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Vorschaubild - Panorama einer Mondlandschaft mit Mons Hadley - beschriftete Version Panorama einer Mondlandschaft mit Mons Hadley - aufgenommen bei der Mission Apollo 15 Apollo 15-Lunar Module von hinten aufgenommen Lunar Module von Apollo 15 mit Bergen im Hintergrund Blick aus Fenster des Lunar Module von Apollo 15 Marsmond Phobos im Größenvergleich zum Berliner Fernsehturm Marsmond Phobos Vergleich Erdmond zu Marsmond Phobos Fernsehturm in Berlin Fernsehturm in Berlin Erde-Mond-System im Vergleich zur Sonne Distanz Erde - Mond - Mars Distanz Erde - Mond - Venus Distanz Erde - Mond - 4 Millionen Kilometer Entfernung zwischen Erde und Mond Erde mit Gradnetz Erde mit Hinweis auf Flugbahn ISS und geostationäre Umlaufbahn Halbe Erdkugel mit ISS, Gemini 11 und Polaris Dawn Ausschnitt der Erdkugel mit ISS Ausschnitt Erdkugel mit Hamburg und Tunis sowie ISS Wirkliche Erdkrümmung zwischen Hamburg und Tunis mit ISS in der Höhe Wirkliche Erdkrümmung zwischen Hamburg und Ulm mit ISS in der Höhe Wie weit ist es bis zum Horizont? Wirkliche, maßstabsgerechte Krümmung der Erdoberfläche ASTRONOMIE  -  Kapitel 1 - 01 nächste Seite nächste Seite
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KOSMOS im BILD
Fortsetzung folgt…
Hinsichtlich der beschrifteten bzw. mit Markierungen versehenen Bilder:
Quellenhinweise zu den vorstehenden Bildern der Mission Apollo 15 und des Marsmondes Phobos:
Wer sich die örtlichen Gegebenheiten der Apollo 15-Landestelle mit ihren einzelnen Positionen und Distanzen anhand einer topographischen Übersichtskarte der lunaren Regionen des Palus Putredinis sowie der Hadley-Gegend ausführlich betrachten möchte, wird hier zu einem entsprechenden Plan weitergeleitet
Rechts: Vorschaubild der beschrifteten und mit Markierungen versehenen Version des obigen Panoramabildes. Um die Größenverhältnisse zu verdeutlichen, wurde am Fuß des Mons Hadley die Silhouette des Berliner Fernsehturms im passenden Maßstab eingefügt (SF). Die Entfernungsangaben beziehen sich auf den Standort des Raumfahrers am Aufstieg zum Mons Hadley Delta, von dem aus er die Fotos aufgenommen hat, die später zu dem Panorama kombiniert wurden. (Nebenbei bemerkt: Man erkennt deutlich, wie onduliert und von Einschlägen kosmischer Objekte zertrümmert sich die weite Ebene vor dem Mons Hadley präsentiert.) Das Vorschaubild kann ebenfalls per Klick zu voller Detailauflösung vergrößert werden.
Die Mission Apollo 15 gilt - neben Apollo 17 - als dasjenige Unternehmen, welches von allen bemannten Mondandungen eines der faszinierendsten Zielgebiete auf dem Erdtrabanten anflog, jedenfalls was die unmittelbaren visuellen Impressionen - und nicht nur den rein wissenschaftlichen Ertrag, der natürlich auch eingefahren wurde - anging. Den Astronauten boten sich atemberaubende Aussichten. Die Landestelle lag, wie oben erwähnt, in der Nähe der Hadley-Rille, sowie fünf Kilometer nördlich des Gebirgsstocks Mons Hadley Delta - mit dem weitausladenden St. George-Krater - und annähernd zwanzig Kilometer südwestlich des Bergmassivs, das seit 1964 offiziell den latinisierten Namen „Mons Hadley“ trägt, nach dem britischen Instrumentenbauer John Hadley (1682 - 1744). Der riesige Berg ist der nördlichste aller prominent benannten Gipfel des lunaren Gebirgszugs der Apenninen; er steigt bis zu fünf Kilometer über das zerkraterte Flachland auf. Das linke Bild zählt zweifelsohne zu den beeindruckendsten Aufnahmen, die uns als Erbe vom Apollo-Projekt geblieben sind. Es ist ein aus mehreren Fotografien zusammengesetztes Panorama. Der Astronaut David Scott hat die Bilder am Fuß des Mons Hadley-Deltas abgelichtet, während einer der drei EVAs, (also Außenbordtätigkeiten), und zwar etwas mehr als vier Kilometer von der Landestelle entfernt. Wer findet die Mondlandefähre auf diesem Bild? Sie wirkt in der weiten, staubigen Ebene wie ein Sandkorn. (Siehe beschriftete Bildversion unten.) Hier nun wird das oben Gesagte über die Unfähigkeit menschlicher Größen- und Entfernungsschätzung jenseits der Erde deutlich - und buchstäblich - vor Augen geführt. Man muss dieses Bild zur vollen Auflösung vergrößern, um seine gesamte Wucht auf sich wirken zu lassen - ein Klick genügt!
Links: Die Apollo 15-Landefähre (LM) von hinten fotografiert. LM steht für „Lunar Module“. In den ersten Jahren der Planung des Apollo-Programms nannte man die seinerzeit noch in Entwicklung befindlichen, für die späteren bemannten Landungen auf dem Mond vorgesehenen Geräte zunächst „LEM“. Das „E“ (für „Excursion“) wurde Mitte der Sechziger Jahre gestrichen, weil jenes Wort - „Ausflug“ auf Deutsch - als ein bisschen zu unseriös galt. Man sprach jedoch auch danach die Bezeichnung für die Landefähre weiterhin wie „LEM“ aus. Diese Weltraum-Flugmaschinen, von Apollo 9 bis Apollo 17 im Einsatz mit Astronauten (bei Apollo 9 nicht am oder auf dem Erdtrabanten, sondern für den ersten bemannten Testflug im Erdorbit), wiesen jeweils eine Höhe von 7 Metern auf. Ihr größter Durchmesser, und zwar am Boden über die Teller der ausgeklappten Landebeine, betrug fast zehn Meter. Auf diesem Bild steht einer der beiden Astronauten rechts neben dem Raumschiff; er bietet einen kompatiblen Größenvergleich. Es ist jedoch nahezu unmöglich, die Distanz bis zu dem Berg rechts im Hintergrund richtig abzuschätzen: Er wirkt nahebei - und ist doch in Wirklichkeit rund 16 Kilometer weit weg. Ein Objekt in dieser Entfernung könnte man von einem bestimmten Standort auf der Mondoberfläche nicht ausmachen: Der Berg hier müsste also schon weit hinter dem Mondhorizont liegen und damit von der Apollo 15-Landestelle aus unsichtbar sein - indes, die Erhebung steigt 1,3 Kilometer über die umliegende Ebene auf. Der Berg liegt direkt an einer entfernten Biegung der Hadley-Rille, der „Rima Hadley“, in deren Nähe Apollo 15 gelandet ist. Diese tiefe Schlucht liegt 200 Meter in gedachter Verlängerung der Anflugrichtung vor dem LM und ist auf dem nebenstehenden Foto ansatzweise als weißer Streifen zu erkennen (in dem Bereich zwischen der Landefähre und dem Horizont). Die schwarzen Kreuze auf den Apollo-Fotos dienten der fotogrammetrischen Auswertung. Die Bilder wurden mit Hasselblad-Kameras aufgenommen, und die Aufbringung der besagten Kennzeichnungen, der sogenannten Reseau-Kreuze, erfolgte dergestalt, dass unmittelbar vor der Filmebene eine dünne Glasscheibe montiert wurde, die das ganze Bildfenster überdeckte. Auf ihr waren höchst akkurat jeweils 25 Messkreuze eingraviert.
