09.04.2018
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Am 6. Februar markierte SpaceX mit dem Start der Falcon Heavy Trägerrakete ihren bisherigen Höhepunkt. In der deutschen Berichterstattung wurde die erfolgreiche Testmission schwer kritisiert und in Wissenschaftskreisen ist schon seit Längerem vielen die zunehmende Privatisierung der Weltraumfahrt ein Dorn im Auge. Ein Kommentar von Josef M. Gaßner.

03.04.2018
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Mit dem Doppelspalt-Experiment von Thomas Young (1802) betreten wir in der Reihe von Aristoteles zur Stringtheorie schrittweise das Terrain der Quantenmechanik.

05.03.2018
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In der Reihe von Aristoteles zur Stringtheorie sind wir bei der zentralen Frage angelangt: Was ist Licht? Huygensches und Fermatsches Prinzip liefern die Basis für tiefergehende Betrachtungen.

23.02.2018
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Dem Hobbyastronom Victor Buso (Argentinien) sind am 20. September 2016 spektakuläre Aufnahmen einer ausbrechenden Supernova des Typs IIb gelungen. Am 21. Februar 2018 veröffentlichte Melina Bersten nun die bisherige Datenauswertung (Nature). Josef M. Gaßner erläutert die Details.

19.02.2018
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Das Phänomen Dunkle Materie gibt uns neue Rätsel auf. Insbesondere sollten sich Satellitengalaxien räumlich zufällig verteilt um den sphärisch symmetrischen Halo aus Dunkler Materie bewegen. Tatsächlich haben aber Beobachtungen bei drei Galaxien eine Verteilung in Form einer Scheibe ergeben. Josef M. Gaßner erläutert die aktuellen Ergebnisse anhand von Centaurus A (NGC 5128) in 3,8 Mpc Entfernung.
Glücklicherweise gibt es auch Fortschritte bei der theoretischen Interpretation beobachteter Linien im Bereich von 3,5 keV, heiße Kandidaten für annihilierende Dunkle Materie Teilchen... Es bleibt spannend...

30.01.2018
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Max Planck vereinte um das Jahr 1900 die bis dato widersprüchlichen Theorien von Rayleigh/Jeans und Wien. In einem – wie er selbst sagte – „Akt der Verzweiflung“ führte er dabei eine Hilfskonstante ein: das sog. Plancksche Wirkungsquantum. Damit riss er die Physik aus ihrem Dornröschenschlaf und legte das Fundament für die moderne Quantenmechanik. Josef M. Gaßner wandert auf den geistigen Spuren von Max Planck und erläutert die Zusammenhänge.

17.01.2018
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Vor wenigen Wochen wurde die Auswertung zu einer außergewöhnlichen Supernova veröffentlicht, die bereits am 22. Sept. 2014 von der automatisierten intermediate Palomar Transient Factory erstmalig aufgezeichnet wurde. Die Supernova gibt mit ihrer extremen Dauer von zwei Jahren und ihrer außergewöhnlichen Helligkeit Rätsel auf. Handelt es sich um eine pulsierende Paarinstabilitäts-Supernova? Die Vermutung hat ihr den Spitznamen "Zombie" eingebracht. Josef M. Gaßner erklärt die Zusammenhänge.

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24.12.2017
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Kommentarcheck zum Themenkomplex Allgemeine Relativitätstheorie: Modellbildung, Weltlinien auf gekrümmter Raumzeit, warum fällt eine Orange zu Boden, warum suchen wir nach Gravitonen, wie wurde aus dem Minimalprinzip ein Maximalprinzip, was genau ist eine Geodäte, gehts auch mit weniger Mathematik?

21.12.2017
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Ein Weihnachtsgeschenk des Urknall-Weltall-Leben-Teams. Hoffentlich bereitet es Ihnen so viel Freude wie uns!
Frohe Feiertage und ein gesundes Neues Jahr!

15.12.2017
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Werden wir Menschen jemals fremde Himmelsobjekte besiedeln? Von der Anreise ganz zu schweigen, scheinen fast unüberwindliche Herausforderungen dagegen zu sprechen. Als Bewohner eines Luftmeeres sind wir Menschen an ein sehr spezielles Habitat angepasst. Ohne diese Atmosphäre fehlt uns nicht nur buchstäblich die Luft zum Atmen, sondern auch der Schutz vor extremen Temperaturschwankungen und harter kosmischer Strahlung.

