Inhalt, Impressum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Besuch im ESOC — Bernd Scharbert . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 Neues aus dem Verein — Bernd Scharbert . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 Neues aus Astronomie und Raumfahrt — Bernd Scharbert . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Mondenschein — Jan Wilhelm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Solar Sail – Setzt die Segel zu den Sternen! — Bernd Scharbert . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 Vorschau Mai / Juni 2002 — Alexander Schulze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Ein ungewöhnliches Sonnenfleckenmaximum — Yasmin A. Walter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 Veranstaltungen und Termine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Über das Titelbild In der letzten Ausgabe der Mitteilungen berichtete Yasmin Walter über den neu entdeckten Kometen Ikeya-Zhang. Inzwischen sind eine Reihe von beeindruckenden Aufahmen veröffentlicht worden. Unser Titelbild zeigt Ikeya-Zhang in direkter Nachbarschaft von M31 in der Andromeda. Die Aufnahme stammt von dem renomierten Wiener Amateur-Kometenjäger und Astrophotographen Michael Jäger, der 1999 anlässlich der Entdeckung des nach ihm benannten Kometen der erste Träger der VdS-Medaille wurde. Photographien Jägers und seines Kollegen Gerald Rhemann können Sie im Internet unter der Adresse http://www.astrostudio.at/ finden. An dieser Stelle möchte ich darauf hinweisen, dass die Mitteilungen in unserem Archiv im Internet (http://www.vsda.de/) diese Aufnahme im Original — in Farbe — zeigen. Die Bilddaten: Aufnahme mit einer Schmidtkamera 250/450mm auf Kodak Ektachrome 100. Belichtung 2x3min in Jauerling, Nordösterreich. 04.04.2002, 19:01–19:07 UT. Abdruck mit freundlicher Genehmigung des Bildautors. -phj Impressum Die Mitteilungen Volkssternwarte Darmstadt“ ” erscheinen alle zwei Monate im Eigenverlag des Vereins Volkssternwarte Darmstadt e.V. — Der Verkaufspreis ist durch den Mitgliedsbeitrag abgegolten. Namentlich gekennzeichnete Artikel geben nicht in jedem Fall die Meinung des Herausgebers wieder. Urheberrechte bei den Autoren. Geschäftsstelle / Redaktion: Am Blauen Stein 4, 64295 Darmstadt, Tel.: 06151-130900, Fax.: 06151130901. Vertrieb: Peter Lutz. Redaktionsltg.: Andreas Domenico. Layout, Satz: Philip Jander. Druck: 2 Digital Druck GmbH & Co KG, Landwehrstr. 58, 64293 Darmstadt. Auflage: 250. Volkssternwarte Darmstadt e.V.: Andreas Domenico (1. Vorsitzender), Bernd Scharbert (2. Vorsitzender), Paul Engels (Kasse), Philip Jander, Heinz Johann, Peter Lutz, Ulrich Metzner (Kasse), Ingo Rohlfs (Jugend), Yasmin A. Walter. Jahresbeitrag: 60 EUR bzw. 30 EUR (bei Ermäßigung). Konto: 588 040, Sparkasse Darmstadt (BLZ 508 501 50). Internet: http://www.vsda.de, email: [email protected] Mitteilungen Volkssternwarte Darmstadt Nr. 3/2002 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Aktuelles Besuch im ESOC Melden Sie sich jetzt an Am 07.06.2002, um 15:00 Uhr bekommen die Mitglieder der Volkssternwarte Darmstadt eine Führung im European Space Operation Center (ESOC) in Darmstadt. Leider sind keine Führungen am Wochenende möglich. Wir hoffen, daß möglichst vielen der Freitagstermin zusagt. Melden Sie sich bitte bis 25. Mai – unter Angabe von Vor- und Nachnamen – verbindlich bei mir an, da wir vor der Führung eine Teilnehmerliste ans ESOC geben müssen: Tel: 06151-75363, Fax: 06151-75365 EMail: [email protected] Bringen Sie bitte einen gültigen Personalausweis oder Reisepass mit. Rucksäcke