Der Fall für die Venus

David Grinspoon sah aus, als wäre jemand gestorben. Es war Januar 2017 und der Astrobiologe hatte gerade eine schlechte Nachricht erhalten.

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Die NASA hatte kürzlich die Ergebnisse ihres Discovery-Programms bekannt gegeben, bei dem entschieden wurde, wohin die Agentur ihre nächste Weltraumsonde schicken wird. Die Optionen: zwei Asteroidenmissionen oder zwei einzelne Venus-Orbiter (eine weitere Option war ein Infrarot-Weltraumteleskop). Grinspoon hatte die meiste Zeit seiner 30-jährigen Karriere Venus nachgeforscht. Aber die NASA war zu seinem Leidwesen mit den Asteroiden gegangen.

"Die Leute reden davon, Erde 2.0 zu finden", sagte mir Grinspoon auf dem Wintertreffen der American Astronomical Society, Frustration in seiner Stimme. "Wir haben Earth 2.0 genau dort und ignorieren es."

In den letzten 65 Jahren hat die NASA neun Orbiter und acht Lander oder Rover zum Mars geschickt, was eine Welle der öffentlichen Faszination für den Roten Planeten auslöste. Im gleichen Zeitraum hat die Agentur nur drei Orbiter an die Venus geschickt, deren Größe und Masse so nahe an der Venus liegen, dass sie oft als „Zwilling der Erde“ bezeichnet wird. Das ist eine Schande, sagt Grinspoon, denn die Venus hat das Potenzial um uns mehr über unseren eigenen Planeten und erdähnliche Welten um andere Sonnen zu erzählen.

Heute ist die Venus eine schwelende Todesfalle mit einer dichten Atmosphäre, in der die Wärme in einer extremen Version des globalen Erwärmungseffekts der Erde gespeichert wird. Aber es beherbergte einst flüssige Ozeane und war möglicherweise der erste bewohnbare Planet des Sonnensystems. Das Verständnis, was die Venus außer Kontrolle gebracht hat, könnte Wissenschaftlern helfen, zu verstehen, wie lebensfreundlichere Planeten gastfreundlich bleiben können, und einen Hinweis darauf geben, wie die Erde aussehen könnte, wenn unsere eigene Atmosphäre zu weit von der Spur abweicht.

"Es ist unglaublich wissenschaftlich überzeugend, einen Planeten zu verstehen, der sich im Wesentlichen im selben Teil des Sonnensystems befindet, dieselbe Größe wie die Erde und dieselbe Masse der Erde hat - und dennoch so unterschiedlich ist", sagt der Planetengeologe David Senske, ein Wissenschaftler der NASA Jet Propulsion Laboratory in Kalifornien, der mit Grinspoon zusammengearbeitet hat. Auch Senske blickt bereits auf die nächste mögliche Venus-Mission.

Aber nach der letzten Niederlage ist sich Grinspoon nicht so sicher. "Irgendwann wird es passieren, aber ich halte nicht den Atem an", sagt er. "Wie Charlie Brown bin ich oft gelaufen, um diesen Fußball zu spielen, und bin auf dem Boden gelandet, habe zum Himmel geschaut und mich gefragt, was passiert ist."

Eine harte Nuss zum Knacken

Wenn es um bewohnbare Welten geht, konzentrieren sich die Astronomen in der Regel auf die sogenannte Goldlöckchen-Zone oder Bewohnbarkeitszone: jenes schmale Raumband, in dem ein Planet weder zu heiß noch zu kalt ist, als dass flüssiges Wasser auf der Oberfläche existieren könnte. Deshalb ziehen Exoplaneten, die ihre Sterne in genau der richtigen Entfernung umkreisen - wie drei der sieben Planeten im neu entdeckten TRAPPIST-1-System - viel Aufmerksamkeit auf sich. Wir hoffen, dass man am Ende die richtige Schüssel Brei ist, die das Leben erhalten kann.

