstehen, die große Mengen Staub in die Atmosphäre heben.

Der Staub absorbiert das Sonnenlicht, wodurch die Atmosphäre noch weiter aufgeheizt wird. Dadurch verstärken sich die Winde und es wird noch mehr Staub hochzirkuliert. Spitzengeschwindigkeiten von bis zu 300km/h können dabei entstehen, und es kann vorkommen, daß der ganze Planet eingestaubt wird, was Monate braucht um sich wieder abzusetzen. Obwohl die Wolkendeckung im allgemeinen gering ist, kommen Wolken aus Wassertröpfchen, Wasserreis und Kohlendioxideis vor. Organische Spuren wurden keine gefunden. Obwohl einige der Ergebnisse noch unklar sind, scheint es am roten Planeten noch nicht einmal einfache Mikroorganismen zu geben.

3.1.4.1 MARSTRABANTE Beide Marsmonde sind winzig. Phobos ist der größere. Er ist ein unregelmäßiges Ellipsoid mit einem max.

Durchmesser von ungefähr 28km. Er hat einen geringen mittleren Abstand von 9270km. Er dreht sich in nur 7h 39min um den Mars. Es ist der einzige bekannte Trabant, der eine kürzere Umlaufperiode hat als die Rotationsperiode des Planeten. Der kleiner von den beiden heißt Deimos. Sein Durchmesser hat eine Größe von 16km.

Sein mittlere Abstand zum Planeten beträgt 23400km. Seine Umlaufperiode beträgt 30h 21min. Beide sind felsige Körper und von ihrer Beschaffenheit sehr ähnlich. Sie gehören zu der Gruppe von kohlenstoffreicher Asteroiden wie sie im äußeren Bereich des Astreoidengürtels gefunden werden. Man kann dadurch annehmen, daß die beiden einmal vom Mars angezogen wurden und früher Asteroiden waren. Beide Trabanten ( Satelliten ) besitzen zahlreiche Krater.

3.2 DER ASTEROIDENGÜRTEL Der Asteroidengürtel ist die Grenze zwischen den inneren Planeten und den äußeren Planeten. Er besteht aus Asteroiden oder Kleinplaneten. Sie sind Stücke aus Gestein oder Metall, die überwiegend Umlaufbahnen folgen, die zwischen denen von Mars und Jupiter liegen. Der Hauptanteil des Asteroidengürtels befindet sich zwischen 2,2 und 3,3 AE von der Sonne entfernt. Die größten haben einen Durchmesser von bis zu 1000km die kleinsten bis zu 1km.

Einige von ihnen dürften sogenannte Doppel- oder Mehrfachkörper sein, die durch Gravitation lose zusammengehalten werden, während andere Satelliten haben könnten. Es sollen dort einige Millionen Asteroiden sein. Man vermutet ebenfalls vermutet man, daß der Asteroidengürtel der Müll unseres Sonnensystems ist. Alles was nicht mehr zum Aufbau von Planeten verwendet wurde, wurde in diesen Gürtel gezogen. Seither kreisen diese Asteroiden mit um die Sonne. Es gibt aber eine Lücke in diesem System.

Man vermutet, daß sie durch die enorme Schwerkraft des Jupiter entstanden ist. Es kann auch vorkommen, daß zwei Asteoride zusammenprallen und so Kurs Richtung Sonne nehmen. Wenn wir Pech haben, nimmt er genau auf unsere Welt zu Kurs. Wenn ein größer Asteroid auf die Erde aufprallt, könnte sein, daß die Erde in ihrer Umlaufbahn gestört werden. Die Folgen dieser Störungen könnten lebensbedrohlich sein. 3.

3 Äußere Planeten 3.3.1 DER JUPITER Das Zeichen ist . Sein Neigungswinkel beträgt 3,12°. Er ist der größte und massigste Planet. Sein Radius hat eine Größe von 76000km.

