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Wissenschaftler suchen nach einer neuen Strategie für die Erforschung der Venus.(Bildnachweis: VEXAG Strategic Plan Study Analysis Workgroup)

Die heiße, wolkenumhüllte Welt Venus ist trotz ihrer höllischen Beschaffenheit ein verlockendes Ziel für Wissenschaftler, die mehr über ihre Geschichte, Entwicklung und ihren gegenwärtigen Zustand erfahren möchten.

Die Venus Exploration Analysis Group (VExAG), ein gemeinschaftsbasiertes Forum, das der NASA dabei helfen soll, eine klare Strategie für die Erkundung dieses Planeten zu entwickeln und voranzutreiben, steht an vorderster Front, um herauszufinden, was dieser rätselhafte Ort uns lehren kann.

Ende letzten Jahres wurde bei einem VExAG-Treffen ein engagierter und strategischer Blick auf die Erforschung der Venus im nächsten Jahrzehnt und darüber hinaus geworfen, und zwar mit Hilfe einer Vielzahl fortschrittlicher Technologien, von Ballons bis hin zu langlebigen Landern. Ein wichtiger Teil dieser Strategie ist ein Aufruf an die Wissenschaftler in den USA und auf der ganzen Welt, zu zeigen, wie außergewöhnlich das Ziel Venus ist und warum wir unser wissenschaftliches Augenmerk darauf richten sollten, den Planeten weiter von seinen Geheimnissen zu befreien.

Schmiede die Technologien

Noam Izenberg ist Planetenforscher am Johns Hopkins Applied Physics Laboratory und Vorsitzender der VEXAG.

VEXAG setzt sich für eine Venus-Explorationsstrategie ein, so Izenberg. Eine der wichtigsten Erkenntnisse aus den Beratungen innerhalb der Gruppe sei „der starke Wunsch, die Technologien zu entwickeln, die eine tiefere In-situ-Untersuchung der Venus und ähnlicher Umgebungen auf anderen Planeten ermöglichen“, sagte er gegenüber kosmischeweiten.de.

„Trotz der gegenwärtigen Herausforderungen ist es eine extrem spannende Zeit für die Venusforschung“, sagte Izenberg.

In der Tat sind jetzt mehrere Missionen geplant, wie der NASA Venus Orbiter, VERITAS – kurz für Venus Emissivity, Radio science, InSAR, Topography, And Spectroscopy.

Die Arbeiten an der NASA-Mission DAVINCI (Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble gases, Chemistry, and Imaging) mit einer Abstiegssonde, die durch die Wolken des Planeten bis zu seiner Oberfläche hinabtauchen soll, sind ebenfalls im Gange.

Dann gibt es die von der Europäischen Weltraumorganisation geleitete Raumsonde Envision, die die Venus von ihrem inneren Kern bis zu ihrer äußeren Atmosphäre untersuchen soll. Envision ist eine Partnerschaft mit der NASA, wobei die US-Raumfahrtbehörde ein Venus Synthetic Aperture Radar (VenSAR) zur Verfügung stellt, das die Wolken schneidet.

„Die Notwendigkeit, mehr über unseren Schwesterplaneten zu wissen, ist bereits erkannt – nicht nur, um Venus und Erde besser zu verstehen, sondern auch, um Geschwisterplaneten um andere Sterne besser zu verstehen“, so Izenberg. „Die venus- und erdähnlichen Exoplaneten, die wir entdecken und erforschen, brauchen den Kontext unserer Venus und unserer Erde, den einzigen Planeten ihrer Art, die wir oder unsere Nachkommen jemals tatsächlich berühren können.“

Ein Falschfarbenbild von Wolkenmerkmalen auf der Venus, aufgenommen von der Venus Monitoring Camera (VMC) auf der Sonde Venus Express der Europäischen Weltraumorganisation ESA am 8. Dezember 2011. (Bildnachweis: ESA/MPS/DLR/IDA)

Geschichtliche Details

„Um die Venus zu entmystifizieren, brauchen wir Beobachtungstechnologien, die auf einem verbesserten Wissensstand aufbauen, damit wir die schwierigeren Fragen stellen können“, sagte James Garvin, leitender Forscher der DAVINCI-Mission. Er ist auch leitender Wissenschaftler am Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland.

Die DAVINCI-Mission der NASA ist eine von mehreren geplanten Venus-Missionen, die dazu beitragen werden, den Kenntnisstand über die Venus-Atmosphäre und die lokale Oberfläche zu verbessern, so Garvin gegenüber kosmischeweiten.de.

Um Fragen der Wegfindung zu klären, „müssen wir sozusagen das Labor zu den Proben bringen, wie es DAVINCI in den frühen 2030er Jahren mit seiner gut ausgestatteten kugelförmigen Abstiegskugel voller Instrumente tun wird“, so Garvin.

Die von den kommenden Missionen gesammelten Informationen werden nicht nur die Venus entmystifizieren, so Garvin, sondern auch die blutigen Details der Chemie, der Umwelt, des Schicksals des Wassers, der Dynamik und der von Menschen bewohnten Landschaften auf diesem rätselhaften Globus aufzeigen.