Seit wenigen Wochen gibt es nun einen Hoffnungsschimmer, zumindest auf unserem nächstgelegenen Ziel – dem Mond – eine bemannte Station einzurichten. Motiviert wird diese neue Sichtweise durch aktuelle Auswertungen der Daten früherer Mondsonden. Bereits von 2007 bis 2009 hatte die JAXA-Mission (Japan Space Agency) KAGUYA detaillierte dreidimensionale topographische Aufnahmen der Mondoberfläche erstellt und das Schwerefeld vermessen. Hierfür waren drei Satelliten im Einsatz – zwei davon dienten als Relaisstationen und die 2,1 x 2,1 x 4,2 Meter große, operative Sonde – SELENE (Selenological and Engeniering Explorer) – sammelte in 100 Kilometern Höhe die wertvollen Daten. Neben der technischen Bezeichnung sollte der Name auch an die griechische Mondgöttin erinnern. Göttin hin oder her, am Ende der Mission wurden die Satelliten mit 6.000 km/h auf der Mondoberfläche kontrolliert zum Absturz gebracht.

Ebenso erging es den beiden etwa ein Kubikmeter großen Sonden der GRAIL-Mission (Gravity Recovery and Interior Laboratory), die von September 2011 bis Dezember 2012 im Auftrag der NASA fleißig den Mond scannten. Bemerkenswert war ihr Verfahren zur Vermessung des Gravitationsfeldes: Die beiden Satelliten kreisten auf möglichst äquidistanten Bahnen und ermittelten im Mikrometerbereich winzige Störungen ihres gegenseitigen Abstandes, die durch Schwankungen im Gravitationsfeld des Mondes entstanden – das sogenannte Satellite-to-Satellite-Tracking.

 

Bildcredit: NASA / ARC / MIT

Bemerkung: Geowissenschaftler verwenden die Einheit Gal für 1 cm/c^2, beziehungsweise ein MilliGal = ein Millionstel der Erdbeschleunigung.

 

Warum investiert man derartigen Aufwand in die Vermessung des Mondes? Erstens natürlich im Auftrag der Wissenschaft und zweitens befindet sich zwischen Kruste und Mantel des Mondes die sogenannte KREEP-Schicht. Die Abkürzung steht für „Kalium, Rare Earth Elements and Phosphor“ – mit anderen Worten für wertvolle Rohstoffe – aber das ist eine andere Geschichte…

Zurück zur Wissenschaft. Bereits die ersten Messungen zeigten auf der erdzugewandten Seite im Gebiet Oceanus Procellarium (siehe rote Markierung) unterirdische Höhlen, vermutlich ehemalige Magmakammern, die durch eine ca. 50 Quadratmeter große Öffnung – ein sogenanntes Skylight – zugängig sind.

 

Bildcredit: Silvercat

Anfangs dachte man, die Höhlen wären vergleichsweise klein, basierend auf aktuellen Auswertungen scheint man allerdings einen Volltreffer gelandet zu haben. Unter dem Skylight verbirgt sich vermutlich ein zylindrischer Bereich mit ein paar Kilometern Breite und bis zu 50 Kilometern Länge. Einige Kollegen träumen bereits von ganzen Städten mit künstlicher Atmosphäre, wohl behütet vor dem Unbill des Weltalls unter einem 50 x 50 Meter Eingangstor.

 

Bildcredit: NASA / Jet Propulsion Laboratory / Arizona State University

Große ausgediente Magmakammern kennt man auch von unserem Planeten. Man findet sie beispielsweise auf Lanzarote oder Hawaii. Sie entstehen zumeist, wenn die Lava einen sanften Hügel hinab gleitet und dabei die oberste Schicht erkaltet, während unter ihr flüssige Lava mit niedriger Viskosität abfließt und einen Leerraum hinterlässt.

 

Bildcredit: Jeffrey Judd

 

Bildcredit: Lviatour

 

Bildcredit: Frank Schulenburg

 

Ich traue es mir ja kaum zu schreiben… Zu allem Überfluss hat man auch auf dem Mars eine geeignete Magmakammer ausfindig gemacht: am Pavonis mons.

