Neue Gedankenräume erobern.
Kaum eine wissenschaftliche Disziplin hat unser Weltbild so grundlegend beeinflusst wie die Astronomie in Verbindung mit der Raumfahrt. Raumsonden liefern uns faszinierende Bilder fremder Welten und mit Weltraumteleskopen blicken wir bis in die kosmische Frühzeit zurück. Immer wieder haben neue Entdeckungen den Menschen dazu gebracht, sein Verständnis des Universums zu revidieren.
Gemeinsam mit dem Deutschen Zentrum für Luft und Raumfahrt (DLR) präsentiert das Haus der Wissenschaft Braunschweig spannende Vorträge von renommierten Expert*innen, die allgemeinverständliche Einblicke in ihre Wissenschaftsbereiche geben:
Das diesjährige Programm beginnt mit den neuesten Erkenntnissen über die Entstehung unseres Sonnensystems vor viereinhalb Milliarden Jahren. Am zweiten Abend lassen wir die dramatische Kometenlandung des ROSETTA-Landers „Philae“ vor genau zehn Jahren noch einmal Revue passieren. Die folgenden drei Vorträge kreisen um den Mond: Zukünftige menschliche Habitate dort werden autarke pflanzliche Nahrungsquellen benötigen und in der Antarktis wurden die Anbausysteme dafür getestet. Ein regelrechter neuer Wettlauf zum Mond ist entbrannt und an führender Stelle steht das NASA-Konzept Artemis, an dem auch die ESA beteiligt ist. Und was haben wir seit den Apollo-Missionen über den Mond und seine Entstehung gelernt? Die Antwort liegt in den Gesteinen der Mondoberfläche verborgen…
Wie immer bleibt im Anschluss an die Vorträge genügend Zeit, Fragen zu stellen und das Gehörte zu diskutieren.
Wir bedanken uns für die freundliche Unterstützung durch das Unternehmen Bremer Weine.
Nachdem das zunächst vor allem prestigegetriebene „Space Race“ der 1960er Jahre zum Mond durch die Landung von Apollo-11 zugunsten der USA entschieden war, rückte bei den Folgemissionen die wissenschaftliche Erforschung des Mondes in den Vordergrund. Die dabei gewonnenen Bodenproben sowie die aus dem Orbit gewonnenen Ergebnisse späterer Mondsonden bilden die Basis für das Verständnis der Mondoberfläche. Diese ist mit Regolith bedeckt, einem lockeren Material, welches durch die Verwitterung des lokalen Gesteins entstanden ist. Auch die Unterschiede zwischen den alten, stark gekraterten Hochländern des Mondes und den geologisch etwas jüngeren, von der Erde aus dunkel erscheinenden Basalt-Maria, finden in diesem Modell ihre Erklärung. Der Vortrag schildert die spannende geophysikalische Geschichte der Mondoberfläche und bindet die eigenen aktuellen Forschungsergebnisse der Referentin mit ein. Im Ausblick geht es um die Erwartungen an zukünftige Mondmissionen, insbesondere im Rahmen des Artemis-Projektes: Wie werden die geophysikalischen Fragestellungen an diese neuen Missionen aussehen?
Referentin: Johanna Bürger M.Sc.
Seit den Apollo-Missionen in den Jahren um 1970 wurde immer wieder eine Rückkehr des Menschen zum Mond propagiert, nicht zuletzt von der NASA. Dennoch ist es seitdem bei Absichtserklärungen geblieben: Das Risiko von Flügen mit der Saturn-5 sollte nach 1972 nicht weiter eingegangen werden, ein besseres System stand nicht zur Verfügung und die mit unbemannten Raumsonden zu erkundenden Planeten des Sonnensystems erschienen zunächst als viel lohnendere Ziele. Gleichwohl ging auch die Erforschung des Mondes mit Sonden aus dem Orbit weiter, nur im Schatten der öffentlichen Aufmerksamkeit. Jetzt aber hat sich die Szenerie dramatisch geändert: Nicht nur die USA wollen mit dem Projekt „Artemis“ zurück auf die Mondoberfläche, sondern auch andere Mächte (insbesondere China) haben dies angekündigt. Im Fokus steht dabei die Südpolregion, wo man permanente photovoltaische Energieerzeugung sicherstellen könnte und es auch Reservoire von Wassereis gibt. Das mehrstufige Projekt „Artemis“ soll in wenigen Jahren wieder Menschen zum Mond bringen.
