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Das Sonnensystem

Das Sonnensystem

Entstanden vor etwa 5 Milliarden Jahren, liegt unser Sonnensystem etwa 30.000 Lichtjahre vom Galaktischen Zentrum entfernt. Es besteht aus 9 Planeten und zahllosen weiteren Objekten, welche sich im Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter, im Kuiper-Gürtel jenseits der Neptunbahn und in der Oortschen Wolke am Rande des Systems tummeln. Unser Sonnensystem dreht sich mit einer Geschwindigkeit von 220km/s um das galaktische Zentrum und umrundet dieses alle 225 Millionen Jahre.

Das Sonnensystem - Planetarer NebelZu Beginn des Sonnensystem existierte nur ein planetarer Nebel, eine riesige "Gaswolke" im Weltall hauptsächlich aus Wasserstoff bestehend.
Wenn ein solcher Nebel stabil ist, ist der Strahlungsdruck (das Bestreben der einzelnen Molekühle sich im Vakuum des Weltalls auszubreiten) und die Gravitationskraft (die Molekühle ziehen sich wegen ihrer Schwerkraft gegenseitig an) in einem Gleichgewicht, so dass sich der Nebel nicht immer mehr verdichtet (Gravitation) oder sich in die unendlichen Weiten des Universums immer mehr ausdehnt (Strahlung).

Wie lange der Nebel in diesem Zustand war, kann nicht bestimmt werden, aber vor ca. 5 Milliarden Jahren muss dieses Gleichgewicht gestört worden sein, was z.B. durch die Schockwelle einer Supernova ausgelöst werden könnte. Die Gravitation des Nebels wurde stärker als der Strahlungsdruck, so dass der Nebel immer mehr in sich zusammenfiel. Als sich im Zentrum der Wolke durch die Verdichtung eine größere Schwerkraft bildete, verformte sich der Nebel zu einer Rotierenden Scheibe. Das Zentrum, in dem die Schwerkraft am größten war, saugte die meiste Masse auf. Nach ein paar hundert Millionen Jahren hatte sich im Zentrum genügend Materie verdichtet, so dass eine Kernfusion ( Wasserstoff fusioniert zu Helium, was eine enorme Menge Energie erzeugt ) zündete. Ein Stern, den wir heute Sonne nennen hat sich gebildet und scheint seit dem, der Kern von unserem Sonnensystem.

Das Sonnensystem - Die SonneDurch denn Strahlungsdruck der entstandenen Sonne wurden die Atome der rotierenden Scheibe von der Sonne weggetragen. Die schweren Atome wie z.B. Eisen wurden von diesem Sonnenwind weniger beeinflusst als die leichten Wasserstoffmolekül und Heliumatome. Es wurden so die leichten Elemente nach außen sortiert. Die schweren Elemente im inneren Bereich der Scheibe "verklumpten" langsam, indem sich die Teilchen beim zusammenstoßen miteinander verbunden haben. Nach etwa 100 000 Jahren haben sich auf diese Weise immerhin millimetergroße Objekte im Sonnensystem gebildet. Diese "Staubkörner" haben sich dann in weiteren 10 Millionen Jahren durch ihre Schwerkraft zu Tausenden Planetesimalen (Gesteinsbrocken mit ein paar Kilometer Durchmesser) verbunden. Nach weiteren Millionen Jahren haben sich aus diesen die Planeten gebildet.

Das Sonnensystem - Planet MerkurIn dem Bereich von Merkur bis zu Asteroidengürtel bildeten sich Objekte, die vorwiegend aus schweren Elementen bestehen. Die leichten Elemente, die nach außen getragen wurden, verdichteten sich ebenfalls. Hier entstanden die Gasriesen, die, wie der Name schon sagt, riesige Gaskugeln sind. Zwischen den Planeten befindet sich noch immer interplanetarischer Staub, der zum Teil vom Urnebel übrig blieb, aber auch von Kollisionen der Asteroiden und vom Sonnenwind stammt. Im heutigen Asteroidengürtel konnte sich kein Planet bilden. Die Bildung solcher wurde vermutlich durch die Schwerkraft von Jupiter verhindert. Die dortigen immer noch vorhandenen Planetesimale werden Asteroiden genannt.