Die Bedingungen auf der Erde gelten natürlich als ideal für die Unterbringung von Leben. Aber wenn die Erde das Ideal ist, dann ist Venus eine ziemlich enge Übereinstimmung. Mit 7.500 Meilen Durchmesser ist der Morgenstern nur wenig kleiner als die Erde und etwas weniger massereich. Und trotz des derzeit trockenen Klimas deuten Beobachtungen der NASA-Mission Pioneer darauf hin, dass der Planet einst einen flüssigen Ozean besaß. Modelle, an denen Grinspoon arbeitete, deuten darauf hin, dass der Ozean Milliarden von Jahren gedauert hat und dem Leben genügend Zeit gibt, sich zu entwickeln.

Irgendwann jedoch übernahm die Atmosphäre des Planeten. Ein Überangebot an Kohlendioxid löste eine extreme globale Erwärmung aus, die zur Zerstörung der am meisten bewohnbaren Regionen des Planeten führte. Heute erreichen die Temperaturen an der Oberfläche sengende 470 Grad Celsius, und der Druck auf der Oberfläche ist vergleichbar mit dem, den man mehr als eine halbe Meile unter den Ozeanen der Erde finden würde. Die dichten Wolken der Schwefelsäure dienen nur dazu, den Planeten einschüchternder zu machen.

Dies könnte erklären, warum die NASA zögerte, in die Erforschung des Planeten zu investieren, und sich lieber dem weniger bedrohlichen Mars oder anderen Teilen des Sonnensystems zuwandte. Wenn es darum geht, zu verstehen, wie der Planet so höllisch wurde, „ist Venus eine harte Nuss“, sagt Senske.

Laut Jim Green, Direktor der NASA-Abteilung für Planetenwissenschaften, liegt ein Grund dafür, dass sich die Agentur in den letzten Jahren von der Venus ferngehalten hat, in der Fülle möglicher Ziele, die erforscht werden können. "Wir haben eine solche Verlegenheit der Reichtümer in diesem Sonnensystem", sagt Green. Die Finanzierung ist wie immer ein anderes Thema: "Wir haben so viele Dinge, die wir tun wollen, dass wir einfach nicht alles tun können."

Dennoch besteht Green darauf, dass die Weltraumbehörde den Zwilling der Erde nicht dauerhaft aufgegeben hat. "Wir meinen es ernst mit der Venus - wir meinen es immer ernst mit der Venus", sagt er. Er weist darauf hin, dass die NASA ebenfalls eine kurze Pause vom Mars einlegte, bevor sie mit der neuesten Curiosity-Mission und den neuesten Orbitern einstieg. Natürlich dauerte die Pause des Roten Planeten weniger als ein Jahrzehnt - während die letzte Venus-Mission der NASA, Magellan, 1994 endete.

Die Venus ist heute vielleicht nicht mehr lebensreif, aber sie könnte Wissenschaftlern helfen, herauszufinden, worauf sie achten muss, wenn sie potenziell bewohnbare Welten jenseits des Sonnensystems erforscht. Wenn Sie wissen, wie viel von der Abwärtsspirale des Planeten mit seiner Position zusammenhängt und wie viel von anderen Merkmalen abhängt, können Sie herausfinden, welche der felsigen, erdgroßen Welten um andere Sterne herum bewohnbar sind - und welche letztendlich eine andere Venus sein könnten.

„Wenn wir wissen wollen, wie wir die Bewohnbarkeit am inneren Rand der bewohnbaren Zone verlieren können, gibt es keinen besseren Ort als die Venus“, sagt Grinspoon.

Die Wissenschaftler der Exoplaneten haben gerade erst begonnen, etwas über die trübe Atmosphäre ferner Welten zu lernen, wobei der Schwerpunkt auf den massereicheren Gasriesen liegt. In den letzten zehn Jahren haben sie das Hubble-Weltraumteleskop in Richtung Exoatmosphären gedreht, und das kommende James-Webb-Teleskop der NASA dürfte dazu beitragen, die Wolken beim Start im Jahr 2018 noch weiter zu trennen Wir entziffern andere felsige Exoplaneten.

„Es kommt wirklich auf die atmosphärische Charakterisierung dieser Welten an, um zu wissen, wie es ist. Das wird der Schlüssel für die Zukunft sein “, sagt Hannah Wakeford, eine Exoplanetenwissenschaftlerin am Goddard Space Flight Center der NASA, die die Atmosphäre von Welten außerhalb des Sonnensystems untersucht. "Es ist wirklich wichtig, die kritischen Unterschiede zwischen unseren beiden Planeten zu verstehen."