Er besteht vorwiegend aus Wasserstoff und Helium und hat keine feste Oberfläche. Unterhalb der sichtbaren Wolken ist eine ungefähr 1000km dicke, wasserstoffreiche Atmosphäre und darunter ein tiefer Ozean aus flüssigem molekularem Wasserstoff. In einer Tiefe von etwa 25000km beträgt der Druck rund 3 Millionen Erdatmosphären. Dadurch werden die Wasserstoffmolekühle aufgebrochen und die frei beweglichen Elektronen können Wärme und elektrischen Strom gut leiten. Wasserstoff verhält sich in diesem Zustand wie Metall und wird "metallisches Wasser" genannt. Das Innere des Jupiter besteht größtenteils aus flüssigem, metallischem Wasserstoff.

Vermutlich ist aber auch ein Kern aus Gesteinen und Metallen vorhanden. Der in der Zusammensetzung dem Erdkern ähnlich ist, aber dessen mit einer Masse etwa 10- bis 30mal so groß ist wie die Erdmasse ist. Er erreicht im Zentrum Temperaturen von bis zu 30000°C. Abgesehen von Unterschieden in der Zusammensetzung, Masse und Temperatur steht die Jupiteratmosphäre auch sonst in starkem Kontrast zu den Atmosphären der terrestrischen Planeten. Das ist darauf zurückzuführen, daß Jupiter keine feste Oberfläche hat, mit der die Atmosphäre in Wechselwirkung treten könnte. Außerdem strahlt der Jupiter zweimal so viel Wärme ab, wie er von der Sonne empfängt.

Innere Wärme macht den wesentlichen Teil der Kräfte aus die, die Zirkulation der Jupiteratmosphäre antreiben. Die Temperatur ist überall gleich, die Polarzonen strahlen genausoviel Wärme ab, wie die Äquatorzone. Die gelbliche Scheibe des Jupiter ist von veränderlichen hellen Zonen und dunklen Wolkenbändern bedeckt, die gemäß ihrem Breitengrad bezeichnet werden. Ungewöhnliche Formen aus Wellen, Federgebilden und Wirbeln sagen viel über Turbulenzen der Wolken aus. Es erscheinen langanhaltende ovale Flecken, von denen der berühmteste der Große Rote Fleck ist. Er ist 30000 - 40000km lang und ungefähr 14000km breit.

und befindet sich auf 22° südl. Breite. Das Magnetfeld des Jupiters: Er hat ein sehr weitläufiges Magnetfeld. Die Stärke ist mit der, der Erde nicht vergleich bar. Es ist 100mal stärker. ( Siehe Bild! ) Die Atmosphäre des Jupiter besteht hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium sowie aus Wasserstoffver- bindungen wie Ammoniak und Methan.

Innerhalb der Troposphäre sinkt die Temperatur mit zunehmender Höhe um durchschnittlich 2°C pro Kilometer und erreicht ein Minimum von -168°C in der Tropopause bei einem Druck von etwa 0,1 bar. Das obere Ende der Hauptwolkendecke liegt ungefähr 30km unterhalb der Tropopause. 70km weiter unten, an der Basis der Wolkenschicht, beträgt die Temperatur ungefähr 27°C, und der Druck liegt bei 5 bar. Bei einer Tiefe von 1000km, wo die Atmosphäre auf das flüssige Innere trifft, dürfte die Temperatur ungefähr 1727°C erreichen. Oberhalb der Tropopause liegt eine Stratosphäre, in der die Temperatur mit der Höhe ansteigt, vorwiegend deshalb, weil das Methan Sonnenlicht absorbiert. Oberhalb dieser Schicht fällt die Temperatur zuerst und steigt dann wieder auf ungefähr 727°C an.

3.3.1.1 DIE 16 MONDE DES JUPITER Der Jupiter hat 16 Monde, von denen vier mit dem Mond der Erde vergleichbar oder größer sind. Das sind die "Galileischen" Monde. In der Reihenfolge ihres Abstandes vom Planeten sind es IO, Europa, Ganymed und Kallisto.

