Roboter im Weltraum
Eine Raumsonde ist ein robotisches Raumfahrzeug, das von
Wissenschaftlern auf eine Reise durch das Sonnensystem gesendet wird, damit es möglichst viele Informationen über unsere kosmische Nachbarschaft sammelt. Roboter-Raumfahrtmissionen sollen bestimmte Fragen beantworten, etwa folgende: »Wie sieht die Oberfläche der Venus aus?«, »Ist es auf dem Neptun windig?« oder »Woraus besteht der Jupiter?«.
- • Zwar sind robotische Raumfahrtmissionen weniger glanzvoll als bemannte Raumflüge, aber sie haben einige Vorteile:
- • Roboter können weite Distanzen reisen und viel weiter und länger in die Ferne vordringen als jeder Astronaut. Wie bemannte
Missionen brauchen sie eine Energiequelle - die meisten nutzen Solarzellen, die Sonnenlicht in Strom umwandeln, aber diejenigen, die sich weit von der Sonne entfernen, haben eigene Generatoren an Bord. Doch robotische Raumsonden brauchen viel weniger Energie als bemannte Missionen, weil sie keine geeignete Umgebung zum Überleben aufrechterhalten müssen.
- • Roboter benötigen keinen Vorrat an Nahrung oder Wasser, und sie brauchen keinen Sauerstoff zum Atmen, sodass die Sonden viel kleiner und leichter sein können als bemannte Raumschiffe.
- • Roboter langweilen sich nicht, haben kein Heimweh und werden auf der Reise nicht krank.
- • Wenn etwas schiefgeht, dann sind keine Menschenleben gefährdet.
- • Raumsonden kosten viel weniger als bemannte Raumflüge und die Roboter wollen am Ende ihrer Mission nicht wieder nach Hause zurückkehren.
Raumsonden haben uns die Wunder des Sonnensystems eröffnet und Daten zur Erde zurückgesendet, dank derer Wissenschaftler viel besser verstehen, wie das Sonnensystem entstanden ist und welche Verhältnisse auf anderen Planeten herrschen. Während Menschen bisher nur bis zum Mond gereist sind - eine Reise von durchschnittlich 378000 Kilometern -, haben Raumsonden Milliarden Kilometer zurückgelegt und außerordentlich detaillierte Bilder der fernen Bereiche des Sonnensystems geliefert.
Fast 30 Raumsonden haben den Mond erreicht, bevor die ersten Menschen dort eintrafen! Robotische Raumfahrzeuge wurden inzwischen zu allen anderen Planeten des Sonnensystems gesandt, sie haben Staub aus dem Schweif eines Kometen aufgefangen, sind auf dem Mars und der Venus gelandet und bis hinter den Pluto gereist. Einige Raumsonden haben sogar Informationen über unseren Planeten und die Menschheit mitgenommen. Die Sonden Pioneer io und n tragen gravierte Plaketten mit dem Bild eines Mannes und einer Frau und einer Karte, die zeigt, woher die Sonde kommt. Wenn die Pioneer-Sonden tief in den Weltraum vordringen, könnten sie eines Tages auf eine außerirdische Zivilisation treffen!
Die Voyager-Sonden haben Fotografien von Städten, Landschaften und Menschen der Erde dabei, aber auch Tonaufnahmen mit Grußbotschaften in vielen verschiedenen irdischen Sprachen. In dem unglaublich unwahrscheinlichen Fall, dass diese Sonden von einer anderen Zivilisation entdeckt werden, werden diese Botschaften alle Außerirdischen, die sie entschlüsseln können, beruhigen, dass wir ein friedlicher Planet sind und anderen Lebewesen im Universum Gutes wünschen.
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Typen von robotischen Sonden
Es gibt drei Typen von Raumsonden. Welchen Typ man für eine bestimmte Mission verwendet, hängt davon ab, welche Fragen die Sonde beantworten soll. Einige Sonden fliegen an einem oder mehreren Planeten vorbei und nehmen Bilder auf [i]. Andere, die Orbiter, umkreisen einen einzelnen Planeten, um mehr Informationen über ihn und seine Monde zu sammeln [3]. Ein weiterer Typ (Landesonden oder Lander) ist dafür gebaut, zu landen und Daten von der Oberfläche zurückzusenden [2]. Einige sind Rover (Fahrzeuge), andere bleiben dagegen dort stehen, wo sie landen.