Referent: Dipl.-Wirtsch.-Ing. Frank Fischer
Sobald der Mensch dauerhafte Habitate im Weltraum, auf dem Mond oder auf dem Mars errichtet, wird es notwendig werden, dort auch frische pflanzliche Nahrung verfügbar zu haben, um eine gesunde Ernährung der Astronaut*innen zu gewährleisten. Wie aber könnte man in einer solchen lebensfeindlichen Umgebung Nutzpflanzen anbauen und ernten? Das speziell hierfür beim DLR in Bremen entwickelte Labor EDEN / LUNA ist in einer ähnlich lebensfeindlichen Umgebung, nämlich in der Antarktis, monatelang ausgiebig getestet worden und hat überzeugend bewiesen, dass es möglich ist, Nutzpflanzen durch freie Befeuchtung der Wurzeln mit einer Nährlösung, ohne jeden Boden und völlig ohne Sonne, erfolgreich zu kultivieren – in einem System, das ganz ähnlich auch während der 14-tägigen Mondnacht funktionieren würde. Der Vortrag schildert die Entwicklung des Labors EDEN / LUNA und insbesondere auch die über mehrere Monate andauernden Herausforderungen für das begleitende Wissenschaftsteam unter den extremen Bedingungen der antarktischen Polarnacht.
Referent: Prof. Dr. Daniel Schubert
Im November 2014 erreichte die europäische Forschungsmission ROSETTA zum Kometen 67P / Churyumov-Gerasimenko ihren spektakulären Höhepunkt, der damals von zahllosen Menschen verfolgt wurde – vor allem dort, wo die an der Mission beteiligten Institute beheimatet sind, also auch in Braunschweig. Zwar schien die Landung des vom ROSETTA-Orbiter abgesetzten Landers „Philae“ zunächst verunglückt zu sein, weil die Harpunen zur Verankerung nicht gezündet hatten, aber später zeigte sich ein überraschend differenziertes, viel positiveres Bild mit zahlreichen unerwarteten Ergebnissen. Dieser Astroherbst-Abend ist deshalb einer Rückschau auf die dramatischen Abläufe vor zehn Jahren gewidmet. Zunächst wird Prof. Dr. Karl-Heinz Glaßmeier über Vorgeschichte und Zielsetzungen der ROSETTA-Mission sprechen. Danach wird Prof. Dr. Joachim Block an die technische Entwicklung und den zehnjährigen Flug des Raumfahrzeugs erinnern, worauf Dr. Hans-Ulrich Auster die dramatischen Augenblicke der Landung auf dem Kometen Revue passieren lassen wird. Schließlich wird Ass. Prof. Dr. Charlotte Götz mit einer Synopse der wissenschaftlichen Ergebnisse der ROSETTA-Mission diesen Abend beschließen.
Referent*innen: ROSETTA-Projektbeteiligte aus Braunschweiger Instituten
Die Forschung der vergangenen 30 Jahre hat uns tiefgreifende Erkenntnisse über die Entstehung des Sonnensystems eröffnet, die sich grundlegend von früheren Ansichten unterscheiden. Während der Prozess von Staub zu Planeten zuvor als linear und statisch galt, deuten aktuelle Ergebnisse darauf hin, dass die Bildung von Planeten weitaus komplexer und dynamischer verläuft. Es hat sich gezeigt, dass das stoßbedingte Wachstum von Staubagglomeraten bereits bei Größen von nur wenigen Zentimetern endet, was die traditionelle Vorstellung von der Planetesimalbildung infrage stellt. Neueste Theorien, wie die „Streaming Instability“ und die „Pebble Accretion“, ermöglichen den direkten Übergang von zentimetergroßen Staubklumpen zu 100- bis 1.000-km großen Planetesimalen, gefolgt von einem raschen Wachstum der Planeten. Diese neue Perspektive beseitigt viele frühere Probleme in der Planetenentstehungstheorie und ermöglicht es uns, erstmals ein in sich geschlossenes und physikalisch schlüssiges Bild von der Bildung von Planeten und Planetensystemen zu entwickeln.