NASA’s Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble gases, Chemistry, and Imaging (DAVINCI) Mission wird die Venus von oberhalb ihrer Wolken bis hinunter zu ihrer höllischen Oberfläche untersuchen. (Bildnachweis: NASA GSFC Visualisierung von CI Labs Michael Lentz und anderen/NASA Solar System Exploration Division/NASA Goddard Space Flight Center)

Beyond mysteriös

Das Sammeln neuer Daten über die Venus ist von entscheidender Bedeutung, betonte Garvin, damit die nächste Erkundungswelle auf der Grundlage dessen erfolgt, was zuerst getan werden muss, während die Wissenschaftler versuchen, unsere Schwesterwelt weiter zu erforschen.

„Die Venus ist mehr als mysteriös“, fügte Garvin hinzu. „Sie ist bei weitem nicht ausreichend vermessen. Um also die schwierigen Entscheidungen über die Prioritäten für die Technologien und Flugsysteme zu treffen, die so verlockend sind, müssen wir die unglaubliche Atmosphäre des Planeten messen und seine lokale Oberfläche verstehen.“

Damit, so Garvin, kann eine Strategie verfolgt werden, um herauszufinden, ob die Venus bewohnbar ist, und wenn ja, lange genug, um Wege für eine exotische Chemie oder sogar für mikrobielles Leben zu entwickeln.

Nächster Schritt

Es besteht kein Zweifel, dass die Missionen VERITAS, DAVINCI und Europas Envision unser Verständnis der Venus revolutionieren werden.

„Aber der nächste Schritt zur Erforschung der Venus muss an Ort und Stelle erfolgen … Erkundung des Himmels durch Luftfahrzeuge und des Bodens durch Lander und eines Tages durch Rover“, sagte Paul Byrne, Planetenforscher an der Washington University in St. Louis, Missouri.

Byrne ist Leiter der Arbeitsgruppe zur Analyse der VEXAG-Strategieplanstudie.

„Die Erforschung der Wolken, zum Beispiel mit einem Ballon, kann mit der heute verfügbaren Technologie durchgeführt werden“, so Byrne gegenüber kosmischeweiten.de. „Wir könnten jetzt eine Luftroboter-Mission zur Venus mit einem Ballon in variabler Höhe vorschlagen, wenn die NASA einen entsprechenden Wettbewerb ausschreiben würde“, sagte er.

Moderne Technik

Ein kurzlebiger Lander, der sich auf der höllischen Venuslandschaft absetzen kann, könnte heute ebenfalls vorgeschlagen werden. Mit moderner Technologie und Instrumentierung, so Byrne, könnte ein Lander acht Stunden oder länger durchhalten, verglichen mit den etwa einstündigen Missionsdauern, die vor Jahrzehnten von den Venera-Landern der ehemaligen Sowjetunion erreicht wurden, von denen einer etwa zwei Stunden durchhielt.

„Wenn wir abenteuerlustiger sein wollen“, fügte Byrne hinzu, „dann könnten wir über den Bau größerer und leistungsfähigerer Luftplattformen sprechen, wie z. B. Ballons, die für eine Lebensdauer von einem Jahr oder mehr ausgelegt sind, oder die in der Lage sind, kleinere Drohnen zu tragen, oder sogar unter die Wolkenschicht abzusteigen, wo die Temperaturen beginnen, 100 Grad Celsius zu überschreiten“, was 212 Grad Fahrenheit entspricht.

Byrne sagte, dass ein Starr- oder Drehflügelflugzeug als Drohne zu einer größeren, passiv schwimmenden Plattform eingesetzt werden könnte.

A High Altitude Venus Operational Concept (HAVOC) (Bildnachweis: NASA/Langley Research Center)

Ambitionierte Entdecker

Wie sieht es mit einem größeren Flugzeug aus? Wie kommt man am besten in jede Höhe unterhalb der Venuswolken bei 29 Meilen (47 Kilometern), bis hinunter auf die Oberfläche?

Ob wir nun von „passivem Auftrieb“ sprechen – d. h. mit einem Ballon oder einem Flugzeug mit festem/rotierendem Flügel, z. B. einem Flugzeug, das zwischen den Flügen auf der Oberfläche landet – Byrne sagte, dass diese Fähigkeiten die Entwicklung von Hochtemperaturelektronik erfordern.

„Ein Teil dieser Arbeit ist bereits abgeschlossen“, so Byrne, „und die Aussichten sind vielversprechend, wenn wir mehr Geld dafür bekommen können.“

Zusammenfassend sieht Byrne die nächste Phase der Venuserkundung als Aufforderung, in den Himmel und auf den Boden zu kommen. „Und diesen nächsten Schritt können wir technologisch bereits machen“, sagte er, und dieser nächste Schritt würde den Grundstein für die wirklich ehrgeizigen Entdecker legen: langlebige Luftplattformen in allen Höhen, langlebige Lander und schließlich Rover.

Aber abgesehen von den Visionen über die künftige Erforschung der Venus, fügt Byrne schnell hinzu, dass ernsthafte, neue Investitionen erforderlich sind, um alle Möglichkeiten zu verwirklichen. „All dies erfordert mehr Geld als bisher ausgegeben wurde“, sagte er.