Weltraumforschung

Astronomie

Die Astronomie wird auch Sternkunde genannt und ist die älteste der Wissenschaften. Schon vor vielen Jahrtausenden beschäftigten sich die Menschen mit den sichtbaren Bewegungen von Sonne, Mond und Planeten.

Von Immo Sennewald

Was uns die Sterne sagen

Die Astronomie sollte übrigens nicht verwechselt werden mit der Astrologie – das ist die Deutung von Zusammenhängen zwischen Gestirnen und Ereignissen auf der Erde, also von Sternzeichen und Horoskopen.

Die modernen Naturwissenschaften dagegen suchen nicht nach Zusammenhängen zwischen Sternenkonstellationen, Geburtsdaten und persönlichen Schicksalen – sie wollen etwas über die Geschichte des Universums und seine Bewegungsgesetze erfahren.

Der Lebensrhythmus der Menschen richtet sich immer noch nach dem Auf- und Untergang der Sonne. Auch wenn wir mit modernen Lichtquellen die Nacht zum Tag machen und dank Heizung und Klimatisierung von jahreszeitlichen Schwankungen unabhängig sind: Unsere biologische Uhr richtet sich – ohne dass wir einen Einfluss darauf hätten – immer noch nach dem Lauf der Erde um die Sonne.

Alle Kulturen lebten davon, die Rhythmen von Sonne und Mond den menschlichen Lebensrhythmen zuzuordnen und so wichtige Abläufe planen zu können: Aussaat und Ernte, die Wanderungen der Tiere, das Auftreten von Ebbe und Flut und vieles mehr. Für die Navigation auf See waren die Sterne eine unentbehrliche Orientierung.

Eigentlich nicht verwunderlich, dass die Menschen bis heute sowohl den sogenannten Wandelsternen – dazu zählen Sonne, Mond und Planeten – als auch den immer am gleichen Ort aufzufindenden Fixsternen und ihren Figuren, den Sternzeichen, einen direkten Einfluss auf Schicksale und Charaktere zuschreiben.

Im Mittelpunkt der Mensch

Ob die Menschen Sonne, Mond und Sterne für die Einteilung ihrer Zeit und ihres Kalenders nutzten oder über die Rätsel der unerreichbar fernen Sterne nachdachten: Zunächst erschien es ihnen selbstverständlich, dass sich die Himmelskörper um sie herum bewegten. Die Vorstellungen der antiken Kulturen Griechenlands, Ägyptens, Chinas oder Roms unterschieden sich darin nicht vom Weltbild der mittelalterlichen Kirche.

Die Ferne und Unerreichbarkeit einerseits, die gesetzmäßigen Abläufe der Himmelserscheinungen andererseits ließen das Firmament als bevorzugten Ort für die Götter erscheinen. Sei es im englischen Stonehenge, in der ausgegrabenen Anlage von Goseck an der Saale oder auch in den Kultstätten der Maya: In den ältesten uns bekannten Observatorien verbanden sich die frühen Messungen des Sonnenstandes mit mythischen Vorstellungen und Ritualen.

Schon vor etwa 2500 Jahren sahen griechische Philosophen die Erde als Kugel an und dachten über Größenverhältnisse und Planetenbewegungen nach. Aber die von Aristoteles proklamierte Vorstellung einer geozentrischen Welt mit der Erde im Mittelpunkt wurde nie bezweifelt und von dem etwa 100 bis 170 nach Christus in Alexandria lebenden Claudius Ptolemäus theoretisch gefestigt. Als Dogma der katholischen Kirche hatte das geozentrische Weltbild über Jahrhunderte Bestand.

Von der Himmelsscheibe zum Hubble-Teleskop

Seit wann es Messungen und Darstellungen der Himmelskörper gibt, ist schwer zu sagen. 1991 wurde in Sachsen-Anhalt bei Goseck eine aus Holz gebaute Anlage entdeckt, deren Ausrichtung exakt den höchsten und niedrigsten Sonnenständen angepasst war. Ihr Alter wird auf 10.000 Jahre geschätzt – damit wäre sie älter als die im englischen Stonehenge.

Etwa 3500 Jahre alt ist eine Bronzescheibe mit Darstellungen von Sonne, Mond und Sternen, die nur 25 Kilometer entfernt davon in Nebra gefunden wurde. Mit ihrer Hilfe konnten unsere Vorfahren vermutlich schon einfache Berechnungen ausführen.