und große Taschen dürfen aus Sicherheitsgründen nicht mitgenommen werden. Wir Treffen uns am genannten Termin an der Pforte des ESOC, Robert-Bosch-Str 5. Falls Sie Fragen haben, rufen Sie mich bitte an. Bernd Scharbert Neues aus dem Verein von Bernd Scharbert Liebe Mitglieder der Volkssternwarte Darmstadt! Im Folgenden möchte ich Sie über einen neuen Service der VSD informieren und eine Bitte äußern, um die Veranstaltungen der Sternwarte einem größeren Interessentenkreis zugänglich zu machen. Die Mailingliste Wie erfährt man als Mitglied der Volkssternwarte Darmstadt das Neueste aus Astronomie, Raumfahrt und natürlich aus dem Verein? Über eine Mailingliste! Den Segnungen der modernen Kommunikationsmittel sei Dank für diesen schnellen Weg der Informationsverbreitung. Der Nachteil ist natürlich, dass Sie einen Computer mit eMailZugang benötigen. Ist diese Voraussetzung erfüllt, gibt es kaum einen effizienteren Weg Informationen zu verteilen, bzw. zu erhalten. Was bringt mir das? Haben Sie schon wieder den letzten hellen Kometen verpennt? Oder die letzte Feier auf der Sternwarte? Oder den letzten Vortrag? Oder haben Sie in der letzten klaren Nacht etwa in die viereckige Röhre geschaut statt und die runde? Das ist jetzt vorbei! Durch die Mailingliste werden Sie zeitnah informiert über o Öffentliche Sternführungen (wir werden in Zukunft ca. einmal pro Monat bei klarem Himmel eine Sternführung mit erfahrenen Beobachtern anbieten) Mitteilungen Volkssternwarte Darmstadt Nr. 3/2002 o o o o o o o o o o Aktuelle astronomische Ereignisse Vorträge Seminare Feiern Filmabende Touren, Ausflüge Infos der Arbeitsgruppen Aktuelles aus Raumfahrt Aktuelle Entdeckungen aus Astronomie Kurzfristiges Wie funktioniert das? Sie schicken eine Mail an [email protected]“ ” und schreiben in den Betreff subscribe“ (ohne die ” Anführungszeichen). Schon sind Sie in die Mailingliste aufgenommen und erhalten regelmäßig die neuesten Informationen. Zum Abmelden schicken Sie eine Mail an die gleich Adresse mit dem Betreff unsubscribe“ Und das kostet für Mitglieder ” der VSD keinen einzigen Sterntaler. Was gibt es noch wichtiges? Ein paar Dinge: Wer die Möglichkeit hat, Informationsmaterial über die Sternwarte und die dort stattfindenden Vorträge auszulegen, aufzuhängen oder sonst irgendwie unters Volk zu bringen, möge sich bei mir melden (06151-75363 oder [email protected]). Hier sind verschiedene Wege denkbar: Schwarze Bretter im Betrieb, der Schule, der TU oder FH. Oder Auslagen in Schule, Uni, Geschäften oder ähnlichen Stellen. ¦ 3 Astro-News . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Neues aus Astronomie und Raumfahrt von Bernd Scharbert Wegen einer falschen Vorgabe im Computerprogramm wurde die Farbe des Universums falsch berechnet (siehe in den letzten Mitteilungen). Die Definition für absolutes Weiß – welches Menschen als bläulich erscheint – war im Programm nicht korrekt gewesen. Das Universum ist somit nicht türkisfarben, sondern beige. Mal sehen, welche Farbe es nächste Woche hat. . . [1] Unser Sonnensystem ist von einem Gürtel aus Staub umgeben. Wissenschaftler haben Daten der Raumsonden Pioneer 10 und Pioneer 11 ausgewertet. Diese Sonden hatten erstmals Staub außerhalb der Saturnbahn nachgewiesen. Mit Hilfe von Daten der Raumsonde Ulysses, die unsere Sonne beobachtet, konnte nun sichergestellt werden, daß dieser Staub aus dem Sonnensystem selbst stammt und nicht aus dem interstellaren Raum. Diese Staubpartikel sind hundertmal kleiner. Mit Hilfe von Computersimulationen konnte festgestellt werden, daß der Staub von den Eisbrocken des