Außer Amalthea, ein unregelmäßig geformter Körper ( 155 * 270km ) und Himalia ( 170km Durchmesser ), sind alle anderen Jupitersatelliten kleiner als 100km im Durchmesser. Hinsichtlich ihrer Umlaufbahnen können die Monde des Jupiter in drei verschiedenen Gruppen eingeteilt werden. Die acht inneren Satelliten, einschließlich der Galileischen Monde und Amalthea, liegen innerhalb von 2mio. km Abstand von der Mitte des Planeten und laufen auf beinahe kreisförmigen Bahnen in der Äquatorebene um den Jupiter. Die nächsten vier, einschließlich Himalia, besitzen stärker elliptische Umlaufbahnen, die zum Äquator um etwa 26-29° geneigt sind und deren mittlere Entfernungen zwischen 11 und12 Million km liegen. Die äußersten vier sind zwischen 20 und 24 Millionen km vom Planeten entfernt und folgen stark elliptischen und entgegengesetzten Umlaufbahnen mit Neigungswinkel zwischen 147° und 163°.

Wahrscheinlich wurden die Satelliten der inneren Gruppe von der selben Materienwolke geformt, aus der Jupiter selbst entstanden ist, während die anderen eingefangene Asteroiden sind. 3.3.1.2 DIE RINGE DES JUPITERS Die Sonden der Voyager-Gruppe entdeckten und untersuchten die Ringe zum ersten Mal. Sie sind aber im Vergleich zu den Saturnringen eher bescheiden.

Der äußere Rand des Hauptrings zeichnet sich scharf ab, hat einen Radius von etwa 128 000 km und erstreckt sich in einer ziemlich merkmallosen Fläche von etwa 6000km Breite nach innen. Zum äußeren Rand der Fläche hin gibt es eine hellere schmale Zone. Ein dünnerer Teilchenring scheint sich innerhalb des Hauptrings bis zur Atmosphäre des Jupiters zu erstrecken. Die Teilchendurchmesser betragen nur wenige tausendstel Millimeter. Bei dieser Größe bewegen sie sich durch den Strahelendruck der Sonne langsam spiralförmig in die Jupiteratmosphäre. Wenn diese Ringe über längere Zeit bestehen sollen, muß ihr Material ständig ersetzt werden.

3.3.2 DER SATURN Das Zeichen ist . Der Saturn ist der zweitgrößte Planet des Sonnensystems. Sein Neigungswinkel liegt bei 26,73°. Die Zusammensetzung der Saturnatmosphäre gleicht zum größten Teil der des Jupiters.

Helium ist allerdings etwas weniger vorhanden. Da der Saturn eine geringere Masse als der Jupiter hat, kühlte er schneller ab und dadurch konnten Tröpfchen aus Helium kondensieren. Sie fielen, ähnlich wie Regen, in das tiefe Innere, entleerten den Heliumanteil der Atmosphäre und erhitzten durch ihren Fall das Innere. Das erklärt wahrscheinlich warum der Saturn mehr als zweimal soviel Hitze abstrahlt als er empfängt. Die Temperatur sinkt in der Atmosphäre mit zunehmender Höhe und erreicht in der Tropopause ein Minimum von etwa -183°C. Darüber absorbiert das Methan Sonnenlicht und bewirkt eine leichte Erwärmung der Stratosphäre.

Die Erscheinung des Saturn ist freundlicher und wandelbarer als die vom Jupiter. Es ist ein Muster von Zonen und Bänder zu erkennen. Es ist aber wenig auffallend. Ausgeprägte Wolkenformationen sind selten. Rotierende Flecken gibt es zwar auch, aber in viel kleinerem Maß. Da der Planet eine schwächere Anziehungskraft hat, werden seine atmosphärischen Schichten weniger zusammengepreßt als die des Jupiter.