Links: Blick aus einem Fenster der Mondlandefähre (LM) von Apollo 15. Unmittelbar rechts über einer Steuerdüse erscheint außerhalb des LM ein Einschlagkrater. Im Hintergrund erhebt sich ein Berg, der wie eine sanft geschwungene Anhöhe wirkt. An seiner rechten Seite sehen wir eine schräg liegende große Kraterschüssel; es ergibt sich der Eindruck, als ob man allenfalls einige Dutzend Schritte gehen müsste, um dorthin zu gelangen. In Wirklichkeit liegt der kleine Krater im Vordergrund nur wenige Meter von dem Raumfahrzeug entfernt; bis zum nächsten Rand des großen Kraters im Hintergrund dagegen erstrecken sich 4,3 Kilometer. Die Kraterschüssel selbst (es handelt sich um den St. George-Krater) weist einen Durchmesser von 2,1 Kilometern auf. Die niedrig wirkende „Anhöhe“ erhebt sich links jenseits der Fensterbegrenzung noch bis auf annähernd 3,5 Kilometer über die staubige Ebene. Die auf diesem Foto erfasste größte Höhe (oberhalb des linken Kraterrandes) beträgt 1 Kilometer. Rechts: Die Apollo 15-Landefähre steht auf der Mondebene „Palus Putredinis“ („Sumpf der Verwesung“) vor den Erhebungen der „Montes Apenninus“. Der Rover, auf dem die beiden Astronauten Scott und Irwin weite Strecken über die Oberfläche gefahren sind, ist vor dem LM geparkt. Bis zum nächstgelegenen Fuß des Bergmassivs, von wo aus man dieses erklimmen könnte - links hinter dem in Goldfolie glitzernden Raumschiff - wären neun Kilometer zurückzulegen. Die höchsten Berge weit im Hintergrund ragen 3,8 Kilometer auf, ihre Gipfel liegen in einer Distanz von 25 Kilometern.
Noch in anderer Hinsicht zeigt sich deutlich, wie sehr das menschliche Erfassungsvermögen für Entfernungen und Größen von den Bedingungen auf der Erde abhängig ist. Befindet man sich auf einem anderen Himmelskörper, der über keine oder über nur eine sehr dünne Atmosphäre verfügt, und auf dessen Oberfläche wir zudem keine uns vertrauten Objekte ausmachen können, dann ist es unmöglich, auf den ersten Blick Distanzen sowie Dimensionen (wie zum Beispiel Höhenverhältnisse) richtig einzuschätzen. Auf unserem Planeten dagegen erledigt unser angeborener Verrechnungsapparat instinktiv - im wahrsten Sinne des Wortes - diese Beurteilungs- und Gewichtungsarbeit: Blicken wir beispielsweise aus einem Zugfenster, erkennen wir momentan und auf den ersten Blick, ob ein Objekt in der vorüberziehenden Landschaft zehn Meter oder aber mehrere Kilometer entfernt ist, ob es sich um ein kleines Bahnwärterhäuschen oder um einen massiven Berg handelt, der am Horizont aufragt. Auch wenn wir es uns nicht bewusst machen, hängt selbst an scheinbar klaren Tagen ein leichter Dunst in der Luft, der Objekte, Menschen und Tiere desto mehr „verschwimmen“ lässt, je weiter in der Ferne sie sich befinden. Simultan dazu vergleicht unser Erfassungsvermögen jeweils augenblicklich die Größe der gesehenen Gegenstände miteinander und bestimmt dadurch deren Distanz vom Beobachter, zumindest deren ungefähre. Wir beurteilen eben einerseits mithilfe des komplexen Messmechanismus unsere raumzeitliche Umwelt, mit dem wir hinsichtlich der Formen von Raum und Zeit genetisch verdrahtet sind - ein biologisches Instrumentarium, das diese Formen auch erst gestaltet. Andererseits wissen wir aus konkreten Erfahrungen, die jenen angeborenen Erkenntnisapparat von Geburt an füttern, wie gr0ß etwas ein Baum ist oder ein durchschnittlich gewachsener Mensch. Je kleiner sie erscheinen, desto weiter weg sind sie. Weitere Kriterien werden hinzugezogen: Ein gesunder Baum mit viel mehr Ästen oder Verzweigungen als ein anderer wird in der Regel höher aufragen als jener usw. Die folgenden Bilder bestätigen eindrucksvoll, wie sehr die Gegebenheiten, die auf der Erde herrschen, unser Erfassungs- und damit unser unmittelbares Erkenntnispotential geprägt haben, und wie exklusiv wir von ihnen abhängig sind, wollen wir in unseren Schlüssen nicht fehlgehen. Dieser Determiniertheit von der jeweiligen Lebenswelt, dieser Wechselbeziehung mit den größenordnungsmäßigen, physikalisch-chemischen, planetologischen, klimatischen Ausprägungen ihres Milieus sind ebenso alle anderen Lebewesen unterworfen. Sollten sich auf fremden Planeten aus biologischen Formen der Existenz Intelligenzen entwickelt haben, werden sie uns schon deshalb fremd sein, weil die Verhältnisse ihres Himmelskörpers mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit von jenen auf unserem Planeten abweichen. Und je mehr sie das tun, desto unverständlicher wird uns die Welt jener Extraterrestrier sein: ihre Erfahrungswelt nämlich. Wir können uns nicht einmal in diejenige einer irdischen Fledermaus hineinversetzen.
Links: Phobos von einer Raumsonde aus der Nähe aufgenommen. Rechts: Nur der untere Teil des Marsmondes. Eingearbeitet ist in größenordnungsgerechter Darstellung die Silhouette des Berliner Fernsehturms (neben dem roten Pfeil links unten). Dieses Bauwerk, vor dem man als Mensch wie eine Ameise wirkt (siehe die Fotos weiter oben), verzwergt vor dem kolossalen Steinmassiv des Marstrabanten.
Phobos und sein kleinerer Bruder Deimos werden in astronomischen Abhandlungen, wie wir gesehen hatten, oft als Staubkörner im Universum tituliert. Übrigens widerfährt eine solche „kosmische Diskriminierung“ ebenso den vielen kleinen Asteroiden, manchmal auch Planetoiden genannt, die sich zu hunderttausenden im Sonnensystem tummeln. Die meisten von ihnen, sofern sie sich nicht in dessen äußeren Bereichen bewegen, umrunden in einem Gürtel zwischen den Bahnen der Planeten Mars und Jupiter unseren Heimatstern. Andere, ebenfalls in riesiger Anzahl, sind Bestandteile des Kuipergürtels, der sich jenseits des entferntesten Planeten Neptun als ein äußerer Ring um die Sonne legt. Es handelt sich in der Mehrzahl um Objekte in Größenordnungen wie denen der Marsmonde (die wahrscheinlich auch ehemalige Planetoiden waren, welche infolge irgendwelcher himmelsmechanischer Umstände in den gravitativen Einfluss des Mars gelangt sind). Staubkörner? Kosmisch betrachtet, ja. Legt man menschliche Anschauungen zugrunde, handelt es sich freilich um gigantische Felsmassive. Der Phobos ist gewaltig: Würde man ihn auf die Erde legen, überragte er den Mount Everest um das Dreifache.