Außerhalb der Bahnen von Neptun befindet sich der sogenannte Kuiper-Gürtel, ein Gürtel aus größeren Objekten, welche die Sonne in einem Abstand zwischen 40 und 100 AU umkreisen. Man geht davon aus, dass der Planet Pluto ehr zu diesen Gürtel gezählt werden sollte, als zu den Planeten, da sich dieser außerhalb der Gasplaneten und nahe des Kuiper-Gürtels befindet. Tausende Objekte wurden bislang im Sonnensystem identifiziert und kartiert und einige davon sind fast so groß, dass sie selber Planeten sein könnten (z.B. Quaoar, Sedna und 2004 DW)

Das Sonnensystem - Oortsche WolkeNoch weiter außerhalb im Sonnensystem befindet sich die sogenannte Oortsche Wolke, eine Materieansammlung von ungeheurem Ausmaß. Hier vermutet man das „Lager“ der Kometen, welche regelmäßig ins Innere des Systems vordringen.
Diese Kometen bestehen aus der Ursprungsmaterie aus den Anfängen des Sonnensystem. Es gibt viele Theorien rund um diese Wolke.
Diese Wolke bildet sozusagen den „Mantel“ des Sonnensystem und auch gleichzeitig den Rand dieses.

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1. Das Sonnensystem - Aufbau:

1.1 Die Sonne

Das Sonnensystem - Die SonneIm Zentrum von unserem Sonnensystem befindet sich das Zentralgestirn, unsere Sonne. Sie bildet den Dreh- und Angelpunkt des ganzen Systems, um welchen sich alle anderen Objekte, vom Staubkorn bis zum Gasriesen dreht.
mit 1.3 Mio. km Durchmesser ist sie das bei weiten größte Objekt im Sonnensystem. Sie vereint 99,4% aller Masse im System in sich. Der Rest ist auf die Planeten, Asteroiden, Kometen und den Staub verteilt.

 

1.2 Das Sonnensystem - Die erdähnlichen Planeten

Das Sonnensystem - Planet ErdeIm Inneren Sonnensystem befinden sich die 4 Erdähnlichen Planeten, Merkur, Venus, Erde und Mars.
Sie bestehen hauptsächlich aus schweren Elementen, haben eine feste Oberfläche und sind relativ klein.

Planet Orbit Durchmesser
Merkur      57.910.000 km (0,38 AU)        4.880,0 km
Venus    108.200.000 km (0,72 AU)      12.103,6 km
Erde    149.600.000 km (1 AU)      12.765,3 km
Mars    227.940.000 km (1,52 AU)        6.794,0 km
 

1.3 Das Sonnensystem - Der Asteroidengürtel

Das Sonnensystem - Der AsteroidengürtelJenseits der Marsbahn zwischen Mars und Jupiter befindet sich der sogenannte Asteroidengürtel. Er ist eine Ansammlung von Kleinplaneten und Planetoiden, welche durch die Schwerkraft von Jupiter niemals zu einem größeren Planeten zusammenkommen konnten.
Dieser Gürtel bildet die Grenze zwischen innerem und äußerem Sonnensystem.

 

1.4 Das Sonnensystem - Die Gasriesen

Das Sonnensystem - Planet JupiterIm Gegensatz zu den erdähnlichen Planeten sind diese Planeten (Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun) sehr groß und besitzen keine feste Oberfläche. Sie bestehen hauptsächlich aus Gas (Wasserstof und Helium).
Die Gasplaneten bilden das äußere Sonnensystem.