Die verschiedenen Wolkenschichten befinden sich deshalb in größeren Höhen. Die Wolken, die als dunkle Bänder erscheinen, liegen in größeren Tiefen als die Wolken der Jupiteratmosphäre. Sie dürften aber auch deshalb weniger gut sichtbar sein, weil sie stärker durch Dunst verdeckt werden. Die niedrigeren Temper- aturen beeinflussen Art und Häufigkeit der chem. Reaktionen. So treten deutliche Farben in der Atmosphäre des Saturn nicht auf.

Der Saturn hat zonale Winde, die sehr viel stärker sind als die Winde auf dem Jupiter. Der äquatoriale Jetstorm bläst mit einer atemberaubenden Spitzengeschwindigkeit bis zu 1800km/h. Sein bedeutendes Merkmal ist, daß er sich symmetrisch zum Äquator verhält. Die Winde in der südlichen Hemisphäre sind ein Spiegelbild von jenen im Norden. Eine mögliche Erklärung dafür könnte sein, daß sich die Jetströme in Form von konzentrischen Zylindern in der Tiefe durch den Planeten ausdehnen, anstatt sich auf atmosphärische Schichten zu beschränken. 3.

3.2.1 DIE RINGE Wenn man den Saturn durch ein Teleskop betrachtet, so besteht das Ringsystem dieses Planeten im wesentlichen aus drei Teilringen: Ring A, B und C. Der äußere Ring A hat einen Gesamtdurchmesser von 272000km und ist von dem hellsten Ring B durch einen Zwischenraum von 4000km, der sogenannten Cassini -Teilung, getrennt. Der innere Ring C ist sehr schwach und völlig durchsichtig, wenn er gegen die Planetenscheibe betrachtet wird. Die Voyager-Raumsonden konnten deutlich zeigen, daß das Ringsystem viel komplexer ist.

Ein extrem dünner D-Ring erstreckt sich möglicherweise in einer dünnen Schicht, vom C-Ring ausgehend. Außerhalb des Rings A befindet sich, 140 000km vom Planetenzentrum entfernt, der seltsame F-Ring. Er ist weniger als 150km breit und um 400km von der Kreisform abweichend. Er besteht aus einer Anzahl verwundener Stränge von etwa 10km Breite. Die Teilchen, die den F-Ring bilden werden in diesem engen Band durch die Gravitation der beiden "Schäferhundmonde" Pandora und Prometheus, zusammengehalten, die sich jeweils außerhalb bzw. innerhalb des Ringes bewegen.

Teilchen am äußersten Rand des Ringes werden verlangsamt, wenn sie an Pandora vorbeiziehen und treiben nach innen, während Teilchen am inneren Rand durch Prometheus beschleunigt werden, wenn er sie überholt, und sich deshalb ein wenig nach außen bewegen. Noch weiter von Saturn entfernt liegt der extrem dünne Ring G, von dem aus sich eine sehr dünne Teilchenschicht, Ring E genannt, aus einer Entfernung von 210000km bis fast 500000km ausdehnt. Ihr innerer Rand liegt jenseits von Minas. Enceladus kreist in ihr. Die klassische Theorie über die Ringe ging davon aus, daß die Teilungen auf Umlaufresonanzen zurück führen sind. Die Umlaufzeiten in den Teilungen würden in einem ganzzahligen Verhältnis zur Umlaufzeit eines der größeren Saturnsatelliten stehen.

Ein Teilchen, das sich zum Beispiel in der Cassini-Teilung bewegt, hätte die Hälfte der Umlaufperiode von Mimas. Regelmäßige Störungen wären die Folge, und das Teilchen müßte allmählich aus der Cassini-Teilung herausgezogen werden. Auf diese Weise, so nahm man an, würde die Cassini-Teilung von Teilchen saubergefegt. Heute glaubt man nicht mehr, daß eine solche Resonanztheorie alle Ringmerkmale erklären kann. Vielleicht breiten sich von den Bereichen, in denen Resonanz vorliegt, dichte Wellen aus, ähnlich den Wellen auf einem Teich. Die Herkunft des Ringsystem bleibt aber Stoff für Diskussionen bei den Wissenschaftlern.

