Venus: Der Planet, auf dem ein Tag ein ganzes Jahr dauert

Venus: Der Planet, auf dem ein Tag ein ganzes Jahr dauert

Venus ist dem Äußeren nach fast ein Zwilling der Erde — ein Durchmesser von 12.103,6 km, nur 638,4 km kleiner als der der Erde, und eine Masse von 81,5% der Erdmasse, was Venus zum drittkleinsten Planeten des Sonnensystems macht, knapp vor der Erde. Und dort endet die Ähnlichkeit. Der Oberflächendruck beträgt 9,3 Megapascal, der Himmel ist erfüllt von Schwefelsäure, und ein einziger Tag dauert länger als ein ganzes Jahr.

Venus wurde beobachtet, verehrt und schließlich besucht wie kaum ein anderer Ort außer unserem eigenen. Bereits die alten Sumerer verstanden, dass es sich um ein Objekt handelte, nicht um zwei; sowjetische Ingenieure verbrachten zwei Jahrzehnte damit, Hardware dorthin zu schicken, die innerhalb einer Stunde schmolz. Was heute übrig bleibt, ist ein Planet, der die Menschen, die ihn am intensivsten erforschen, immer wieder überrascht.

Heiß genug, um Blei zu schmelzen, und heißer als Merkur

An der Oberfläche erreicht Venus 737 K (464 °C; 867 °F) unter einem erdrückenden Druck von 9,3 Megapascal (93 bar) — Bedingungen, die extrem genug sind, um Kohlendioxid und Stickstoff in einen überkritischen Zustand zu versetzen, eine Zustandsform der Materie, die sich wie eine dichte Flüssigkeit verhält, nicht wie ein vertrautes Gas oder eine Flüssigkeit. Diese eine Tatsache macht es unmöglich, dass Oberflächensonden länger als ein oder zwei Stunden überleben, egal wie gut sie gebaut sind.

Was es seltsamer macht, ist, woher diese Hitze kommt. Die Oberfläche der Venus ist heißer als die des Merkur, obwohl Venus sich fast zweimal so weit von der Sonne entfernt befindet und nur etwa ein Viertel des Sonnenlichts erhält, das Merkur bekommt. Die Entfernung von der Sonne ist unbedeutend gegenüber dem, was die Atmosphäre eines Planeten mit dem Sonnenlicht anfängt, das er erhält — und die dichte, kohlendioxidreiche Atmosphäre der Venus speichert Wärme viel wirksamer, als die Entfernung allein vorhersagen würde.

Ein Tag, der ein halbes Jahr überdauert

Venus's Uhr läuft rückwärts gegen alle anderen Planeten. Es hat eine retrograde Rotation: Im Gegensatz zu den meisten Planeten, einschließlich der Erde, dreht es sich im Uhrzeigersinn um seine eigene Achse, entgegengesetzt zu der Richtung gegen den Uhrzeigersinn, in der es die Sonne umkreist. Das allein wäre schon eine seltsame Randnotiz, aber die Zahlen machen es noch seltsamer.

Ein venerischer Sonnentag — Sonnenaufgang zu Sonnenaufgang — dauert 116,75 Erdtage, etwa die Hälfte eines venerischen Jahres von 224,7 Erdtagen. Aber die wahre Rotation des Planeten, sein gegen die Sterne gemessener Sterntag, dauert 243 Erdtage — länger als das 224,7 Tage lange Jahr selbst. Weil Venus sich rückwärts dreht, während es sich vorwärts umkreist, sind sich Sonne und Sterne uneinig, wie lange ein „Tag" dauert. Nach der Rechnung der Sterne beendet Venus eine ganze Reise um die Sonne, bevor es sich selbst einmal um die eigene Achse dreht.

Das Pentagramm, das Venus an Erdenhimmel zeichnet

Venus und Erde kommen sich alle 1,6 Jahre näher, das Intervall zwischen aufeinanderfolgenden Annäherungen, das synodische Periode genannt wird. Wenn man diese Annäherungen aus Erdenperspektive aufträgt, entsteht etwas Unerwartetes: Der Weg zeichnet ein fünfzackiges Pentagramm an den Himmel, ein Zacken wird alle synodische Periode hinzugefügt, jeweils um 144° von der letzten verschoben, und die Form schließt sich nach fünf Zyklen.