Referent: Prof. Dr. Jürgen Blum
Der faszinierende Anblick gerade erst entstandener wie auch kürzlich explodierter Sterne, das Bild vielfältiger Gas- und Staubwolken im interstellaren Raum sowie der Vielfalt von Galaxien und Galaxienhaufen in fernen Bereichen des Universums verdeutlichen uns die zeitliche wie auch die räumliche Entwicklung des Weltalls über mehr als 13 Milliarden Jahre. Zweifellos haben große Weltraumteleskope wie das Hubble Space Telescope (HST) und sein stark verbesserter Nachfolger, das James Webb Space Telescope (JWST), diese Entwicklung in den letzten Jahren maßgeblich vorangetrieben. Trotzdem haben auch kleinere und bodengebundene, oftmals von Vereinen betriebene Teleskope wie dasjenige der Hans-Zimmermann-Sternwarte in Braunschweig-Hondelage einen sehr wesentlichen Anteil an der Popularisierung der Astronomie und an der Verbreitung astronomischen Wissens in der Bevölkerung. Wissenschaftlich hochinteressante und gleichzeitig ästhetisch wunderschöne Astrofotografien vermitteln ein lebendiges buntes Bild des Universums, in dem wir leben. Der Vortrag lädt die Zuhörerschaft ein, sich bei Interesse auch selbst einmal in der Astrofotografie zu versuchen.
Referent: Thorsten Schipmann & Thomas Stahr
Die Internationale Raumstation (ISS) ist seit vielen Jahren im Bewusstsein der ganzen Menschheit gegenwärtig, und von den meisten Ländern der Erde aus kann man sie am Nachthimmel auch sehen, wenn sie vorüberzieht. Viel weniger bekannt ist ihre innere Struktur, die Einteilung in die Module und Labore, die den beteiligten Raumfahrtagenturen gehören, die Arbeitsteilung zwischen den stets multinationalen Besatzungen und die tägliche Routine an Bord. Der Vortrag schildert mit beeindruckendem Bildmaterial, wie ein „Alltag“ auf der ISS unter den Bedingungen der Schwerelosigkeit abläuft, und lässt gerade deswegen auch alltägliche Routinen wie Hygiene, Haarewaschen, Kochen, Essen und Trinken nicht aus. Auch die Abläufe beim An- und Abdocken von Raumfahrzeugen sowie bei individuellen Außenbordmanövern von Astronauten werden detailliert geschildert. All dies dient der wissenschaftlichen Nutzung der Raumstation, und deren Potential ist noch lange nicht erschöpft, so dass wir die ISS wahrscheinlich viel länger im „aktiven Dienst“ erleben werden, als es ursprünglich geplant war.
Referent: Matthias Gruhn-Creutzburg
Sternwarte St. Andreasberg
Der innerste Planet unseres Sonnensystems, der Merkur, ist bisher viel weniger von wissenschaftlichen Raumfahrzeugen erkundet worden als alle übrigen Planeten (außer Uranus und Neptun). Erst zwei Missionen, zwischen denen drei Jahrzehnte lagen, hatten ihn zum Ziel; und erst die zweite davon erreichte einen Orbit um den Planeten. Der Grund für diese spärliche Aufmerksamkeit ist die schwierige Erreichbarkeit. Wegen der großen Sonnennähe ist ein Transfer von der Erdbahn zur Merkurbahn außerordentlich energieaufwändig und ohne Swing-by-Manöver an Erde und Venus kaum zu realisieren. Jetzt jedoch ist die Mission „BepiColombo – Braunschweig ist unterwegs zum Merkur“, benannt nach dem 1984 verstorbenen Merkur-Experten Giuseppe Colombo, zum Merkur unterwegs und wird ihn Ende 2025 erreichen. Ein europäisches und ein japanisches Modul werden den Planeten dann aus unterschiedlichen Umlaufbahnen unter die Lupe nehmen und seine Geheimnisse ergründen, insbesondere sein Magnetfeld, das Aufschlüsse über den dichten Kern des Planeten liefern soll. Institute der TU Braunschweig sind mit entscheidenden wissenschaftlichen Beiträgen daran beteiligt.
Referent: Dr. Daniel Heyner
Seit den Voyager-Missionen wissen wir, dass die Galileischen Monde des Jupiter viel aktiver sind, als man es früher je für möglich gehalten hatte. Nach 1995 konnte das Wissen hierüber durch die Raumsonde „Galileo“, die das Jupiter System erstmals aus dem Orbit erkundete, entscheidend vertieft werden. Während der innerste Mond Io sich als die vulkanische Welt des Sonnensystems entpuppte, besitzen die drei Eismonde Europa, Ganymed und Kallisto, unter ihrer Eisdecke offenbar Ozeane aus flüssigem Wasser. Diese Ozeane bilden eine einzigartige Herausforderung für die weitere Erforschung, denn sie sind mögliche Habitate für außerirdisches Leben. Deshalb ist die europäische Raumsonde JUICE (Jupiter Icy Moons Explorer) seit dem 14. April dieses Jahres unterwegs zum Jupiter, den sie 2031 erreichen soll. An Bord sind hochspezialisierte Instrumente, darunter auch aus Braunschweig, welche die komplexen elektromagnetischen Wechselwirkungen der Monde mit dem Magnetfeld des Jupiter, das sie auf ihrer Umlaufbahn durchqueren, zur Entschlüsselung der Struktur der subglazialen Ozeane nutzen werden.