Kuiper-Gürtels stammt, des zweiten Asteroi” dengürtels“, jenseits der Neptunbahn. Dessen Objekte kollidieren miteinander und setzen so ca. 50 Tonnen Staub pro Sekunde frei, der sich dann im äußeren Sonnensystem verteilt. Die Entdeckung ist deswegen so aufregend, weil bei fernen Sternen nach derartigen Staubscheiben gesucht werden kann. Ist der Stern nicht mehr jung – und der Staub ist somit kein Überrest der Entstehung des Sterns –, muß der Staub ständig neu erzeugt werden. Und das ist ein Hinweis auf Planeten die den Stern umkreisen. [2] Die Galaxie MCM 6A ist die am weitesten entfernte Galaxie, die bislang beobachtet wurde. Ihr Licht wird durch eine Gravitationslinse verstärkt und konnte so ausgewertet werden. Die Galaxie ist 15,5 Milliarden Lichtjahre entfernt und erlaubt somit einen Blick auf das Universum, als es ca. 800 Millionen Jahre jung war. [3] Am 8. März 2002 flog ein 50 bis 100 Meter großer Asteriod in nur 450.000 Kilometer Entfernung an der Erde vorbei. Das Objekt war erst einige Tage später bemerkt worden, weil es sich aus Richtung der Sonne näherte und somit nicht beobachtet werden konnte. Mit seiner Größe kommt es nicht in die Liste der potentiell gefährlichen Objekte, obwohl es größer ist als das Objekt, welche 1908 in 4 Sibirien 2000 Quadratkilometer Wald umlegte. Die Wahrscheinlichkeit einer Kollision beträgt nach ersten Schätzungen 1 zu 6 Millionen bis zu 1 zu 1 Milliarde. Wahrscheinlich eher weniger. [4] Vom Auslöschen des Lebens zu dessen Förderung: Im Jahre 2003 wird die Raumsonde Rosetta auf den Weg zum Kometen Wirtanen geschickt. Diesen wird sie im Jahre 2011 erreichen und einen Lander auf dessen Kern absetzen. Vor Ort soll dann geklärt werden, ob Kometen tatsächlich das Leben – in Form von komplexer organischer Materie – auf die Erde brachten. Nach optimistischen Schätzungen besteht ein Kometenkern bis zu 30 Prozent aus organischem Material. Einfache organische Verbindungen – darunter auch Grundbausteine des Lebens – sind im All schon nachgewiesen worden. Komplexere Strukturen sollen nun direkt auf dem Kometenkern aufgespürt werden. [5] Seit 1967 werden von Satelliten sogenannte Gamma-Ray Bursts beobachtet. Nach wie vor weiß man über diese extrem starken Gammastrahlen-Ausbrüche sehr wenig, außer daß in sehr kurzer Zeit Millionen mal mehr Gammastrahlung freigesetzt wird, als es eine ganze Galaxie vermag. Im Dezember 2001 gab es einen extrem langen Gammastrahlen-Ausbruch, der 270 Sekunden dauerte. Wenige Stunden später schaute das Röntgen-Teleskop XMM-Newton“ der ESA – das ” zur Zeit leistungsfähigste Gerät seiner Art – auf diese Stelle am Himmel, um Daten der Röntgenstrahlung zu sammeln. Es zeigte sich, daß sich Materie mit mehr als 10 Prozent der Lichtgeschwindigkeit auf die Erde zubewegt – freilich Millionen Lichtjahre entfernt. Die chemische Analyse ergab ferner, daß es sich um Materie aus einer Supernovaexplosion handelt. Auch wenn noch immer nicht klar ist, woher die enorme Enegie stammt, zumindest gibt es einen ersten Anhaltspunkt, welches Ereignis verantwortlich ist. Wenigstens für den Ausbruch am 11.12.01. [6] Literatur: [1] [2] [3] [4] [5] [6] www.wissenschaft-online.de vom 08.03.02 www.astronews.com vom 18.02.02 E. Hu et al 2002 Astrophys. J. Lett. 568 L75 www.wissenschaft.de vom 08.03.02 www.wissenschaft-online.de vom 28.03.02 ESA Press-Release 04.04.02 Mitteilungen Volkssternwarte Darmstadt Nr. 3/2002 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Beobachtungsberichte Mondenschein Planetenmonde mit der Webcam fotografiert von Jan Wilhelm Abb. 1: Vollmond am 29.1.2002; Aufnahmedaten