Dieser gleiche Rhythmus der Annäherung macht Venus zum nächsten Planeten, der sich der Erde je nähert: Bei unterer Konjunktion, wenn Venus direkt zwischen Erde und Sonne durchläuft, beträgt die durchschnittliche Entfernung nur 41 Millionen km. Zoomen Sie aber weit genug hinaus, und selbst diese zuverlässige Geometrie hat einen seltsamen Lücke in ihrem Plan. Zwischen den Jahren 1 und 5383 kommen Venus und Erde sich 526 Mal auf weniger als 40 Millionen km näher — und dann, für ungefähr die nächsten 60.158 Jahre, tun sie es nie wieder. Das Uhrwerk ist real, aber es läuft nicht ewig.

Der einzige Planet, der nach einer Frau benannt ist

Jeder andere Planet des Sonnensystems trägt den Namen eines männlichen Gottes. Venus ist der einzige Planet, der nach einer weiblichen Gottheit benannt ist, und dieser Tradition entsprechend werden auch die meisten einzelnen Merkmale, die über ihre Oberfläche verteilt sind — Krater, Grate, Ebenen — nach Frauen benannt, echte und mythische.

Venus bricht auch auf unerwartete Weise eine andere Regel. Es ist einer von nur zwei Planeten im Sonnensystem ohne eigenen Mond, hat aber dennoch einen Quasi-Satelliten: ein kleines Objekt, das seine Gegend im Raum teilt, ohne sie technisch zu umkreisen. Dieses Objekt wurde offiziell Zoozve genannt, und die Internationale Astronomische Union erkennt es als den ersten identifizierten Quasi-Satelliten eines Hauptplaneten an — eine Kategorie, die bis zu Venusexample nicht formal existierte.

Mehr Vulkane als jede andere Welt, die wir kennen

Venus ist mit großem Abstand der vulkanischste Planet, den Astronomen je vermessen haben. Es hat mehrfach so viele Vulkane wie die Erde, darunter 167 einzelne Vulkane, die größer als 100 km sind — eine Größenordnung von Vulkankomplex, die auf der Erde an genau einem Ort existiert, Hawaiis Große Insel. Wenn man jede auf dem Planeten identifizierte und kartografierte vulkanische Struktur zählt, klettert die Gesamtzahl über 85.000 hinaus.

Einer dieser Vulkane könnte nicht fertig sein. Maat Mons, der höchste Vulkan der Venus, erhebt sich 8 km über den mittleren Radius des Planeten und fast 5 km über die umliegenden Ebenen. 2023 analysierte eine im Journal Science veröffentlichte Studie Radarbilder, die die Magellan-Raumsonde von Maat Mons zwischen 1990 und 1992 aufgenommen hatte — drei Jahrzehnte früher — und kam zu dem Ergebnis, dass Venus in diesem zweijährigen Fenster echt ausgebrochen war. Niemand suchte in den Daten der 1990er Jahre nach einem aktiven Ausbruch; es saß dort und wartete darauf, bemerkt zu werden, sobald jemand daran dachte, die Bilder nah genug zu vergleichen.

Computergenerierte 3D-Perspektivansicht des Vulkans Maat Mons auf Venus, erstellt aus Magellan-Radardaten
Eine computergenerierte 3D-Perspektive von Maat Mons, dem höchsten Vulkan der Venus, erstellt aus Magellan-Radar-Altimetrie. Foto: Dieses Bild oder Video wurde vom Jet Propulsion Laboratory der United States National Aeronautics and Space Administration katalogisiert, gemeinfrei, über Wikimedia Commons

Säurewolken, Winde, die den Planeten übertrefften

Die Wolken, die Venuss Oberfläche vor gewöhnlichen Teleskopen verbergen, sind nicht Wasserdampf. Sie sind dick und bestehen hauptsächlich — 75 bis 96% — aus Schwefelsäuretropfen, die hoch oben schweben, über einer Oberfläche, von der kein Regen von ihnen jemals erreichen konnte, ohne vorher zu verdampfen.