Wer, bevor er fortfährt, die Relation einiger Daten von Erdmond und Phobos sich anschauen möchte, der klicke hier, um eine entsprechende Tabelle präsentiert zu bekommen:
Man liest etwas ähnliches immer wieder über die beiden Marsmonde, allerdings auch über die meisten der kleinen natürlichen Trabanten des Jupiter sowie des Saturn - über jeweils einhundert von ihnen sind inzwischen entdeckt - oder über einige Monde des Uranus und Neptun: nämlich, dass sie „winzig“ seien - oder wie Herr Keller in seiner Darstellung sich tautologisch ausdrückt: „…winzig klein…“. Nun, das stimmt allerdings, sofern man kosmische Maßstäbe an den Tag legt. Erklärtes Ziel dieser Einführung in die Astronomie ist indes, die Stellung des Menschen bezüglich des Kosmos darzustellen. Dies geschieht nicht als Selbstzweck, sondern zur Verdeutlichung der völligen Unzulänglichkeit eines Erkenntnisapparates, der sich, eingepfercht in die Formpresse der irdischen Umstände, über Äonen hinweg bis zur derzeit höchsten Stufe entwickelt hat. Es waren - und sind - mittlere räumliche und zeitliche Dimensionen, in denen dies geschah, bei relativer Bewegungslosigkeit zum Erdboden - oder nur bei jenen äußerst geringen Geschwindigkeiten, die eben einem Lebewesen auf unserem Planeten möglich sind, nämlich höchstens 56 Meter pro Sekunde bei einer schnellen Autofahrt, 330 Meter pro Sekunde in einem Düsenflugzeug. Würde die über Jahrmilliarden erfolgte stammesgeschichtliche Evolution hin zu einem vernunftbegabten Geschöpf unter derartigen Gegebenheiten erfolgt sein, wie sie nahe der Lichtgeschwindigkeit sich zeigen (ungefähr neunhunderttausendmal schneller, als sich selbst ein Jet fortbewegt) - die Welt sähe für den Angehörigen einer derartigen Spezies nicht nur völlig anders aus, sondern sie WÄRE anders: das Sein bestimmt das Bewusstsein. Damit würde somit der alte kämperische Slogan der Linken endlich eine Berechtigung beweisen, allerdings in völlig anderem Sinne, als von politischen Ideologen gemeint.
Hans-Ulrich Keller - KOMPENDIUM DER ASTRONOMIE
Mars besitzt zwei Monde, die winzig klein und unregelmäßig geformt sind. Beide wurden bei der Marsopposition im September 1877 von Asaph Hall (1829 - 1907) mit dem großen Refraktor des US-Naval Observatory entdeckt. Sie wurden Phobos (griech., Furcht) und Deimos (griech., Schrecken) getauft, passend zum Kriegsgott Mars.
Das Bild links zeigt den Mond der Erde sowie den Marstrabanten Phobos im Vergleich. Die Größenverhältnisse sind in maßstabsgerechter Relation dargestellt, die Abstände der beiden Himmelskörper zueinander selbstverständlich nicht - was durch den vertikalen grauen Balken verdeutlicht wird. (Anmerkung: Im eigentlichen Sinne des Wortes ist der Name „Mond“ für den ständigen natürlichen Satelliten der Erde reserviert, den wir am Himmel sehen. Allerdings hat es sich eingebürgert, auch die natürlichen Trabanten anderer Planeten mit diesem Wort zu bezeichnen, unter dem Zusatz des jeweiligen Eigennamens: Beispielsweise „der Saturnmond Titan“.) Die Erde ist übrigens der einzige Planet im Sonnensystem, der nur einen permanenten natürlichen Begleiter besitzt. Merkur und Venus sind allein; alle anderen Planeten werden von mehr als einem Mond umrundet.
Wir wollen uns nun anhand konkreter Beispiele, hauptsächlich Illustrationen, verdeutlichen, wie sich die oben geschilderten Begrenzungen des menschlichen Erfassungspotentials - sowie seines damit verbundenen geistig-bildlichen Vorstellungsvermögens - in der Realität manifestieren.
Prof. Heinz Haber - GEFANGEN IN RAUM UND ZEIT
Die Umwelt des Kindes in der Wiege reicht ein paar Meter weit. Im heranwachsenden jungen Menschen entwickelt sich dann eine Vorstellung, die etwa bis zum sichtbaren und hörbaren Horizont reicht. Die Menschen, die in den letzten zwei- bis fünftausend Jahren die Oberfläche der Erde erforscht haben, vollbrachten dies entweder unmittelbar zu Fuß oder auf dem Rücken der Pferde; erst in den letzten fünfhundert Jahren überquerten sie die Ozeane mit Schiffen. Dabei jedoch wurde ihnen die Größe der Raumerstreckung wiederum sinnlich bewußt, da sie jeden zurückgelegten Meter im eigentlichen Sinne erlebten: entweder als Nomadenvölker zu Fuß oder als Mongolenreiter zu Pferde, als Siedler des amerikanischen Westens im Planwagen oder als Eroberer fremder Kontinente in sturmgeschüttelten Segelschiffen. Für uns moderne Menschen hat sich der Entfernungsbegriff gewandelt. Man kann heute ohne größeren Aufwand mit dem Auto von Frankfurt nach Rom fahren und bekommt dabei einen anschaulichen Begriff dafür, wie groß eine Strecke von etwa tausend Kilometern ist. Für einen Goethe war eine solche Italienreise noch ein ganz anderer Eindruck. Die größte Verfälschung unseres Entfernungsbegriffes jedoch hat das moderne Flugzeug verursacht. Wenn man bedenkt, dass man heute in Frankfurt frühstücken, in New York zu Mittag essen und in Los Angeles zu Abend speisen kann - und das alles an einem Tag - so hat ein solches Erlebnis den Charakter einer gewissen Unwirklichkeit. Man hat es nicht echt in sich aufgenommen, dass man an einem Tag ein Drittel unseres Planeten umrunden kann. Man hat die Zurücklegung dieser Entfernung eigentlich nicht „verdient“. Aus diesem Mangel an Aufwand folgt dann auch ein gewisser Mangel an Vorstellung, wie weit Frankfurt und Los Angeles in Wirklichkeit voneinander entfernt sind. Eine Flugreise ist ein typisches Beispiel dafür, dass Erlebnisinhalte nicht recht dazu taugen, das Vorstellungsvermögen des Menschen über die Erstreckung des Raumes zu fördern.
Hinzu kommt eine weitere Eigentümlichkeit, nämlich die überproportionale Verkürzung räumlicher und zeitlicher Distanzen in unserer Vorstellungswelt, je entfernter sie liegen. Denkt man sich Himmelskörper wie Mond, Mars und Neptun als Kugeln, sind ihre gegenseitigen Entfernungen in unseren Gedanken stets weiter auf immer handlichere Maße zusammengezogen. Das gilt ebenso für zeitliche Verhältnisse: Der ägyptische Pharao Cheops, der Erbauer der großen Pyramide und einer seiner Nachfolger, Ramses der Große, scheinen fast Zeitgenossen zu sein. In Wirklichkeit trennen sie rund 1.200 Jahre - dasselbe Intervall, das zwischen der Ära Karls des Großen und unserer Zeit liegt.