Planet Orbit Durchmesser
Jupiter    778.330.000 km (5,2 AU)    142.984,0 km
Saturn 1.429.400.000 km (9,54 AU)    120.536,0 km
Uranus 2.870.990.000 km (19,218 AU)       51.118,0 km
Neptun 4.504.000.000 km (30,06 AU)      49.532,0 km



1.5 Das Sonnensystem - Kuiper-Gürtel-Objekte

Das Sonnensystem - Planetoid im Kuiper-GürtelJenseits der Neptunbahn befindet sich der sogenannte Kuiper-Gürtel, eine Ansammlung von unzähligen großen und kleinen Planetoiden, welche in riesiger Entferung die Sonne umkreisen. Ob ihrer Größe könnten einige davon sogar Planeten sein, jedoch zählt man diese nicht so den Planeten sondern nennt sie KBO´s (Kuiper-Belt-Objects). Diese KBO´s sind immens zahlreich und bislang wurde nur die wenigsten entdeckt, darunter große Objekte wie Quaoar und Sedna, welche fast die halbe Größe von Pluto besitzen.
Pluto, obwohl ein Planet, zählt ebenso ehr zu den KBO als zu dem Planeten. Es wird zur Zeit heftig diskutiert, was nun zutreffender ist, doch man zählt ihn immernoch zu den Planeten, da er doch noch weit größer als die größten bislang gefundenen KBO´s ist.

Pluto 39,5 AU 2.274,0 km
Quaoar ~ 90 AU ~ 1250 km
Varuna ~ 43 AU ~ 1000 km
2004 DW ~ 45 AU ~ 1600 km
2002 AW197 ~ 48 AU ~ 700 km
Sedna ~ 90 AU 1300 - 1800 km


1.6 Das Sonnensystem - Die Oortsche Wolke

Das Sonnensystem - Oortsche WolkeUm unser Sonnensystem herum befindet sich ein "Mantel" aus Materie, welche der Ursprungsmaterie der Urwolke entspricht. Milliarden von kleinen Körpern rotieren um die Sonne und jedes Mal wenn eine Schwerkraftquelle die Wolke beeinflusst, geraten einige dieser Objekte ins Innere vom Sonnensystem. Diese nennen wird dann Kometen. Objekte aus Eis und Staub.
Theorien zufolge ist es dieser Wolke zu verdanken, dass das Leben überhaupt erst in unserem System entstehen konnte, in dem diese Kometen die Keime des Lebens ins Sonnensystem bringen.
In bestimmten Abständen stattgefundene Einschläge von großen Meteoriten und das damit verbundene Massensterben auf der Erde könnten auf das Konto dieser Wolke gehen. Zu bestimmten Zeiten geraten unbekannte Schwerkraftquellen an die Wolke heran und sprengen Kometen heraus, welche dann ins Zentrum des Sonnensystem rasen und auch die Erde treffen können.
Gesichert sind diese Theorien jedoch nicht.

 

2. Das Sonnensystem - Habitate

Die Erde ist nicht der einzige Ort im Sonnensystem, wo der Mensch leben kann. Es ist jedoch der einzige Platz, wo er ohne technische Hilfsmittel leben und sich entwickeln kann.

Doch es gibt viele Plätze im Sonnensystem, die der Mensch besiedeln kann. Einige, wie der Mars sind relativ "leicht" zu besiedeln, mit relativ überschaubarem technischem Aufwand.
Andere hingegen, wie die Monde des Jupiter oder gar Saturn wären nur mit großem technischen Aufwand für den Menschen bewohnbar.

Im Folgenden haben wir eine Zonenkarte erstellt, die darstellen soll, wie schwierig es ist, unsere Sonnensystem zu besiedeln und welche technischen Errungenschaften dafür notwendig sind:

Die Zonen des Sonnensytem



2.1 - Zone A - Die Rote Zone

Die Rote Zone ist absolut lebensfeindlich, da die Sonneneinstrahlung hier so hoch ist, dass Leben, wie wir es kennen unmöglich wird. Der Planet Merkur liegt in dieser Zone.


2.2 - Zone B - Die Gelbe Zone

Die Gelbe Zone ist ebenfalls sehr lebensfeindlich, da auch hier die Sonneneinstrahlung extrem stark ist. Mit großen technischen Aufwand, wäre ein Planet in dieser Zone jedoch von uns als Habitat nutzbar. Die Venus liegt am unteren Rand dieser Zone.