siehe Text. In letzter Zeit habe ich verschiedene Aufnahmeversuche von Monden des Sonnensystems mit einer Webcam (Logitech Quickcam Pro 3000 ) gemacht. Ein Experiment war dabei das Erstellen eines Mosaiks des kompletten Vollmondes am 29.1.2002 (Abb. 1). Die insgesamt 25 Bilder wurden mit einem 80/910-mm-Refraktor als Fokalaufnahmen ge- Mitteilungen Volkssternwarte Darmstadt Nr. 3/2002 macht. Die Belichtungszeit betrug 1/300 s und es wurde jeweils eine 2-minütige AVI-Sequenz aufgenommen. Von den so gewonnenen circa 3.600 Aufnahmen wurden die besten 3 % mit Giotto bei zweifacher Auflösung addiert. Das Mosaik wurde mit Micrografx Picture Publisher 8 von Hand zusammengesetzt und der Kontrast korrigiert. Mit Co- 5 Beobachtungsberichte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . rel Photopaint 6 wurde abschließend leicht unscharf maskiert. Kraterfeld um Clavius und Tycho zeigt (Abb. 2). Diesmal kam ein C8 zum Einsatz, dessen Brennweite mit einer Barlow-Linse verdoppelt wurde (21.2.2002, circa 19:40 MEZ). Abb. 3: Jupiter mit den Galileischen Monden; Aufnahmedaten siehe Text. Abb. 2: Mondkrater Clavius und Tycho; Aufnahmedaten siehe Text. Auf die gleiche Weise wurde auch ein detailreiches Mosaik aus nur zwei Bildern gewonnen, daß das Außerdem hat es mich interessiert, welche Monde mit der Webcam noch erreichbar sind. Beim Jupitersystem waren die vier hellsten Monde wie zu erwarten kein Problem. Die Aufnahme (Abb. 3) zeigt die Monde Kallisto, Ganymed, Europa und Io und den Planeten Jupiter (von links nach rechts) am 3.11.2001 um 1:50 MEZ mit einem Dreizöller. Von 562 Bildern wurden die besten 15 % gemittelt, wobei aufgrund der kurzen Belichtungszeit kein Dunkelstrombild nötig war. Abb. 4: Saturn und Monde mit Refraktor 80/910 mm; Aufnahmedaten siehe Text. 6 Mitteilungen Volkssternwarte Darmstadt Nr. 3/2002 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Beobachtungsberichte Beim Saturnsystem habe ich aufgrund der großen Helligkeitsunterschiede eine Fotomontage aus einem richtig belichteten Saturnbild und einem der Saturnmonde erstellt. Das ist vielleicht nicht ganz legitim, aber es ging mir nicht um eine wissenschaftlich verwertbare, sondern um eine mehr oder weniger ästhetische Aufnahme. Außerdem wollte ich die Reichweite der Webcam an zwei verschiedenen Teleskopen testen. Am 20.12.2001 um ca. 18:40 MEZ entstanden Aufnahmen mit einem 80/910-mm-Refraktor. Von links nach rechts sind die Saturnmonde Titan (8,m1), Japetus (10,m9), Dione (10,m2), Rhea (9,m5) und Tethys (10,m0) zu sehen. Für die Saturnaufnahme wurden die besten 9 Prozent von 3632 Bildern mit Giotto gemittelt, unter Berücksichtigung von Dunkelbild und Flatfield. Es wurde leicht unscharf maskiert und der Kontrast angepaßt. Für die Saturnmonde wurde die von der Logitech-Software maximal mögliche Belichtungszeit (0,2 Sekunden), Empfindlichkeit und Helligkeit eingestellt und 3701 Bilder gewonnen. Auch hier wurde das Dunkelbild (gemittelt aus 2550 Bildern) und das Flatfield in die Bildverarbeitung mit Giotto einbezogen. Unter Verwendung der besten 20 Prozent der Bilder konnten die Monde Titan, Rhea, Tethys und Dione mit halbwegs sanfter“ anschlie” ßender Bildbearbeitung dargestellt werden. Bei Verwendung von 90 Prozent der Bilderserie konnte das Rauschen soweit zurückgedrängt werden, daß auch Japetus mit extremer Bildbearbeitung aus dem Rauschen isoliert werden konnte. Dafür wurde das Bild in die RGB-Kanäle zerlegt und der G-Kanal, in dem Japetus am hellsten war, als s/w-Bild verarbeitet. In dieses Bild wurde nun mit Micrografx Picture Publisher 8 an die