Die beiden Bilder zeigen: Richtig „be-greifen“ im wahrsten Sinne des Wortes kann man die Größen und Ausdehnungen von Objekten nur, wenn man sie mit den Sinnen, namentlich mit den Augen, unmittelbar wahrnimmt, wenn man vor ihnen steht, sie (sich) also direkt „vor-stellt“. Auf den Sinneseindrücken fußen die mentalen Repräsentationen, sie allein produzieren und formen die wirklichkeitsgetreuesten inneren Bilder, die vom Gehirn als Veranschaulichungen der äußeren Welt gestaltet werden. Auf den Gegenständen, Distanzen, Entitäten im mesokosmischen Größenordnungsbereich beruhen all unsere generellen Vorstellungsgefüge. Diese haben sich im Laufe der Stammesgeschichte (der Phylogenese) unter den ganz konkreten irdischen Gegebenheiten über sehr lange Zeiträume entwickelt und sind fest in den zentralen Erfassungssystemen der Lebewesen - den Nervensystemen, den Gehirnen - verdrahtet. Zwar müssen sie im Laufe des je einzelnen individuellen Lebens (der Ontogenese) noch mit von den Sinnen gelieferten Erfahrungsinhalten gefüllt werden, um lebendige Inhalte hervorzubringen und zu gestalten. Als Gefäße, als die Form von Raum und Zeit mittlerer Dimensionalität sind sie indes von vornherein - mit dem Philosophen Kant zu sprechen: a priori - vorhanden. Was über das Spektrum mittlerer (irdischer) Dimensionen ins Kleine oder Große hinausgeht, mag mit dem Verstand zahlenmäßig darstellbar sein, wirklich erfassbar ist es nicht. Kein Mensch kann direkt auffassen, wie weit sich ein Lichtjahr ausdehnt oder wie klein ein Elektron ist, was es überhaupt seinem Wesen nach ist.
Auf den beiden Fotos hier links und rechts unterhalb sehen wir den Berliner Fernsehturm, der 368 Meter hoch aufragt und damit das höchste Bauwerk Deutschlands ist.
Antwort: Den Mittelpunkt des unserem Sonnensystem am nächsten gelegenen Sternsystems bilden die beiden Sonnen Alpha Centauri A und Alpha Centauri B. Aber bevor man dieses Thema behandelt, ist etwas Grundsätzliches in Betracht zu ziehen: Viele astronomischen Begriffe haben sich in historischer Evolution entwickelt und sind zweideutig, mehrdeutig oder missverständlich. So ist ein „Pulsar“ kein Objekt, das pulsiert, sondern eines, das rotiert: eigentlich also ein „Rotar“. Und unter „Sonne“ verstehen wir im eigentlichen Sinne den selbstleuchtenden riesigen Gasball, den wir täglich am Himmel sehen. Er macht das Zentrum unserer näheren kosmischen Struktur und Organisation aus, denn er bestimmt über all diejenigen Objekte, die durch die Gravitation an diesen Gasball gebunden sind und ihn deshalb umrunden: Planeten, Planetoiden, Kometen, Meteoroide sowie Staub, Gesteinsgeröll und -schutt. Das alles nennen wir „unser Sonnensystem“. Andererseits sind die allermeisten der leuchtenden Punkte am Nachthimmel, also der Sterne, ebenfalls aus sich selbst heraus strahlende Gasbälle, die uns nur deshalb nicht größer denn als Punkte erscheinen, weil sie viel weiter entfernt sind als unser eigenes Zentralgestirn. Man kann sie infolgedessen ebenfalls als „Sonnen“ bezeichen. Und umgekehrt ist es durchaus angebracht, unsere Sonne gleichermaßen als „Stern“ zu titulieren; sie ist für uns bloß aus einem Grund von überragender Bedeutung: Sie steht der Erde sehr nah (nach Maßstäben des Universums) und versorgt den blauen Planeten sowie alle Lebewesen auf ihm mit Licht und Wärme. Unser „Sonnensystem“ ist somit ebenso ein „Sternsystem“ wie Milliarden anderer. Denn ein oder mehrere massive, selbstleuchtende Zentralkörper, die von viel kleineren Objekten aus Gestein oder Gas (beziehungsweise beidem) umrunden werden und das Licht jener Zentralkörper nur reflektieren: Das ist ein „Sternsystem“. In vielen Science-Fiction-Filmen oder -Serien, in denen die Regisseure und Drehbuchautoren nicht wissen, wovon sie reden, werden Sternsysteme in vorstehendem Sinn absurderweise als „Galaxien“ bezeichnet. Galaxien indessen sind „Sternensysteme“: Ansammlungen von mindestens Millionen, meistens aber Hunderten Milliarden von Sternsystemen, zwischen denen jeweils gigantische Abgründe liegen. Mehr dazu später. Die Antwort auf die Frage nach dem nächsten Stern lautet somit: Es kommt darauf an. Falls wir unsere eigene Sonne nicht als etwas Besonderes, sondern als Stern unter Myriaden anderer Sterne besehen, ist sie der uns Menschen am nächsten gelegene Stern. Das von ihr ausgestrahlte Licht benötigt rund 8 Minuten und 20 Sekunden, um die Erde zu berühren. Lassen wir hingegen unsere Sonne außer Betracht, so ist das am nächsten gelegene Sternsystem das oben genannte: nämlich Alpha Centauri. Es besteht aus drei Sonnen (und wahrscheinlich, ebenfalls wie unser eigenes Sternsystem, aus mehreren Planeten und vielen Kleinkörpern wie Asteroiden, Kometen und so weiter). Zwei dieser Sterne umrunden ihren gemeinsamen Schwerpunkt in wenigen Milliarden Kilometern Abstand voneinander, der dritte steht in einigen Hundert Milliarden Kilometern Distanz zu ihnen. Er liegt unserem Sonnensystem am nächsten; er trägt deshalb den Namen „Proxima“ - lateinisch für „proxima stella“: Das ist der nächstgelegene Stern, ein roter Zwergstern mit nur einem Siebtel des Durchmessers der Sonne. Das Licht, welches er aussendet, erreicht unseren Heimatplaneten nach 4 Jahren und 3 Monaten. Im Jahr 2020 konnte seine Entfernung nach präziser Auswertung von Daten der Astrometrie-Sonde „Gaia“ exakt auf 4,2465 Lichtjahre bestimmt werden, mit einer Ungenauigkeit von nur noch 0,0003 Lichtjahren:: das sind weniger als 3 Milliarden Kilometer! Druckt man das letzte Bild oben auf Papier aus, legt es auf einen Tisch und misst dann die Entfernung zwischen dem türkisfarbenen Punkt am linken Rand im unteren Teil der Grafik - der, wie gesagt, das gesamte Volumen des Erde- Mond-Systems repräsentiert - und der kleinen gelben Scheibe am rechten Rand, also der Sonne, dann ergeben sich ziemlich genau 75 Zentimeter. In diesem Maßstab wäre Proxima Centauri als nächster Stern ein winziger roter Punkt in 200 Kilometern Distanz: Dazwischen nur schwarze Leere. Mit den heutigen Mitteln der astronautischen Technologie dauert es eine Woche, bis ein Raumschiff den türkisfarbenen Punkt durchquert hat; eine Sonde zur Sonne würde mehrere Monate benötigen, um den unteren Teil vorstehender Illustration vom linken bis zum rechten Rand zu durchqueren. Voyager 1, eine im Jahr 1977 gestartete unbemannte Raumsonde - einer von fünf gesteuerten Flugköpern, die das Sonnensystem verlassen - würde 76.000 Jahre benötigen, um bei Proxima Centauri anzukommen, flöge sie in Richung dieses Sterns.
Wie weit ist es bis zum nächsten Stern?