Ultraviolettbild von Venusses wirbelndem Schwefelsäure-Wolkendeck, aufgenommen vom Pioneer Venus Orbiter
Venusses Wolkendeck im ultravioletten Licht, abgebildet vom Pioneer Venus Orbiter. Foto: Pioneer Venus Orbiter (NASA), gemeinfrei, über Wikimedia Commons

Diese Wolken bewegen sich auch in einem Tempo, das der Planet selbst nicht erreichen kann. Die obere Atmosphäre überrotiert, fährt in nur vier Erdtagen ganz um die Venus herum, dramatisch schneller als die eigene 243-Tage-Sternrotation des Planeten. Ein Wolkendeck, 60-mal schneller als der Boden darunter, ist eines der am wenigsten erklärten Phänomene des Sonnensystems — die Oberfläche darunter dreht sich kaum, während der Himmel oben um sie herum rast.

Das brutale Wettrennen der Sowjetunion zur Oberfläche

Das sowjetische Venera-Programm schickte eine lange Serie von Landern zu Venusses Oberfläche. Aufgrund der extremen Hitze und des Drucks konnten ihre Lander nur für ein kurzes Fenster auf der Oberfläche überleben, irgendwo zwischen 23 Minuten und zwei Stunden, bevor ihre Elektronik versagte.

Farbpanorambild der felsigen Venusanischen Oberfläche, aufgenommen vom Venera 13 Lander
Ein Farbpanorama der Venusanischen Oberfläche, aufgenommen vom Venera 13 Lander 1982. Foto: UdSSR/NASA, gemeinfrei, über Wikimedia Commons

Venera 3 eröffnete diese Geschichte auf die brutalste Art: 1966 wurde es das erste menschliche Objekt, das jemals auf die Oberfläche eines anderen Planeten aufschlug, obwohl es eher abstürzte als überlebte. Spätere Missionen schnitten besser ab. Der Abstiegsvehikel von Venera 9 lieferte die ersten Bilder, die von der Oberfläche eines anderen Planeten aufgenommen wurden, und 1982 sandte Venera 13 die ersten Farbbilder — ein orange-braunes Ausmaß aus flachem Grundgestein, das mit kleinen, kantigen Steinen verstreut war. Venera 13 stellte auch den Ausdauerrekord des Programms auf, der 127 Minuten lang betrieben wurde, bevor die Bedingungen der Venus es schließlich erwischten.

Kartografierung einer verborgenen Welt durch Radar

Weil Venusses Wolken jede gewöhnliche Kamera blockieren, erforderte die Kartografierung seiner Oberfläche eine andere Art von Mission. Die Magellan-Raumsonde der NASA, eine 1.035-Kilogramm-Sonde, die am 4. Mai 1989 gestartet wurde, war die erste interplanetare Mission, die vom Space Shuttle gestartet wurde, die erste, die das Trägheitsaufzugstufen-Booster verwendete, und die erste Raumsonde zum Testen von Aerobraking — das Abstreifen der oberen Atmosphäre eines Planeten, um Geschwindigkeit zu verlieren — als Weg, sich in eine Umlaufbahn zu begeben. Sie erreichte Venus am 10. August 1990 und nutzte Radar, um direkt durch die Wolken zum Gestein darunter zu sehen.

Die Magellan-Raumsonde und ihr Trägheitsaufzugsstufenbooster werden vom Space Shuttle Atlantis bereitgestellt
Die Magellan-Raumsonde und ihr Trägheitsaufzugsstufenbooster, bereitgestellt von Space Shuttle Atlantis zu Beginn seiner Reise zu Venus. Foto: NASA/JSC, gemeinfrei, über Wikimedia Commons

Was Magellan fand, war eine junge, unruhig aussehende Oberfläche. Etwa 80% der Venus sind von glattem Vulkangestein bedeckt, und ungefähr 85% der Impaktkrater sind in makellosem, kaum verwittertem Zustand. Zusammengenommen deutet dieses Muster auf ein globales Umgestaltungsereignis vor 300 bis 600 Millionen Jahren hin, gefolgt von einem langen Rückgang der vulkanischen Aktivität — ein Planet, der sich im Grunde einmal selbst neu pflasterte und seitdem still abkühlt, vielleicht außer bei Maat Mons.

Quellen