Möglicherweise sind die Ringe Bruchstücke von Satelliten, die durch die von Saturn ausgehenden Gravitationskräfte auseinandergerissen wurden. Wahrscheinlich sind aber die meisten Ringteilchen Material aus der Zeit der Entstehung der Planeten, das sich nicht zu Satelliten verfestigte. Sicher ist, daß sich die hellen Ringe des Saturn stark von den dunkleren Systemen des Jupiter und Urans unterscheiden. 3.3.2.

2 DIE MONDE DES SATURN Der Saturn hat ein Gefolge von 21 oder 23 Satelliten. Ihre Abstände vom Zentrum des Planeten reichen von 137760km bis 12950000km. Titan, so heißt der größte Trabant hat einen Durchmesser von 5120km. Dann gibt es vier mittelgroße Monde mit einem Durchmesser von 1050km bis 1530km. Das sind Rhea, Iapetus, Dione und Tethys. Weitere sieben sind klein und mit einem Durchmesser von 160-500km, und zwei sind winzig.

Diese haben nur einen Durchmesser von rund 100km. Es bewegen sich alle bis auf einen im Sinne der Rotation des Saturns. Er heißt Phoebo und ist auch der am weitesten entfernte Trabant des Saturns. Titan besteht aus einem Silikatkern und einer Außenschichte der Rest größtenteils aus Wasser und Methan und Eis. Seine Atmosphäre besteht aus 85% - 95% Stickstoff, 5% - 10% Argon und ungefähr 1% aus Methan, sowie aus geringfügigen Bestandteile von Cyanwasserstoff ( einer der Bausteine der Nukleinsäure, die für den Aufbau von lebender Materie von fundamentaler Bedeutung sind. Titan ist der einzige Satellit mit einer dauerhaften Atmosphäre.

Die Temperaturen liegen tief unter dem Nullpunkt. Die Oberflächenbeschaffenheit ist bis dato eine Spekulation, da man noch keine Daten erhalten hat. 3.3.3 DER URANUS Sein Zeichen ist .Sein Neigungswinkel beträgt 97,86° .

1440 Millionen Kilometer hinter dem Saturn befindet sich der Uranus. Er ist eine riesige, eisige Methanwelt. Sein Kern liegt in 24500km Tiefe. Er hat einen Eisen-Silikat-Kern. Um den Kern ist ein rund 18000km dicker Mantel aus Ammoniak- und Methaneis. Der Uranus ist 3mal so massiv wie die Erde, seine Temperatur liegt bei ca.

167°C unter Null. Sein Jahr entspricht 84 Erdjahren, sein Tag 10 ist Stunden und 44 Minuten lang. Am erstaunlichsten ist das Phänomen der Jahreszeiten auf diesem Planeten. Der Äquator ist 98° gegen die Fläche seiner Umlaufbahn geneigt. Das heißt, daß dadurch ein Jahreszeitenwechsel von 42 Jahren zwischen südlichen und nördlichen Polar Zonen entsteht. An den dunklen Polen gibt es weder Morgengrauen noch Abenddämmerung.

Die tägliche Rotation läßt während der Nächte des Planeten, die fast ein halbes Jahrhundert dauern. immer dieselben Sterne am Firmament kreisen. Die Voyager2 konnte auch Aufnahmen machen, in denen man eine Wolkendecke sieht. Es könnte sein, daß sie aus einer Art von Methaneiskristallen besteht. Der Uranus hat eine Atmosphäre mit größten Anteil von Wasserstoff und Methan. Helium hat laut Informationen der Voyager2 einen Anteil von 15%.

Der Uranus ist ein typischer Planet für das Fernrohr. Doch kann der Uranus zur Zeit seiner Opposition unter günstigen Verhältnissen durchaus noch mit bloßem Auge oder zumindest mit einem Opernglas aufgefunden werden. Neue Informationen zu bekommen ist sehr schwer, weil der Planet enorm weit weg von der Erde seine elliptischen Kreise zieht. 3.3.3.