Betrachtet man den Abstand des Erde-Mond-Systems zur Sonne im unteren Teil des Bildes, stellt sich sofort die Frage:
Die Masse der Erde beläuft sich auf 5.977.000.000.000.000.000.000 Tonnen (5,977 Trilliarden Tonnen). Damit wir uns die Relationen besser vorstellen können, verkleinern wir diesen Betrag einfach auf sechs Kilogramm. In diesem Maßstab würde der Mond, könnte man ihn auf eine irdische Waage legen, etwas über 70 Gramm wiegen (genau: 73,5 g). Die Sonne hingegen würde eine handelsübliche Haushaltswaage im Badezimmer zerquetschen mit ihren fast zweitausend Tonnen (exakt: 1.989 t). Das bedeutet: Die Masse unseres Planeten ist rund 81mal größer als jene des Mondes; die Masse der Sonne andererseits über dreihundertdreißigtausendmal größer als jene der Erde (genaues Verhältnis Erde - Mond: 81,32 zu 1. Die Relation Erde - Sonne beträgt 1 zu 332.775,64). Der kleinste Abstand der Erde von der Sonne wird Anfang Januar eines jeden Jahres erreicht - die Jahreszeiten auf unserem Planeten haben nichts mit der Distanz zwischen den beiden Himmelskörpern zu tun! - und beträgt 147,1 Millionen Kilometer; die größte Entfernung kommt Anfang Juli zustande, sie beziffert sich auf 152,1 Millionen Kilometer.
Vergleich zwischen Sonne, Erde und Mond in einigen Zahlen
In der Illustration links ist der Raum zwischen der Erde und dem Mond als türkisfarbener Kreis dargestellt. In der unteren Hälfte der Grafik (unter dem grauen Balken) ist diese gesamte Sphäre des Erde-Mond-Systems in Relation zur Sonne gezeigt, wieder im richtigen Maßstab - sowohl was die Größen als auch was die Distanz betrifft. Wohlgemerkt: Die kleine türkisfarbene Scheibe links unten in der zweiten Bildhälfte bildet das gesamte Volumen des Erde-Mond-Systems ab, nicht nur die Erde selbst. Nur innerhalb dieser winzigen Scheibe sind bis zum heutigen Tage Menschen geflogen. Wer also hinsichtlich der bemannten Raumfahrt immer noch von der „Eroberung des Weltraums“ redet, weiß nicht, wovon er spricht!
Prof. Heinz Haber - GEFANGEN IN RAUM UND ZEIT
Im Januar 1975 haben wir mit unserem fünfeinhalbjährigen Kind zum erstenmal einen fremden Kontinent besucht und dabei ein Weltmeer, den Atlantik, gekreuzt. Das haben wir mit dem Schiff gemacht, weil uns nämlich daran lag, unserem Sohn einen heilsamen Respekt für die Größe dieser Erde beizubringen. Würden wir ihn mit einem Jumbo-Jet innerhalb von sieben Stunden von Frankfurt nach New York katapultieren, so würde er die meiste Zeit sich entweder einen Film ansehen oder essen oder schlafen. So aber hat er erlebt, dass ein Schiff sich sechs Tage lang von morgens bis abends durch eine „unendlich“ wirkende Wasserwüste hindurchzuwühlen hat. Das könnte ein bleibender Eindruck sein. Zwar erhoffen wir uns von diesem Erlebnis keineswegs, dass er sich die Breite des Atlantischen Ozeans so „vorstellen“ kann, wie ihm etwa die Größe eines Hauses, eines Fußballplatzes oder die Entfernung zu seinem Kindergarten geläufig sind. Selbst bei weitgereisten Erwachsenen überschreitet die Größe unseres Planeten im eigentlichen Sinne das Vorstellungsvermögen. Auch diese Überlegungen führen uns zu dem Schluss, wie sehr die menschliche Vorstellungskraft für die Dimensionen des Raumes von unseren unmittelbaren Sinneseindrücken abhängig ist. Wir können rund 20 bis 30 Kilometer weit sehen und hören, und das ist auch in etwa die Entfernung, die man im Verlaufe eines Tages ohne übergroßen Aufwand abschreiten kann. Das ist der Grund, weshalb jenseits dieser Grenze unser Vorstellungsvermögen über den Raum zu schwimmen beginnt. Mit den modernen Verkehrsmitteln, dem Auto und vor allem dem Flugzeug, betrügen wir uns nur selbst. Da die sinnesbedingte Unterstützung für unsere Raumvorstellung fehlt, beginnt auch unser echtes Vorstellungsvermögen für Entfernungen, die 50 oder 100 Kilometer überschreiten, zu versagen.
Liegt die Venus näher zur Sonne als die Erde, so ist der Mars der weiter nach außen gelegene Nachbar unseres Planeten. Er ist, nach Mond und Venus, von allen großen Himmelskörpern derjenige, der sich uns am drittnächsten annähern kann. (Begegnungen der Erde mit bestimmten kleinen Objekten wie Asteroiden oder Kometen sind in aller Regel nur jeweils einmalige Ausnahmen oder solche, die sich nur alle Jahrzehnte oder Jahrhunderte wiederholen.) Die in der folgenden Grafik angegebene Entfernung von 56 Millionen Kilometern zwischen dem Roten Planeten und der Erde ist allerdings eine sehr seltene Nahdistanz; erst Mitte September 2035 wird wieder eine derartige Annäherung (nämlich mit 56,9 Millionen Kilometern) zu verzeichnen sein. Meistens beträgt die Strecke zwischen Erde und Mars, wenn sie sich auf ihren jeweils autonomen Umlaufbahnen um die Sonne gegenseitig nähern, zwischen rund 62 und 100 Millionen Kilometern. Der Mars kann sich indes auch, wenn er - von uns aus gesehen - hinter der Sonne (in sogenannter oberer Konjunktion) steht, bis auf 401 Millionen Kilometer von der Erde entfernen. Das folgende Bild zeigt, dass uns vom Roten Planeten eine mindestens rund einhundertfünfzig Mal größere räumliche Tiefe trennt als vom Mond. Nehmen wir an, eine Autobahn würde unseren Planeten mit dem Mars verbinden. Eine derartige Straße durch den Weltraum ist natürlich eine in der Praxis nicht verwirklichbare Phantasievorstellung; das Gedankenexperiment dient nur zur Verdeutlichung der gewaltigen Entfernung. Wir würden uns also mit einem guten Freund in einem Campingbus auf den Weg machen. Jeder sitzt jeweils zehn Stunden durchgehend am Steuer, während der andere schläft; vier Stunden pro Tag halten wir beide uns in einer der modernen Autobahnraststätten auf, die alle tausend Kilometer am Straßenrand liegen und gutes Essen sowie Möglichkeiten für die Körperpflege bieten. Wir plaudern ein bisschen, dann fahren wir weiter. Unser moderner Caravan kann problemlos 180 Kilometer pro Stunde fahren, diese Höchstgeschwindigkeit nutzen wir auch aus. Wie lange würden wir brauchen, um beim Mars anzukommen, wenn dieser sich in nächster Entfernung zur Erde befände? Die Antwort: Ungefähr 43 Jahre.