 

Bildcredit: NASA / JPL / University of Arizona

 

Mit diesen unterirdischen Höhlen hat man wahrlich ein optimales Terrain gefunden – gewissermaßen „back to the roots“ – auch auf unserem Planeten haben wir ja in Höhlen unseren Siegeszug begonnen…

Technologisch haben wir uns seither beeindruckend weit entwickelt, allerdings hinken wir ethisch, moralisch, menschlich dem deutlich hinterher. Damit wären wir bei einer Gefährdung kosmischer Abenteuer angelangt, gegen die auch die dickste Schutzschicht aus Gestein machtlos ist: dem Faktor Mensch.

1999 wurden beispielsweise zur Vorbereitung auf die ISS mehrere Teams monatelang von der Außenwelt isoliert um die zwischenmenschlichen Auswirkungen des Zusammenlebens auf einer Raumstation zu simulieren. In der Endphase gab es schon mal blutige Nasen und eine kanadische Teilnehmerin wurde von einem Russen Kollegen mit Gewalt zu einem Kuss „überredet“…

Der Faktor Mensch ist kaum kalkulierbar unter den extremen Bedingungen einer Weltraummission. Die russische Weltraumorganisation RosKosmos hat die Teilnahme weiblicher Kandidaten mittlerweile eingestellt. Westliche Organisationen glauben noch an eine friedliche Koexistenz von Mann und Frau im Weltraum…

Mit Hilfe dieser sogenannten Analogmissionen versucht man ständig neue Erkenntnisse hinzu zu gewinnen. In einem Keller in Moskau wurden im Projekt Mars-500 Wissenschaftler verschiedener Länder für 520 Tage eingesperrt. Dabei wurden auch Systemversagen wie vollständiger Stromausfall für mehr als 24 Stunden simuliert. Erst kürzlich ging mit der HI-SEAS V wieder eine 8-monatige-Analog-Mission am Mauna Kea (Hawaii) mit weiblicher Beteiligung zu Ende. Alle Beteiligten konnten sich dabei auch am letzten Tag noch gut riechen – kein Kunststück bei acht Minuten Dusche pro Woche…

Es ist schon bezeichnend, dass wir auf dem Weg ins All vor allem uns selber erst mal kennenlernen müssen…

Vielleicht noch zu einer weiteren Schwäche unserer Spezies: wir sind auf kontinuierliche, idealerweise tägliche Nährstoffzufuhr angewiesen. Zumindest hier scheint eine Lösung in Reichweite. Auf der ISS wird mittlerweile erfolgreich Salat angebaut und geerntet. Allerdings ist hierfür als Nährboden eine Mischung aus mineralhaltiger Kalkmasse und Dünger notwendig. Spätestens bei einer Besiedlung des Mars bleiben derartige Rohstoffversorgungen zwangsläufig aus – man benötigt eine nachhaltige Lösung.

Deshalb baut man mittlerweile auf simuliertem Marsboden, d. h. in modifiziertem Vulkansand auf Mauna Loa (Hawaii), erfolgreich Tomaten, Erbsen und Roggen an. Haben Sie den Film „Der Marsianer“ gesehen? Dann erinnern Sie sich vermutlich an die Szene, bei der Mark Watney auf einer Mischung aus Marssand und eigenen Exkrementen Kartoffeln anbaut.

 

Bildcredit: Twentieth Century Fox

 

Genau bei derartigen Unterfangen unter realen Bedingungen könnte nun ein echtes High-Tech-Wesen zu Hilfe kommen: der gemeine Regenwurm...

Regenwürmer bringen Blatt- und Steureste in tiefere Regionen und servieren sie dort den Bakterien. Ihr Kot enthält organisches Material, das vorverdaut einen leichteren Nährstoffzugriff ermöglicht. Wer von Ihnen Erfahrung im eigenen Garten gesammelt hat, dem brauche ich zu den Talenten der Lumbricidae nichts weiter zu erzählen…

 

Bildcredit: Wamelink / Universität Wageningen

 

Vor wenigen Wochen konnten nun erstmals erfolgreich Regenwürmer in simuliertem Marsboden vermehrt werden. Offensichtlich scheint sich diese Spezies in Extremsituationen deutlich kooperativer zu verhalten als unsere. Vielleicht müssen wir Menschen bis zur erfolgreichen Besiedelung des Weltraums noch unsere soziale Kompetenz soweit verbessern, bis wir mit dem Regenwurm auf Augenhöhe sind…

 

 

(Josef M. Gaßner, Dezember 2017)