2.3 - Zone C - Die Grüne Zone

Die Grüne Zone ist die bewohnbarste Zone in unserem System. Hier ist Leben ohne Hilfsmittel möglich. Die Erde liegt in der Mitte dieser Zone. Venus liegt an der Grenze zur Gelben Zone und Mars auf der Grenze zur Türkisen Zone. Die Grenzbereiche der Grünen Zone sind mit erträglichem technischen Aufwand bewohnbar.


2.4 - Zone D - Die Türkise Zone

Die Türkise Zone ist eine kalte Zone, wo das Sonnenlicht nicht mehr sehr stark ist und alle Himmelskörper im Eis erstarren. Jupiter liegt inmitten dieser Zone und Mars am Rand zur Grünen und Saturn am Rand zur Blauen Zone. Die Monde von Jupiter und Mars können von uns mit hohem technischen Aufwand als Habitat dienen, denn Wasser ist in dieser Zone in gewaltigen Massen als Eis vorhanden. Und wo Wasser ist, kann auch der Mensch siedeln. Die Sonneneinstrahlung ist hier nicht mehr sehr stark, doch die Magnetfelder von Jupiter und Saturn sind ohne Schutz tödlich für jegliches Leben. Die Besiedlung einer der Monde wäre deswegen nur mit starkem Schutz gegen die gewaltige Strahlung möglich.


2.5 - Zone E - Die Blaue Zone

Die Blaue Zone ist die Zone des ewigen Eises. Die Sonneneinstrahlung ist hier nur noch sehr gering. Saturn liegt an der Grenze zur türkisen Zone, Uranus und Neptun mittendrin. Leben auf den Monden von Uranus und Neptun wären nur mit großem technischen Aufwand möglich. Zwar ist die Strahlung der beiden "kleinen" Gasriesen bei weiten nicht so hoch wie bei Jupiter oder Saturn, aber das fast fehlende Sonnenlicht macht ein Habitat extrem schwierig. Wasser ist jedoch auch hier in großen Mengen in Form von Eis vorhanden.


2.6 - Zone E - Die Violette Zone

Die Violette Zone ist eine sehr lebensfeindliche Zone, da das Sonnenlicht hier fast nicht mehr vorhanden ist. Es ist die Zone tödlicher Kälte bis fast zum absoluten Nullpunkt. Habitate in dieser Zone wären nur mit extrem aufwendiger Technik möglich. Zwar gibt es auch hier mit Sicherheit genügend Wassereis, doch die fehlende Sonnenstrahlung macht eine Siedlung fast unmöglich. Pluto und alle weitern Objekte des Kuipergürtel liegen in dieser Zone. Trotz allem ist dies mit Abstand die interessanteste Zone für künftige Expansionen der Menschheit, da hier wahrscheinlich fast die gesamten Ressourcen des Sonnensystems an Wasser und Rohstoffen lagern.

[Diese Einteilung beruht nicht auf gängigen wissenschaftlichen Thesen, sondern auf persönlichen Vorstellungen der Autorin. Anja Kolwicz]

3. Das Sonnensystem - Besiedlung, ein Blick in die Zukunft der Menschheit

Dass unsere Erde bald zu klein sein wird für die Menschheit, ist seit längerer Zeit klar.
Bald wird die 10 Milliarden-Grenze erreicht sein und das ist eine Grenze, von der man heute ausgeht, dass es das Maximum ist, was die Erde an Menschen vertragen kann.
Wie alle Lebewesen, die einen Lebensraum überbevölkern, wird sich die Population teilen und neue Lebensräume suchen. Das war so seit das Leben auf der Erde Fuß gefasst hat und es wird auch immer so sein.
Diesem Drang der Evolution wird sich auch der Mensch beugen müssen und so ist es nur eine Frage der Zeit, bis wir die Erde verlassen und neue Kolonien gründen innerhalb unseres Sonnensystems.