Referent: Prof. Dr. Ferdinand Plaschke
Vor genau einhundert Jahren (1923) veröffentlichte Hermann Oberth sein bahnbrechendes
Buch „Die Rakete zu den Planetenräumen“ und bewies damit erstmals physikalisch exakt,
dass die Überwindung der Erdgravitation mit Hilfe mehrstufiger Raketen mit flüssigen
Treibstoffen möglich ist und dass der Mensch mit raketengetriebenen Raumschiffen auch
ferne Ziele im Sonnensystem erreichen kann. Bis dahin hatte der Gedanke der Raumfahrt als
Phantasterei gegolten und zahlreiche Vorurteile und Denkbarrieren hatten die ernsthafte
Auseinandersetzung damit verhindert. Das galt zunächst auch für Oberths Werk, dessen
Annahme als Dissertation auf Grund solcher Vorurteile abgelehnt worden war. Gleichwohl
bedeutete die Veröffentlichung 1923 den Durchbruch der Raumfahrtidee und leitete zahllose
Entwicklungen auf dem Gebiet der Raketentechnik ein, die in der Folge dazu führten, dass in
den 1960er Jahren das Raumfahrtzeitalter tatsächlich beginnen konnte. Einige von Oberths
Ideen waren so visionär, dass sie bis heute nicht verwirklicht worden sind, sodass sie uns
noch heute als Anregung für die Zukunft dienen können.
Referent: Prof. Dr. Joachim Block
Arvid Lunding und Moritz Förster
ExperimentalRaumfahrt-InteressenGemeinschaft e.V., TU Braunschweig
Raumfahrtprojekte sind extrem ambitioniert, und die daran aktiv Beteiligten müssen nicht nur ein hohes Maß an innerer Motivation und Begeisterung mitbringen, sondern auch gelegentliche Rückschläge ertragen können, ohne ihr Ziel aus den Augen zu verlieren. Für Studierende der entsprechenden Fachrichtungen sind daher praktische Erfahrungen als Ergänzung der wissenschaftlichen Ausbildung im Studium unbezahlbar. An der TU Braunschweig ist die ExperimentalRaumfahrt-InteressenGemeinschaft (ERIG) die studentische Plattform für die Entwicklung von Experimentalraketen, die im Rahmen des STERN-Projekts von der europäischen Startbasis ESRANGE in Kiruna (Nordschweden) aus gestartet werden. Daneben entwickelt die ERIG auch Marsrover und technologische Experimentalplattformen, zum Beispiel für das CREATE-Projekt, mit dem der 3D-Druck von kohlefaserverstärkten Strukturen in der Schwerelosigkeit erprobt werden soll. Im Abschlussvortrag der diesjährigen Astroherbst-Vortragsreihe präsentiert die ERIG ihre faszinierenden Weltraumaktivitäten an der TU Braunschweig – und auch Hardware zum Anfassen.
Referent
Dipl.-Ing. Olaf Mierheim & Dipl.-Ing. Michael Lange
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), Braunschweig
Der Mars besitzt zwei kleine Monde (Phobos und Deimos), deren Entstehung mancherlei Rätsel aufgibt. Ihre Entstehung gleichzeitig mit dem Mars in der Frühzeit des Sonnensystems ist mit den beobachtbaren Fakten kaum in Einklang zu bringen; aber sie können auch kaum später eingefangene Asteroiden sein. Dieses Rätsel und manche andere faszinierende Aspekte, zum Beispiel ihre Nützlichkeit als Steuerungsbasis für künftige Operationen auf der Marsoberfläche, machen Phobos und Deimos zu vielversprechenden zukünftigen Raumfahrtzielen. Eine Mission der japanischen Raumfahrtagentur JAXA sieht deshalb vor, die Oberfläche des inneren Mondes Phobos mit einem robotischen Fahrzeug (einem Rover mit etlichen wissenschaftlichen Instrumenten) detailliert zu erkunden. Die Entwicklung dieses Rovers, der schon bei einer Fahrgeschwindigkeit von einigen Zentimetern pro Sekunde im schwachen Schwerefeld des Phobos abheben würde, obliegt einem europäischen Konsortium mit maßgeblicher Beteiligung des DLR, auch der DLR-Wissenschaftler aus Braunschweig.