1 MONDE Der Uranus hat 15 Satelliten, einschließlich zehn sehr kleine und dunkle Körper die, die Sonde Voyager2 entdeckte. In der Reihenfolge der Entfernung vom Planeten sind die größten Satelliten Miranda, Ariel, Umbriel, Titania und Oberon. Es sind eisbedeckte Welten - jede besteht wahrscheinlich aus einer Mischung von Eis und Gestein und sie erreichen einen Durchmesser von etwa 480km für Miranda und bis 1590km für Oberon. Miranda besitzt vermutlich die rätselhafteste Oberfläche des gesamten Sonnensystem. Die zehn neuen Monde sind etwa 100km bis nur 16km groß. 3.

3.4 DER NEPTUN Sein Zeichen ist . Der Neptun wurde nur aufgrund einer Störung in der Uranusbahn entdeckt. Der Neptun gehört in die Gruppe der jupiterähnlichen Planeten. Der Neigungswinkel hat eine Größe von 29,56°. Sein Äquatordurchmesser beträgt 44600km.

In 15h 40min. dreht er sich vermutlich um seine eigene Achse, und die Abplattung beläuft sich auf 1:40. Da er nur noch ein kleines Scheibchen von 2-2,5 Bogensekunden zeigt, läßt sich auf ihm kaum mehr etwas ausmachen. Sicher verfügt auch er über eine mächtige Atmosphäre die der vom Uranus gleicht. Das Methan führt zu einer bläulichen Verfärbung des Planeten. Doch wie bei allen Riesenplaneten wird auch hier Wasserstoff eine wichtige Rolle spielen.

Die Atmosphäre ist auf jedenfall dunstig und wolkig. Infrarotaufnahmen enthüllen ein dunkles äquatoriales Bans, das auf die Absorption der Infrarotstrahlung durch Methan zurückzuführen ist. Der Planet ist eingehüllt von feinen Partikeln und Eiskristallen, die sich vermutlich mit der Sonnenaktivität verändert. Eine vernünftige Erklärung dafür ist, daß Schwankungen in der Teilchen-,Töngten-und Ultraviolettstrahlung der Sonne die atmosphärische Chemie beeinflussen. 3.3.

4.1 DIE SATELLITE DES NEPTUNS Der Neptun hat zwei sehr verschiedene Satelliten, die beide in ihrer Art einmalig sind. Triton bewegt sich, bei einer mittleren Entfernung von 354000km, in einer kreisförmigen, der Neptunrotation entgegengengerichteten Umlaufbahn. Sie ist zum Äquator des Neptun um 100° geneigt. Er ist ein riesiger Satellit, in der Größe mit Merkur vergleichbar. Der exakte Durchmesser ist leider unbekannt.

Der Satellit weist Methaneis und Ozeane aus flüssigem Stickstoff. Beide Stoffe wurden von der Voyager 1989 festgestellt. Vielleicht hat der Trintron eine Atmosphäre mit einem Druck von 0,0001 bar. Er weist starke jahreszeitliche Veränderungen auf. Nereid ist der andere Mond des Neptun. Seine Entfernung liegt bei 1400000km bis 9700000km.

Die Voyager entdeckte noch sechs neue kleine Mond, die 1989 vorläufig als N1-6 bezeichnet wurden. 3.3.5 DER PLUTO Er ist wahrscheinlich der letzte Planet unseres Sonensystemes und sein Zeichen ist .Sein Neigungswinkel beträgt 52°. Mit einem möglichen Durchmesser von 5800km ist er einer der kleineren Planeten unsres Systems.