Die Grafik oben ist in zwei Hälften unterteilt (gekennzeichnet mit römisch I und römisch II). Die erste Ebene zeigt maßstabsgerecht unseren Planeten (links) sowie, als kleine graubraune Scheibe ganz rechts, seinen natürlichen Trabanten, den Mond - sowie deren mittlere Entfernung voneinander. Diese Distanz ist in der unteren Hälfte auf eine Strecke von 4 Millionen Kilometern gelegt, ein Bereich, der schon im interplanetaren Raum liegt. Einige kosmische Kleinkörper wie Asteroiden und Kometen dringen manchmal - allerdings selten - in diese nahe Sphäre um das Erde-Mond-System ein. Menschen selbst sind noch nie so weit - also einige Millionen Kilometer - in den Weltraum hinaus geflogen; die hier hellblau gezeigte Strecke zwischen Erde und Mond ist der längste Weg, den bemannte Raumschiffe bisher zurückgelegt haben. Im folgenden Bild illustriert der gelbe Balken die nächste Entfernung zwischen der Erde und ihrem Nachbarplaneten Venus, der uns oft als Morgen- bzw. Abend“stern“ erscheint. Erde und Venus umrunden die Sonne auf eigenständigen Bahnen, nicht häufig kommen sie sich auf nur rund 40 Millionen Kilometer nah. Die Distanz zwischen Erde und Mond ist, wie in der oberen Grafik, als hellblauer Balken visualisiert. Er liegt maßstabsgerecht (der obere der drei Balken, am äußersten linken Rand) auf der Strecke von 4 Millionen Kilometern (violetter Balken) sowie auf der Entfernung Erde - Venus an. Wir sehen hier augenfällig den bereits riesigen Abgrund demonstriert, der uns schon von unserem Nachbarplaneten trennt. Man vergrößere das Bild einmal und versenke sich für einige Augenblicke in die Betrachtung, dass sich die gesamte Geschichte des Lebens und der menschlichen Historie auf unserem blauen Planeten abgespielt hat, der nur in der oberen Grafik noch als kleine Murmel beziehungsweise, nämlich auf Ebene II, als Punkt maßstabsgerecht abgebildet werden kann. Im unteren Bild würde jede Darstellung der Planeten und des Mondes als sichtbare Kugeln die Größen- und Distanzverhältnisse völlig verzerren; daran kranken fast alle Illustrationen des Sonnensystems in Büchern oder auf Webseiten: die Planeten drängen sich dort meist als Kugeln dicht nebeneinander auf ihren Umlaufbahnen um die Sonne. Man vergegenwärtige sich weiter, dass es rund drei Tage dauert, bis ein bemanntes Raumschiff, nachdem es die Erde verlassen hat, am Erdtrabanten angelangt ist - und schaue sich die entsprechende hellblaue Strecke in Relation zur nächsten Venusentfernung an!
Die mittlere Entfernung zwischen Erde und Mond beträgt 384.403 Kilometer. Da der Erdtrabant aber nicht auf einer exakten Kreis-, sondern auf einer recht elliptischen Bahn unseren Planeten umläuft, schwankt sein Abstand beträchtlich. Die maximale Erdferne (das sogenannte „Apogäum“) liegt in 406.700 Kilometern, die nächste Annäherung an die Erde („Perigäum“) in 356.400 Kilometern. Die Periode von Vollmond zu Vollmond nennt man einen synodischen Monat: Sie erstreckt sich über 29,530589 Tage - das entspricht 29 Tagen, 12 Stunden, 44 Minuten und 2,9 Sekunden. Näheres zum System Erde - Mond in einem späteren Abschnitt. Auf dem obigen Bild sind die Größen- und Abstandsproportionen in akkuratem Verhältnis wiedergegeben. Die Spitze des roten Pfeils zeigt auf die Entfernung der Internationalen Raumstation in ihrem Orbit um die Erde, jene des grünen Pfeils auf die geostationäre Umlaufbahn.
Umkreist ein Satellit (beziehungsweise ein Raumschiff) die Erde von Westen nach Osten auf einer kreisförmigen Umlaufbahn in einer Höhe von 35.786 Kilometer, so befindet er sich auf einem sogenannten geostationären Orbit. Seine Umlaufzeit um den Planeten stimmt dann genau mit der Umdrehungsgeschwindigkeit der Erde um ihre eigene Achse überein; für einen Beobachter am Boden scheint er stillzustehen. Die Neigung seiner Bahn - die Inklination - zum Äquator muss genau Null Grad betragen, er muss sich also exakt über dem Äquator bewegen. Seine Geschwindigkeit beträgt in diesem Falle 11.070 Kilometer pro Stunde, in jeder Sekunde legt er etwas über drei Kilometer zurück. Vom Erdmittelpunkt ist er 42.164 Kilometer entfernt. Schon im Jahr 1929 hat der österreichische Raumfahrtpionier und -visionär Hermann Noordung auf Seite 98 seines Buches „Das Problem der Befahrung des Weltraums“ geschrieben: „Richten wir es nun außerdem noch so ein, daß die Umlaufbahn genau in der Äquatorebene liegt, dann würde der Körper <d. h. ein Satellit> dauernd über ein und demselben Äquatorpunkte stehen <…> Er würde dann gleichsam die Spitze eines ungeheuer hohen Turmes bilden, welcher selbst jedoch gar nicht vorhanden, dessen Tragkraft aber ersetzt wäre durch die Wirkung der Fliehkraft.“ Ein sehr schönes Bild! Heute sind Kommunikations- und Fernsehsatelliten im geostationären Orbit längst Wirklichkeit. Es war also Noordung, nicht Arthur C. Clarke, wie allgemein angenommen wird, der diese Idee als erster Mensch hatte. Die Spitze des grünen Pfeiles auf dem obigen Bild weist genau auf die genannte Distanz von 35.786 Kilometer, sie übertrifft bereits bei weitem die Höhe, in der die ISS fliegt (Spitze des roten Pfeiles). Die Erde ist auf diesem Foto von Apollo 13 mit dem Nordpol zum Beobachter geneigt; dieser sieht deshalb den Äquator sich bogenförmig zu ihm hin erstrecken. Es erscheint also nur so, als stünde der grüne Pfeil über dem nordamerikanischen Kontinent, nicht über dem Äquator. Auf dem Referenzbild rechts ist der Nordpol mit einem blauen Punkt gekennzeichnet. Bei der Grafik handelt es sich um einen Screenshot aus dem Astronomieprogramm „Celestia“.
Der rosafabene Punkt links neben der Erdkugel symbolisiert auf nebenstehendem Bild sowohl Gemini 11 als auch Polaris Dawn, zwei Raumschiffe, die sich von allen bemannten Flugkörpern am weitesten in einer Umlaufbahn von der Erde entfernt haben. Nur die Astronauten der Apollo-Missionen, insgesamt 24 Menschen, sowie des Artemis 2- Fluges (4 Menschen), die zum Mond geflogen sind, haben sich in einer größeren Distanz von der Erde aufgehalten: in einer deutlich größeren Entfernung allerdings; sie waren fast 300mal weiter von unserem Blauen Planeten weg. Die beiden Astronauten von Gemini 11, Charles „Pete“ Conrad und Richard Gordon, haben vor sechzig Jahren, im September 1966, den ersten Entfernungsrekord aufgestellt. Über dem Indischen Ozean stieg ihre Raumkapsel 1.374 Kilometer hoch. Im September 2024 flog die touristische Mission Polaris Dawn eine geringe Strecke weiter als Gemini 11 von der Erde weg, nämlich rund 1.400 Kilometer. Der rote Punkt schräg unterhalb des rosafarbenen zeigt wieder die ISS auf ihrem Orbit. Alle Distanzen werden hier wie üblich in richtiger Relation zur Größe der Erde gezeigt.