Der erste Rover, Lunochod 1 (»Mondgang 1«), war Teil der russischen Sonde Luna 17, die 1970 auf dem Mond landete. Lunochod wurde von der Erde ferngesteuert.
Die Mars-Landesonden der NASA, Viking 1 und Viking 2, die 1976 auf dem Roten Planeten landeten, lieferten die ersten Bilder von der Oberfläche des nach dem römischen Kriegsgott benannten Planeten, der die Menschen seit Jahrtausenden fasziniert hatte. Sie zeigten rötlich braune Ebenen mit verstreuten Steinen, den rosa Marshimmel und sogar Frost auf dem Boden. Leider ist es sehr schwierig, auf dem Mars zu landen, und mehrere Sonden, sind auf die Oberfläche gestürzt.
Später landeten die beiden Fahrzeuge Spirit und Opportunity. Sie waren zwar nur für drei Monate Fahrzeit konstruiert, hielten aber viel länger und fanden, ebenso wie andere Marssonden, Hinweise, dass die Marsoberfläche durch Wasser geformt wurde. 2007 schickte die NASA die Phoenix-Missionen zum Mars. Phoenix konnte nicht herumfahren, hatte aber einen Roboterarm, der in den Boden graben und Proben entnehmen konnte. An Bord war ein Labor, um ihre Zusammensetzung zu untersuchen. Außerdem arbeiten mehrere Sonden in Umlaufbahnen um den Mars: Die NASA hat drei Orbiter - Mars Odyssey, Mars Express und Mars Reconnaissance -, die uns die Oberfläche im Detail zeigen, und MAVEN, der die Marsatmosphäre studiert. Weitere Sonden in
Umlaufbahnen sind der Mars Orbiter aus Indien und der ExoMars Trace Gas Orbiter (»Exo-Mars-Spurengas-Orbiter«), eine Mission der ESA und Russlands.
Robotische Raumsonden haben uns auch die »Höllenwelt« gezeigt, die unter der dicken Atmosphäre der Venus liegt. Früher vermuteten manche dichte tropische Wälder unter den Wolken, doch Raumsonden haben hohe Temperaturen, eine schwere, kohlendioxidreiche Atmosphäre und dunkelbraune Wolken aus Schwefelsäure gezeigt. 1990 erreichte die NASA-Sonde Magellan die Umlaufbahn um die Venus. Mit Radar, das die Atmosphäre durchdringt, kartierte Magellan die Oberfläche und fand 167 Vulkane mit einem Durchmesser von mehr als 110 Kilometern! Die ESA-Sonde Venus Express befindet sich seit 2006 in einer Umlaufbahn. Sie untersucht die Atmosphäre und soll erforschen, warum sich Erde und
Venus so unterschiedlich entwickelt haben. Die japanische Sonde Akatsuki erforscht ebenfalls seit 2015 die Venusatmosphäre. Mehrere Landesonden, alle von der früheren Sowjetunion ausgesandt, haben Informationen von der Oberfläche zurückgeschickt; das ist eine enorme Leistung angesichts der Herausforderungen einer Landung auf diesem extrem unwirtlichen Planeten.
1970 übertrug die sowjetische Raumsonde Venera 7 als erstes von Menschen konstruiertes Objekt Daten von der Oberfläche der Venus.
Robotische Raumsonden haben die verbrannte Welt des Merkurs gemeistert, der der Sonne noch näher hegt als die Venus. Mariner 10, der 1974 und dann nochmals 1975 am Merkur vorbeiflog, zeigte uns, dass dieser kahle kleine Planet sehr ähnlich wie unser Erdmond aussieht. Er ist ein grauer, toter Planet mit nur sehr dünner Atmosphäre. 2008 kehrte mit der MESSENGER-Mission eine Raumsonde zum Merkur zurück und sandte die ersten Bilder des sonnennächsten Planeten seit 30 Jahren.
Sich der Sonne zu nähern, ist eine enorme Herausforderung für robotische Raumfahrzeuge, aber Sonden, die zur Sonne geschickt wurden - Helios 1, Helios 2, SOHO, TRACE, RHESSI und andere -, haben Informationen geliefert, mit denen Wissenschaftler den Stern im Zentrum unseres Sonnensystems besser verstehen können. DISCOVR erforscht derzeit den Sonnenwind und koronale Massenauswürfe. Die Parker-Sonnensonde ist auf dem Weg und soll 2025 nahe an der Sonne vorbeifliegen.