Steigt die Venus?

Obwohl die NASA seit fast 30 Jahren keine Mission mehr an die Venus gesendet hat, hat die Agentur den Planeten im Auge behalten. Galileo und Cassini flogen beide auf dem Weg zu den äußeren Planeten vorbei, und MESSENGER warf einen Blick auf Merkur.

Tatsächlich könnten die Vereinigten Staaten bei der nächsten russischen Mission zur Venus helfen. Noch in dieser Woche wird sich ein Team von von der NASA gesponserten Wissenschaftlern mit dem Weltraumforschungsinstitut der Russischen Akademie der Wissenschaften treffen, um die geplante Venera-D-Mission zum Zwilling der Erde weiter zu bearbeiten. Dies geht aus einer kürzlich veröffentlichten Pressemitteilung hervor. Anfang dieses Jahres identifizierte das Joint Science Definition Team der Nationen ihre gemeinsamen wissenschaftlichen Ziele für den Planeten, die sie in einem am vergangenen Freitag veröffentlichten Bericht darlegten.

Die von Russland geführte Mission, deren vollständiger Name "Venera-Dolgozhivuschaya" ist (was "langlebig" bedeutet), plant, einen Lander auf die Oberfläche zu werfen und gleichzeitig einen Orbiter einzusetzen, um seine eigenen Studien durchzuführen. Die wissenschaftlichen Ziele der Mission würden sich nach einem Bericht vom Januar auf zentrale Fragen zur Atmosphäre und zur Wechselwirkung mit der Oberfläche konzentrieren. Senske, der Co-Vorsitzende des Teams, sagt, der Lander würde russischen Landern der Vergangenheit ähneln und mehrere Stunden an der Oberfläche überleben - eine Meisterleistung für sich.

"Die Hauptfrage für Venus ist nach den Mechanismen, die es so anders gemacht haben als die Erde", sagt der russische Teammitglied und Planetenwissenschaftler Michail Gerasimov per E-Mail. "Es gibt ein globales praktisches Interesse an der Entwicklung der Erde." Mit anderen Worten, die Untersuchung der Venus könnte Wissenschaftlern helfen, herauszufinden, ob auch die Erde eines Tages auf dem Klimastraße landen und nicht zurückkehren könnte.

Diese globale Sorge hat Russland und die USA angesichts einer geplanten Venus-Mission zusammengebracht, obwohl sich das politische Klima in den letzten Jahren verändert hat. Obwohl die Mission nicht bestätigt wurde und erst nach 2025 starten würde, schien Green sich nicht über die Besorgnis zu ärgern, dass die amerikanische Politik ihre Lebensfähigkeit beeinträchtigen könnte. "In gewisser Weise ist Wissenschaft die einzige erfreuliche Sache, die unabhängig von der Politik weiter besteht", sagt er und zeigt auf, wie Wissenschaftler aus beiden Ländern während des Kalten Krieges weiter zusammengearbeitet haben. Er hob auch die "wundervolle Beziehung" der NASA zu ihrem russischen Gegenstück hervor, wenn es um die Internationale Raumstation geht.

"Was unsere Weltraumnationen getan haben, um zusammenzuarbeiten und zusammenzuarbeiten, verdient wirklich einen Friedensnobelpreis", sagt er.

Andernfalls könnte Venera-D dazu beitragen, die Venus wieder in den Vordergrund der Planetenforschung zu rücken, während die Mission versucht, Fragen zur Entwicklung der Erde und anderer bewohnbarer Planeten im Universum zu beantworten. Wie Grinspoon betont, „gibt es einen Unterschied zwischen erdgroß und erdähnlich.“ Wenn wir genau feststellen, was dieser Unterschied ist, können wir herausfinden, welche der Welten, die die Sterne in der Nähe umkreisen, wirklich bewohnbar sind.

Grinspoon war Teil eines halben Dutzend gescheiterter Venus-Missionsvorschläge in seiner Karriere und ist dennoch vorsichtig, dass der aktuelle Missionsvorschlag Früchte tragen wird. Andere bleiben jedoch hoffnungsvoll. "Die Zeit der Venus kommt", sagt Senske. "Bleib dran. Ich glaube, die Venus steigt hier auf. “