Links: Die beiden grauen Pfeile zeigen wieder auf die Städte Hamburg (oben) sowie Tunis (unten). Der rote Pfeil weist auf die Internationale Raumstation (ISS) hin; ihre Distanz zur Erde ist im richtigen Maßstab zur hier nur ausschnittsweise gezeigten Größe der Erdkugel aufgetragen. Rechts: Der rote Punkt auf der Zwei-Uhr-Position neben unserem Blauen Planeten stellt erneut die ISS dar - ebenfalls im maßstäblich korrekten Abstand zur Erde. Wie man hier bereits deutlich erkennt - und die folgenden Grafiken werden es noch augenfälliger zeigen - kann keine Rede davon sein, dass sich die ISS durch „die Weiten des Weltraums“ bewegt, während sie in etwa 400 Kilometern Höhe die Erde umkreist. Ihre Geschwindigkeit im Orbit beträgt übrigens circa 28.000 Kilometer pro Stunde. In diesem Tempo ist sie gerade schnell genug, damit sie ständig um die Erde herum fallen kann. Wäre sie langsamer, würde sie auf die Oberfläche hinunterstürzen - so wie ein Geschoss, welches mit 1.000 Kilometern pro Stunde den Lauf eines Gewehrs verlässt und kein Ziel trifft, nach einigen Kilometern auf den Boden fällt (in Erdnähe zusätzlich noch abgebremst infolge der Luftreibung).
Die linke Grafik zeigt erneut die wirkliche Krümmung der Erdoberfläche zwischen Ulm und Hamburg. Hier ist nun nicht nur die maßstabsgerechte Höhe markiert, in der ein Verkehrsflugzeug fliegt (unterer roter Punkt mit Pfeil), sondern auch die Höhe der Internationalen Raumstation (ISS), ebenfalls in wirklichkeitsgetreuer Relation zur Erde. Die ISS fliegt in rund 400 Kilometern über der Erdoberfläche. Das Flugniveau schwankt im Verlauf von einigen Wochen in einem Bereich von ungefähr 80 Kilometern: Infolge der auch in diesem Bereich weiter vorhandenen - wenn auch nur noch sehr dünnen - Atmosphäre im Zusammenwirken mit den vergleichsweise riesigen Sonnenzellenpaddeln sowie Radiatorenauslegern der Raumstation sinkt diese langsam, aber stetig ab. Sie wird regelmäßig durch Düsenschübe wieder um einige Dutzend Kilometer angehoben. Im rechten Bild haben wir uns ein wenig weiter von der Erde entfernt und sehen nun die Erdkrümmung zwischen Tunis und Hamburg. Wieder weist der untere Pfeil auf ein Verkehrsflugzeug in normaler Flughöhe (rund 10 Kilometer), der obere Pfeil zeigt auf die ISS. Dies ist übrigens auch jener Bereich, in der irgendein anderes bemanntes Raumschiff üblicherweise die Erde umrundet (nämlich zwischen etwa 300 und, in seltenen Fällen - etwa zwecks Wartung des Hubble-Weltraumteleskops - 600 Kilometern Höhe). Man erkennt, wie ein Mensch in einem Flugzeug, das ihn in den Urlaub nach Nordafrika bringt - oder das ihn in irgendeine andere Region auf unserem Heimatplaneten transportiert-, geradezu über den Rand der Erdoberfläche durch den irdischen Luftozean kriecht. Als Faustregel gilt: Pro 5,5 Kilometer Höhe über der Erde nehmen Luftdruck und -dichte um jeweils ungefähr die Hälfte weiter ab. Somit beträgt in elf Kilometern Flughöhe die Dichte der Atmosphäre, welche die Maschine umgibt, aus deren Fenstern der Urlauber blickt, nur noch rund ein Viertel derjenigen am Boden. Düsenjets, die bis 22 Kilometer hoch aufsteigen, haben schon fünfzehn Sechzehntel der Lufthülle unter sich gelassen. Und aus dem Bullauge einer Gondel, die unter einem in 35 Kilometern Höhe schwebenden Stratosphärenballon hängt, schaut man auch tagsüber bereits in die Schwärze des Weltalls hinauf, denn man hat nur noch ein Hundertstel der Erdatmosphäre um sich. 40 Kilometer über der Erde ist die Lufthülle dann so dünn, wie sie auf dem Boden des Mars ist. Die Zusammensetzung der Atmosphäre des Roten Planeten ist allerdings eine völlig andere; Sauerstoff existiert dort nur in winzigen Spuren.
Wir fahren nun fort, uns schrittweise den kosmischen Dimensionen anzunähern, ausgehend von der Erde:
Auf beiden Bildhälften sehen wir jeweils ausschnittsweise die Erdkugel (blaue Kreisfläche). Links ist ein rechtwinkliges Dreieck in den Querschnitt der Erde gelegt; die untere Spitze liegt am Mittelpunkt des Planeten. Die Seiten des Dreiecks sind mit „a“, „b“ und „c“ gekennzeichnet; der Satz des Pythagoras ist unter den blauen Kreis geschrieben, ebenso seine Umformung für die Zwecke der Berechnung, die wir vorzunehmen beabsichtigen. Auf der rechten Bildseite bezeichnet das blaue „R“ den Erdradius; das gelbe „R“ ebenso, aber dieses ist um jene Strecke - nämlich das grüne „H“ - verlängert, welche die Augenhöhe des Beobachters anzeigt. Von den Augen dieses Betrachters geht die Sichtlinie nun zum Horizont, wie er ihn sieht (die rosafarbene, mit „s“ beschriftete Linie). Wir nehmen nun an, der Mensch, der vom Strand aus auf das Meer hinausschaut, steht direkt auf dem Erdboden; seine Augen befinden sich in 1,70 Meter Höhe über diesem. Die ganz unten stehende Formel zeigt an, wie wir rechnen müssen: Zunächst addieren wir das gelbe „R“ mit dem grünen „H“: also den Erdradius von 6.371.000 Meter mit der Augenhöhe 1,70 Meter. Dies ergibt nach Adam Riese 6.371.001,70 Meter. Diesen Wert nehmen wir zum Quadrat: Das Ergebnis lautet 40.589.662.661.402,89. Nun benötigen wir noch den reinen Erdradius - das blaue „R“ in der Grafik - im Quadrat (also 6.371.000 Meter mal 6.371.000 Meter), was 40.589.641.000.000 ergibt. Diesen Wert subtrahieren wir vom ersteren: 40.589.662.661.402,89 minus 40.589.641.000.000; als Ergebnis sehen wir 21.661.402,89. Daraus ziehen wir die Quadratwurzel: Heraus kommt 4.654,1812. Für jemanden, der auf der Erde aus 1,70 Meter Höhe auf den Horizont schaut, ist dieser also 4,65 Kilometer weit entfernt. Befindet sich jemand auf einem Leuchtturm und schaut aus 50 Metern Höhe auf die weite See hinaus, so ergibt die vorstehend durchexerzierte Rechnung, dass die Horizontlinie für ihn schon 25,24 Kilometer entfernt liegt. Und wer von einem hohen Berg aus 4.000 Metern Höhe in das Land blickt, sieht den Horizont in 225,796 Kilometer weiter Distanz, wahrscheinlich allerdings von Dunst verhüllt. Selbstverständlich lässt sich die Berechnung auch für jeden beliebigen anderen Himmelskörper als die Erde durchführen; man muss eben nur darauf achten, dass man seinen Radius richtig in die Formel einsetzt: Im Falle des Mondes beispielsweise wären das 1.738.000 Meter. (Auch hier weist das graue Dreieck rechts unten neben der Grafik darauf hin, dass sie durch Anklicken vergrößert werden kann.)