Seine Bahn, auf der er in 248 Jahren einmal um die Sonne zieht, ist so stark elliptisch, daß sie im sonnennächsten Punkt sogar noch innerhalb der Neptunbahn liegt. Tatsächlich schwankt seine Entfernung von der Sonne zwischen 4,44 und 7,37 Milliarden Kilometer. Möglich wäre es, daß der Pluto ein aus der Bahn gesprungener Satellit des Neptun ist. Seine Oberflächentemperatur liegt wahrscheinlich bei -230°C. Aus periodischen Helligkeitsschwankungen schließt man, daß er sich in 6Tg. 9h 21,5min um seine Achse dreht.

Er hat eine Masse von einem Zehntel der Erdmasse. 3.3.5.1 DER TRABANT DES PLUTO Charons mittlerer Abstand vom Mittelpunkt des Pluto beträgt 20 000km. Er umrundet den Planeten in der gleichen Zeit, in der sich der Pluto um die eigene Achse dreht.

Mit einem Durchmesser von 800km hat Charon etwa ein Drittel der Größe seines Planeten. Alle anderen Satelliten sind im Vergleich zu ihrem Hausplaneten viel kleiner. Ähnlich wie der Pluto ist der Charon mit Eis bedeckt. 4.0 DIE SONNE Von alles Gestirnen am Himmel ist für uns die Sonne absolut das wichtigste. Ohne Sonne wäre Leben auf der Erde nicht möglich.

Egal ob Pflanze, Tier oder Mensch alle Brauchen diesen Generator am Himmel. Die Sonne ist ein Fixstern vom Spektraltypus G 1. Die Sonne ist im Mittel 149,6 Millionen km von uns entfernt. Der Durchmesser hat eine Größe von ungefähr 1390000km. Würde man 109 Erdkugeln hintereinander legen, könnte man den Sonnendurchmesser erreichen. Die Erde bekommt von der Sonne ungefähr 250Billionen PS Energie.

Die Oberfläche der Sonne mißt etwa sechs Billionen km2. Die Sonne hat eine Masse von 333 660 Erdmassen und eine mittlere Dichte von 1,4 g/cm³. Die Neigung des Sonnenäquators gegen die Ekliptik beträgt 7° 15'. Auf der Oberfläche herrscht eine Temperatur von 5500°C ,die Mittelpunkttemperatur hingegen betragt fast 15 Mio. Kelvin. Die Sonenkorona ist der außerste Teil der Sonne.

Sie ist so dünn, daß sie nur bei einer Sonnenfinsternis zu sehen ist. Das ist deshalb so, weil die Sonnenkorona nur etwa 1 Millionstel der Helligkeit der Sonnenscheibe selbst aufweist. Die Korona besteht aus 75% Wasserstoff, 23% Helium und etwa 2% schwerere chemische Elementen. Messungen haben ergeben, daß die Temperatur in der Korona 1 bis 2 Millionen Grad beträgt. Die Korona besteht vor allem aus elektrisch geladenen Teilchen. Die Chromosphäre ist 15000km dick und bildet die innere, dichte Atmosphäre der Sonne.

Ihr Bestandteil ist größtenteils Wasserstoff. Die aus der Chromosphäre hochschießenden Gase wölben sich als flackernde Bögen . Die Photosphäre, eine turbulente vermutlich 130000 Kilometer dicke Schicht, wird durch die von unten angedrängten Energiemassen in heftige Bewegungen versetzt. Ihre Außenseite, die Sonnenoberfläche, ist von weißglühenden Sonnenflecken zerfurcht. Die Oberfläche scheint eine Rasterung aufzuweisen die Granulation heißt. Jedes einzelne Korn hat einen Durchmesser von mehreren Hundert km und eine Lebensdauer von nur wenigen Minuten.