Mit der Erfindung und raschen Entwicklung des Teleskops im 16. Jahrhundert begann ein neues Zeitalter der Sternenkunde, die moderne Astronomie erhielt gewaltige Schubkraft. Was Galileo Galilei um 1600 mit einem von ihm selbst verbesserten Teleskop sehen konnte, findet heute jeder mit einem einfachen Fernglas, das etwa zehnfach vergrößert.

Schon mit so simplen Hilfsmitteln aber war es möglich, die Theorie zu bestätigen, nach der die Erde nicht im Mittelpunkt des Sonnensystems steht. Die Berechnungen und Beobachtungen von Nikolaus Kopernikus, Tycho Brahe, Johannes Kepler und Galileo Galilei revolutionierten das Weltbild: Die Sonne war das Zentrum, um die sich die Erde wie die anderen Planeten bewegte.

Seither wurde das Instrumentarium der Astronomie immer besser, die Berechnungen so genau, dass die Weltraumfahrt begonnen und sogar im Weltraum ein Teleskop installiert werden konnte. Es trägt den Namen des englischen Astronomen Edwin Hubble. Gleichzeitig schreitet die Entwicklung der auf der Erde stationierten Riesenteleskope weiter voran.

Röhren und Spiegel

Ursprünglich bestanden Fernrohre aus einer konvexen (Sammel-) und einer konkaven (Zerstreuungs-)Linse. Johannes Kepler verwendete in seiner verbesserten Konstruktion nur Sammellinsen. Der Vorteil: In den Strahlengang dieses Fernrohrs konnte ein Zielkreuz eingebaut werden, was die genaue Ortsbestimmung der beobachteten Objekte sehr erleichterte.

Alle Linsenfernrohre zeigen allerdings Abbildungsfehler. Schon wenige Jahre nach dem Bau der ersten Kepler-Teleskope waren auch erste, technisch noch wenig befriedigende Spiegelteleskope in Gebrauch.

Die entscheidenden Verbesserungen wurden ab 1668 von Isaac Newton vorgenommen. Nun waren die Spiegelteleskope den Linsenfernrohren bezüglich der Bildqualität ein ganzes Stück voraus.

In den folgenden Jahrhunderten wurden immer mächtigere Teleskope mit immer größeren Spiegeln gebaut. Die Keck-Teleskope auf dem Mauna Kea auf Hawaii mit zehn Metern Spiegeldurchmesser und das Gran Telescopio auf den Kanarischen Inseln mit 10,4 Metern sind heute die größten der Welt.

Solche "Riesenaugen" müssen mit raffinierten Techniken hergestellt und an Standorten mit geringer Luftverschmutzung installiert werden, weit entfernt von störenden Lichtquellen. Luftbewegungen der Atmosphäre verzerren die Sternbilder, aber eine so genannte "adaptive Technik" korrigiert dieses Flimmern.

Das im Weltraum stationierte "Hubble" hat zwar nur einen Spiegeldurchmesser von 2,4 Metern, es kann aber ohne den störenden Einfluss der Erdatmosphäre arbeiten. Teleskope mit noch größeren Spiegeln werden folgen.

Die Jäger der Asteroiden

Sonne, Mond und Sterne beflügeln die Fantasie von Romantikern, Meteoriten und Kometen die der Propheten des Weltuntergangs. Tatsächlich gibt es für uns eine Bedrohung aus dem All: die Asteroiden, auch Planetoiden genannt. Sie bewegen sich wie die Planeten um die Sonne. 90 Prozent der Asteroiden befinden sich im sogenannten Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter.

Es gibt aber auch Asteroide, deren Bahnen die der Erde kreuzen. In der Vergangenheit gab es katastrophale Zusammenstöße. Das Aussterben der Saurier soll die Folge einer solchen Einschlags sein. Meist wird die dichte Annäherung eines Asteroiden erst spät bemerkt – zu spät, um eine mögliche Kollision noch abwenden zu können.

Dennoch beobachten die Astronomen intensiv die gefährlichen Wanderer. Künftig will man mit einer Vorwarnzeit von 30 Jahren Zusammenstöße vorhersagen, um Gegenmaßnahmen ergreifen zu können, zum Beispiel durch den Beschuss des Asteroiden mit großen Raketen.