Zu Beginn wird der Mond und der Mars besiedelt werden. Dazu wird eine Technik erfunden werden müssen, die den Menschen gegen die Strahlung der Sonne schützt. Am einfachsten sind hier dicke Isoliermaterialien, wie Blei oder bestimmte Keramiken, aber auch Bleiglas. Am effektivsten wäre eine Art Magnetschutzschirm, was jedoch noch ehr ins Reich der SiFi zu zählen ist.

Wenn sich auf dem Mars eine Kolonie etabliert hat, ist der Griff zum Asteroidengürtel und damit zu gewaltigen Ressourcen nicht weit.
Sobald wir die relativ „nahen“ Ressourcen des Asteroidengürtels nutzen können, sind wir bereit zu einem weiteren Sprung.
Bis zu diesem Zeitpunkt wird die Kolonie auf dem Mars bereits selbständig sein und als Sprungbrett für das weitere Vordringen der Menschheit in das äußere Sonnensystem dienen.

Die Monde des Jupiter werden das nächste Ziel sein.
Die Sonneneinstrahlung ist hier schon um einiges geringer, sollte aber noch ausreichen, damit Pflanzen Photosynthese begehen können.
Wasser gibt es im Jupitersystem weit mehr als auf der gesamten Erde. Fast alle Jupitermonde bestehen aus zum Großteil aus Wassereis. Die Ressourcen an Wasser und Rohstoffen sind schier unerschöpflich im Jupitersystem. Ein Problem stellt das gewaltige Magnetfeld des Jupiters dar. Es ist so stark, dass nahe Monde wie der Io so stark beeinflusst werden, dass ihr Innerstes durch die Hölle geht. Diesem Magnetfeld gilt es entgegenzuwirken. Dies geht wiederum nur mit extrem starken, aber unpraktischen Isolierungen oder aber mit einer bis dahin vielleicht erfundenen Magnetschutzschirm-Technologie.
Wenn das Problem der Strahlung gelöst ist, steht dem Menschen eigentlich nichts mehr im Wege, die Jupitermonde zu besiedeln und zu nutzen, denn alles was der Mensch dazu braucht, ist vorhanden: Wasser und Sonnenlicht.
Wasser kann in Sauerstoff und Wasserstoff zerlegt werden. Sauerstoff zum Atmen und Wasserstoff zum Heizen. Stickstoff könnte direkt von Jupiter aus dem reichlich vorhandenen Ammoniak „gewonnen“ werden. Mit etwas Kohlendioxid, das wir selber produzieren, können auch Pflanzen leben und uns versorgen, oder Tiere versorgen, die wiederum uns versorgen und ihrerseits Kohlendioxid für die Pflanzen produzieren. Ein Kreislauf wäre geschlossen mit relativ „wenig“ Aufwand (in Anbetracht des technischen Standes der Menschheit zu diesem Zeitpunkt).

Hat der Mensch sich hier etabliert, stehen ihm so viele Ressourcen zur Verfügung, dass er sich aufmachen kann um den letzten Teil des Sonnensystem zu erkunden und zu kolonisieren.
Als nächstes wären die Saturnmonde an der Reihe, wobei bei Saturn das gleiche Prinzip wie beim Jupiter greifen würde, auch wenn das Sonnenlicht hier noch ein wenig dunkler wäre.

Die Monde von Uranus und Neptun könnten als Sprungbrett zum Rand des Sonnensystems dienen und sogar die Planeten selber als Ressource.

An Pluto vorbei würde der Mensch dann in den Kuipergürtel vordringen, wo er unerschöpfliche Mengen an Wasser und Ressourcen vorfinden wird, die vom Anfang des Sonnensystem noch übrig sind.
Ist der Mensch hier erst mal angelangt und kann er die Ressourcen des Sonnensystems voll nutzen, steht ihm der Weg frei, das Sonnensystem zu verlassen, auf der Suche nach einer Zweiten Erde.

Bis dahin werden aber sicher noch einige Jahrhunderte vergehen.

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