Referent
Dr. Daniel Heyner,
Institut für Geophysik und extraterrestrische Physik, TU Braunschweig
Der innerste Planet unseres Sonnensystems, der Merkur, ist bisher viel weniger von wissenschaftlichen Raumfahrzeugen erkundet worden als alle übrigen Planeten (außer Uranus und Neptun). Erst zwei Missionen, zwischen denen drei Jahrzehnte lagen, hatten ihn zum Ziel; und erst die zweite davon erreichte einen Orbit um den Planeten. Der Grund für diese spärliche Aufmerksamkeit ist die schwierige Erreichbarkeit. Wegen der großen Sonnennähe ist ein Transfer von der Erdbahn zur Merkurbahn außerordentlich energieaufwändig und ohne Swing-by-Manöver an Erde und Venus kaum zu realisieren. Jetzt jedoch ist die Mission „Bepi Colombo“, benannt nach dem 1984 verstorbenen Merkur-Experten Giuseppe Colombo, zum Merkur unterwegs und wird ihn Ende 2025 erreichen. Ein europäisches und ein japanisches Modul werden den Planeten dann aus unterschiedlichen Umlaufbahnen unter die Lupe nehmen und seine Geheimnisse ergründen, insbesondere sein Magnetfeld, das Aufschlüsse über den dichten Kern des Planeten liefern soll. Braunschweig ist mit den Magnetometern des TU-Instituts für Geophysik und extraterrestrische Physik an entscheidender Stelle mit dabei.
Referent
Von keinem anderen Himmelskörper hängt das Leben auf unserer Erde so vollständig ab wie von der Sonne. Selbst minimale Schwankungen ihrer Strahlung beeinflussen unser Klima fundamental, und wir sollten deshalb die physikalischen Vorgänge auf ihrer Oberfläche und in ihrem Inneren unbedingt näher erforschen. Trotz dieser Bedeutung für die Menschheit ist die Sonne bis jetzt noch längst nicht so gründlich mit Raumfahrzeugen erkundet worden wie unsere Nachbarplaneten, weil die ungeheuren Temperaturen jede Annäherung extrem schwierig machen. Einen großen Schritt weiter bringt uns hier die europäische Sonnensonde „Solar Orbiter“, die in Kooperation mit der NASA im Februar 2020 gestartet wurde und sich gegenwärtig in großen Bahnschleifen immer näher an die Sonne „heranpirscht“. Dabei steigert sich die Neigung ihrer Bahnebene relativ zum Sonnenäquator immer mehr, um auch die Polregionen der Sonne in den Blick nehmen zu können, die wir von der Erde aus niemals sehen können. Schon heute sind die ersten Ergebnisse der Mission überaus vielversprechend.
Referent
Die Geschichte der Planeten unseres Sonnensystems ist eine Geschichte von Einschlägen – von der Entstehung der Planeten vor viereinhalb Milliarden Jahren bis heute. Das gilt auch für unsere Erde. Zwar hat die Häufigkeit dieser Impakte, die anfangs immens hoch war, im Laufe der Zeit abgenommen, aber immer wieder haben einschlagende Asteroiden und Kometen die Erdgeschichte verändert. Das berühmteste Ereignis dieser Art war der Chicxulub-Einschlag vor 66 Millionen Jahren, der die Tierwelt der Kreidezeit (und damit des Mesozoikums) weitgehend auslöschte und die Erdneuzeit (das Känozoikum) einleitete. Auch heute sind erdbahnkreuzende Asteroiden eine latente Gefahr für die Menschheit, und daraus resultiert eine elementare Herausforderung für die Raumfahrttechnik: Können wir die Bahn potentiell gefährlicher Asteroiden frühzeitig so präzise bestimmen, dass es möglich wird, diese Körper durch aufschlagende Raumfahrzeuge oder durch angedockte Raketentriebwerke rechtzeitig aus der Bahn zu werfen? Das aktuelle DART-Projekt der NASA ist ein wichtiger Schritt auf diesem Wege.
Referent