Hierbei handelt es sich um ein ständiges Brodeln der Oberfläche. Bis zu 500° heißere Gasbälle steigen in die Höhe, kühlen dann wieder ab und sinken in die Tiefe. FACKELN: Fackeln werden im monochromatischen Licht als helle, 5000 bis 50 000km große Gebiete auf der ganzen Sonnenscheibe beobachtet. Sie treten in Aktivitätszentren und in der Nähe von Sonnenflecken auf und haben eine noch größere Lebensdauer als die Sonnenflecken. Der Zusammenhang zwischen Fackelflächen und bipolaren magnetischen Gebieten ist besonders eng. SONNENFLECKEN: In den Sonnenflecken sinkt die Temperatur auf etwa 4000°C.

Diese Sonnenflecken sind jedoch nur temporär Zeit an einem Ort vorhanden. Sie entstehen, entwickeln sich und vergehen wieder. Schon nach kurzer Zeit ist zu erkennen, daß die Sonenflecken von Ost nach West ziehen. Die Rotationszeit der Sonne beträgt 25 Tage. Dadurch können längerlebende Sonnenflecken durchaus über einige Rotationen hinweg beobachtet werden. Die meisten dieser Flecken haben jedoch nur eine Lebensdauer von wenigen Tagen oder Wochen.

Meist schließen sich diese Flecken zusammen, manchmal werden sie bis zu 100000km lang werden können. In der Nachbarschaft von Sonenflecken, können auch Sonnenfackeln auftreten, die bis zu 7000°C heiß werden. Das Magnetfeld dieser Sonnenflecken ist unvorstellbar hoch. Die Stärke liegt bei 3000-4000G, während die Erde nur 0,5G hat. Der Kern der Sonne ist die Quelle ihrer Energie. Hier werden bei einer Temperatur von 14 Millionen Grad Celsius Wasserstoffatome zu Helium verschmolzen.

Die in Form starker Gammastrahlung frei gewordene Energie strömt an die 480000km höher gelegenen Oberfläche . Der nächste Abschnitt des Sonnekraftwerks besteht aus einer gewaltigen Zone, deren genaue Ausmaße man nicht kennt. Dicht zusammengepackte Gasatome sind hier in einem dauernden Beschuß ( Prinzip der Kerfusion ) von Gammastrahlen ausgesetzt. Die Gammastrahlen verwandeln sich hierbei in Röngtenstrahlen und in ultraviolette Strahlen. 5.0 Dimensionen u.

physikalische Konstanten der Planeten D = Äquatorialdurchmesser in km A = Albedo M = Masse (einschl. Monde [Erde = 1]) d = mittlere Dichte [Wasser = 1] f = Fluchtgeschwindigkeit in km/s Ab = Abplattung Planet D A M d f Ab Merkur 4 892 0,06 0,053 5,4 4,2 0 Venus 12 112 0,76 0,815 5,16 10,3 0 Erde 12 756 0,39 1,000 5,53 11,2 1:297 Mars 6 800 0,15 0,107 3,95 5,0 1:190 Jupiter 142 800 0,51 318,00 1,33 61 1:160 Saturn 120 800 0,42 95,22 0,69 37 1:10 Uranus 50 800 0,66 14,55 1,21 22 1:15 Neptun 49 000 0,62 17,23 1,70 25 1:40 Pluto 2 200 0,50 0,002 2,1 1 ? Die wichtigsten Bahnelemente der Planeten: a = große Halbachsen in astronomischen Einheiten e = Exzentrizität i = Neigung gegen die Ekliptik T = siderische Umlaufzeit in Jahren U = synodische Umlaufzeit in Tagen Planet a e i T U Merkur 0,387 0,206 7º 0´,2 0,241 115,9 Venus 0,723 0,007 3º 23´,6 0,615 583,9 Erde 1,000 0,017 0º 0´,0 1,000 - Mars 1,524 0,093 1º 51´,0 1,881 779,9 Jupiter 5,203 0,048 1º 18´,5 11,862 398,9 Saturn 9,539 0,056 2º 29´,6 29,458 378,1 Uranus 19,182 0,047 0º 46´,4 84,015 369,7 Neptun 30,057 0,009 1º 46´,8 164,788 367,5 Pluto 39,75 0,249 17º 8´,7 247,7 366,7

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