Wie weit ist es überhaupt bis zum Horizont? Wenn man inmitten einer völlig ebenen Prärie steht, ohne Bodenwellen, Hügel oder sonstige Erhebungen im Blickfeld - oder sich am Strand aufhält und auf das schier unendliche Meer hinausschaut: wie weit reicht der Gesichtskreis? Dies hängt von der Augenhöhe des Betrachters ab, und zweitens muss natürlich der mittlere Radius der Erdkugel in Betracht gezogen werden, der 6.371 Kilometer beträgt. Mit Hilfe des Pythagoras-Satzes kann man nun die Werte berechnen:
Der rote Punkt in der Mitte symbolisiert ein Passagierflugzeug in einer maßstabsgerechten Flughöhe von 10 Kilometern.
Die wirkliche Krümmung der Erdoberfläche, hier am Beispiel der Strecke zwischen Ulm und Hamburg dargestellt. Die gelben Doppelpfeile markieren jeweils eine Distanz von 20 Kilometern über dem Erdboden.
Wir wollen auf dieser Seite nun versuchen, uns schrittweise den Dimensionen des Universums zu nähern, sie in Relation zueinander zu setzen und sie zumindest ansatzweise für unsere menschliche Vorstellung begreifbar zu machen. Diese hat sich stammesgeschichtlich in mesokosmischen Verhältnissen entwickelt, in den räumlichen und zeitlichen Lebenssituationen auf der Erde, mit denen ein einzelner Organismus während der Spanne seines Daseins konfrontiert ist. Mesokosmisch bedeutet: Räumliche Größenordnungen im Bereich zwischen einigen Zehntel Millimetern und mehreren Kilometern, zwischen atomaren und kosmischen Skalen; zeitliche Größenordnungen zwischen Zehntel Sekunden und einigen Jahrzehnten. Ein Salzkorn oder Mehlstäubchen kann man betrachten, anfassen, es lässt sich unmittelbar und bildhaft anschaulich in der Vorstellung repräsentieren, ein Atom nicht - eine Strecke von vier Kilometern, die man zu Fuß während einer Stunde abschreitet, wird unmittelbar erlebt, dadurch ist sie lebendig, fassbar und konkret: die Entfernung zum Mars ist es nicht. Selbst wenn man eine Strecke, die man mit dem Auto in wenigen Minuten zurücklegt, später entlangwandert, wundert man sich, wie ausgedehnt sie in Wirklichkeit ist („Wirklichkeit“ kommt von „wirken“, nämlich auf die unmittelbare Erfahrung einwirken!). Wir gehen also von der Erde aus:
Ein Beispiel für diesen Sachverhalt ist der Text, den man auf nebenstehendem Screenshot einer Bibliotheken-Website lesen kann; er wirbt für ein Hörbuch. Hier wird die Internationale Raumstation (ISS) in den „Weiten des Weltraums“ verortet. In Wirklichkeit allerdings umrundet sie die Erde in gerade einmal etwa 400 Kilometern Höhe; mit einem Raumschiff hat man einen solchen Orbit in weniger als zehn Minuten nach dem Raketenstart erreicht. Auf die Erde gelegt, entspricht diese Distanz ungefähr der Entfernung von Berlin nach Kopenhagen (Luftlinie). Zu allem Überfluss: In einer Erdumlaufbahn sei man „den Sternen so nah“, wird in der Beschreibung des Hörbuchs weiter fabuliert. Tatsächlich ist man als Astronaut in der ISS nicht einmal dem Mond „so nah“; dieser ist rund eintausendmal weiter von der Erde entfernt als die Raumstation. Und wenn der Planet Mars die geringste Distanz zur Erde erreicht, ist er noch 146mal weiter weg als der Mond. Die nachstehenden Grafiken werden diese Verhältnisse anschaulich zeigen. (Hinweis: Ein Mausklick auf Bilder, die am rechten unteren Rand mit einem grauen Dreieck markiert sind, öffnet diese Grafiken in einem neuen Fenster oder in einem neuen Reiter in voller Qualität, insbesondere in Originalgröße, so dass sich die Details besser betrachten lassen.)
Die Distanzen, Größen und Zeitabläufe im Universum sind derartig gewaltig - im wahrsten Sinne des Wortes „unmenschlich“ -, dass die instinktiven Vorstellungen, welche die Lebewesen auf der Erde im Laufe von Milliarden Jahren in der Formpresse der natürlichen Evolution entwickelt haben, sie in keiner Weise erfassen können. Das Bild, das sich Menschen von interplanetaren oder sogar interstellaren Entfernungen und kosmischen Äonen machen, ist ein unangemessenes, winziges, in den Käfig des menschlichen Verstandes eingezwängtes Bild. Es ist angepasst an räumliche sowie zeitliche Erfahrungen, die einem ständig auf der Erde - etwa während einer Reise von einem Ort zum anderen - widerfahren. Die völlig andersgearteten kosmischen Kategorien können nicht „be-griffen“ werden; deshalb werfen die meisten Menschen die diesbezüglichen Begifflichkeiten überdies noch durcheinander.
Das Weltall - Dimensionen und Entfernungen
Kosmisches Maß und menschliche Vorstellung - Messung des Unermesslichen
Die ersten Seiten dieser Website bieten eine anschauliche Einführung in die Astronomie. Sie sind für den sternenkundlichen Anfänger bestimmt, der noch wenig über den Kosmos weiß, dem auch die Zustände und Objekte in ihm (wie zum Beispiel Galaxien, Sterne oder Planeten) nicht vertraut sind, der zudem über die entsprechenden Begrifflichkeiten, Sachverhalte und Größenordnungen kaum informiert ist. Vielleicht hat er im Internet oder Fernsehen, in einer Zeitung oder Illustrierten wieder einmal einen reißerischen Bericht gesehen oder eine sensationelle Nachricht gelesen („Zweite Erde im All entdeckt“; „Anton Mosk plant bemannte Marslandung in vier Jahren“ oder ähnliches) und ärgert sich, dass er selbst solche Meldungen weder einordnen noch bewerten kann, weil ihm das nötige Grundlagenwissen dazu fehlt. Diese Website soll dabei helfen, den Sternenhimmel gezielter, vor allem sachkundiger betrachten und in Gedanken das Universum mit wissenschaftlichem Blick und phantasievoller Vorstellungskraft durchstreifen zu können.
Arthur C. Clarke - 2001: A SPACE ODYSSEY
Aber jeder einzelne dieser Sterne ist eine Sonne, oft genug weitaus strahlender und prächtiger als das kleine, nahegelegene Gestirn, das wir DIE SONNE nennen. Und viele - möglicherweise die meisten - jener fremden Sonnen werden von eigenen Planeten umrundet. Daher ist fast sicher: Das Firmament beherbergt genug Land, um jedem einzelnen Mitglied der menschlichen Gattung, angefangen bei den ersten Affenmenschen, sein eigenes privates Himmelreich zuzuteilen, so groß wie eine ganze Welt - oder seine eigene Hölle.
Nun, das ist eine interessante Anzahl, denn infolge einer sonderbaren Fügung gibt es schätzungsweise einhundert Milliarden Sterne in unserem hiesigen Bereich des Universums, der Milchstraßengalaxie. Demnach leuchtet für jedweden Menschen, der jemals gelebt hat, in diesem Teil des Weltalls ein Stern.
Hinter jedem Menschen, der heutzutage lebt, stehen dreißig Geister, denn in diesem Verhältnis übertrifft die Zahl der Toten diejenigen der Lebenden. Seit der Morgendämmerung der Zeit sind ungefähr einhundert Milliarden menschliche Wesen über den Planeten Erde gewandelt.