Weiter draußen im Sonnensystem sah man erstmals Details des Jupiters, als die Raumsonde Pioneer 10 im Jahr 1973 vorbeiflog. Bilder von Pioneer io zeigen auch den Großen Roten Fleck - ein Merkmal, das man mit Teleskopen von der Erde seit Jahrhunderten beobachtet hatte. Nach Pioneer enthüllten die Voyager-Sonden erstaunliche Neuigkeiten über die Jupitermonde. Dank der Voyager-Sonden erfuhren Wissenschaftler, dass die Monde des Jupiters alle sehr unterschiedlich sind. 1995 erreichte die Sonde Galileo den Jupiter und verbrachte acht Jahre dort mit der Erforschung des riesigen Gasplaneten und seiner Monde. Galileo war auch die erste Raumsonde, die an einem Asteroiden vorbeiflog, die erste, die einen Asteroiden mit einem Mond entdeckte, und die erste, die den Jupiter über einen langen Zeitraum hinweg vermaß. Diese erstaunliche Raumsonde zeigte auch Vulkanismus auf dem Jupitermond Io und fand heraus, dass der Mond Europa von einer dicken Eisdecke bedeckt ist, unter der ein gewaltiger Ozean liegen könnte, der möglicherweise sogar eine Form von Leben beherbergt!
Die NASA-Sonde Cassini war nicht die erste Sonde zum Saturn -Pioneer n und die Voyager-Sonden waren auf ihrer langen Reise vorbeigeflogen und hatten detaillierte Bilder der Saturnringe sowie Informationen über die dichte Atmosphäre des Monds Titan zurückgesendet. Aber als Cassini im Jahr 2004 nach einer siebenjährigen Reise ankam, zeigte sie uns viel mehr Merkmale des Saturns und der Monde, die ihn umkreisen. Cassini sandte auch eine Landesonde aus, die ESA-Sonde Huygens, die die dichte Atmosphäre des Titan durchdrang und dort landete. Huygens entdeckte, dass die Titanoberfläche von Eis bedeckt ist und dass es aus den dichten Wolken Methan regnet.
Noch weiter von der Erde entfernt, flog Voyager 2 am Uranus vorbei und zeigte, dass dieser gefrorene Planet stark geneigt auf seiner Achse liegt. Dank Voyager 2 wissen wir auch viel mehr über die Ringe um den Uranus, die sich stark von den Saturnringen unterscheiden, und kennen viele Details seiner Monde. Voyager 2 flog zum Neptun weiter und zeigte, dass es auf diesem Planeten sehr windig ist - auf dem Neptun finden die Stürme mit den höchsten Windgeschwindigkeiten im ganzen Sonnensystem statt. Im Herbst 2019 war Voyager 2 etwa n Milliarden Kilometer von der Erde entfernt und Voyager 1 etwa 14 Milliarden Kilometer. Sie dürften noch bis etwa 2020 mit uns kommunizieren können.
Die Stardust-Mission - eine Sonde, die im Jahr 2006 Teilchen aus einem Kometenschweif sammelte und zur Erde zurückbrachte - lehrte uns sehr viel über das frühe Sonnensystem. Mit Proben von Kometen -die ursprünglich im Zentrum des Sonnensystems entstanden, aber später an seinen Rand wanderten - konnten Wissenschaftler die Entstehung des Sonnensystems selbst besser verstehen.
Deep Impact und Rosetta
Deep Impact war eine Sonde, die die NASA 2005 startete. Ein Teil war dafür gebaut, am Kometen Tempel 1 vorbeizufliegen. Der zweite Teil war dafür konstruiert, auf dem Kern des Kometen selbst einzuschlagen. So entstanden die besten Bilder, die je von einem Kometenkern gemacht wurden. Objekte unter zehn Meter Größe sieht man sehr genau. Doch die Bruchlandung erzeugte eine so große Staubwolke, dass die vorbeifliegende Raumsonde den Einschlagkrater nicht fotografieren konnte.
2014 konnte das ESA-Raumschiff Rosetta das Modul Philae auf dem Kometen öyP/Tschurjumow-Gerassimenko landen. Leider waren die Batterien von Philae nach zwei Tagen leer, und da es im Schattengelandet war, konnten die Solarzellen sie nicht wieder aufladen.