Stelle des hoffnungslos überstrahlten Saturns die richtig belichtete Saturnaufnahme mittig eingefügt und der verbliebene weiße Lichtsaum dem dunklen Hintergrund angepaßt. Gegenüber bisherigen Versuchen ohne Dunkelstrombild und Flatfield, sowie Serien von nur einigen hundert Bildern, wurde mit diesem Vorgehen die Grenzgröße um circa 1,m5 erhöht und neben Titan und Rhea drei weitere Saturnmonde zugänglich. Mitteilungen Volkssternwarte Darmstadt Nr. 3/2002 Abb. 5: Saturn und Monde mit C8; Aufnahmedaten siehe Text. Bei der Kombination der Webcam mit einem C8 (Fokalaufnahme) wurde am 24.12.2002, circa 0:25 MEZ, analog vorgegangen, so daß ich auf die Bildbearbeitung hier nicht weiter eingehe. Wie erwartet sind mit dem größeren Teleskop mehr Saturnmonde zugänglich, - sieben auf einen Streich. Von links nach rechts (Helligkeiten in Klammern): Rhea (9,m4), Titan (8,m1), Tethys (10,m0), Mimas (12,m7), Saturn, Japetus (11,m0), Enceladus (11,m5) und Dione (10,m2). Hyperion (14m ) war leider zu lichtschwach. Auch hier handelt es sich um eine Fotomontage aus je einem gemittelten Bild des Saturns und seiner Monde. Jetzt träume ich davon irgendwann bei besonders guten Beobachtungsbedingungen und mit wachsender Erfahrung Hyperion abzulichten. Auch Jupitermond-Ereignisse stellen ein interessantes Ziel dar. Außerdem möchte ich ein Mosaik des Halbmondes mit 2000 mm Brennweite erstellen. Bei letzterem dürfte die größte Herausforderung in der vollständigen Erfassung des Mondes, der großen Zahl von Bildausschnitten und der daraus resultierenden langen Rechenzeit sowie den Schwierigkeiten bei der Mosaikerstellung liegen. ¦ 7 Raumfahrt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Solar Sail – Setzt die Segel zu den Sternen! von Bernd Scharbert Ich erinnere mich an einen Science Fiction Film Ende der 70er, den ich mir nicht angesehen habe, weil ich schon die Werbung völlig bescheuert fand. Statt realitätsnah mit schlanken, wendigen Flitzern oder gewaltigen Warp-getriebenen Raumschiffen, wurde das Weltall mit Segelschiffen erobert. Hißt ” die Segel, Männer! Bewegt euch, ihr faules Pack oder ich lasse euch Kiel holen“, hätte wohl der Einbeinige mit Augenbinde von der Brücke gebrüllt, sich im stürmischen Sonnenwind an das Steuerrad klammernd. Und im Vakuum kielgeholt zu werden ist sicherlich noch eine Nummer härter als der klassische Vorgang in Hai-verseuchten Gewässern. Aber auch ich werde nicht nur älter, sondern manchmal auch ein bißchen schlauer. Und so muß ich mittlerweile zugeben, daß mein Urteil seinerzeit doch etwas voreilig war: Schon in den zwanziger Jahren des letzten Jahrhunderts gab es Ideen, sich mit Hilfe von Segeln im Sonnensystem und darüber 8 hinaus zu bewegen. Die Raketenpioniere Hermann Obert und Konstantin Ziolkowski waren auch auf diesem Gebiet die Vordenker. Seit einigen Jahren gibt es bei verschiedenen Organisationen Studien zu diesem Thema, die auch teilweise zu Tests von Flughardware führten. An ambitioniertesten ist wohl der Versuch der Planetary Society, die einen flugfähigen Satelliten mit Sonnensegeln als Antrieb starten möchte. Der erste Versuch schlug letztes Jahr im Juli allerdings fehl. Nicht der Satellit, sondern der Computer der russischen Trägerrakete versagte, als er das Kommando zum Abtrennen des Satelliten von der Oberstufe geben sollte. Interessant und deswegen am Rande bemerkt sei die Tatsache, daß der Satellit von einem russischen Atom-U-Boot gestartet wurde. Die Trägerrakete war eine Volna-Rakete, die vor wenigen Jahren unter dem Namen SS-N-18 mit Atomsprengköpfen Mitteilungen Volkssternwarte Darmstadt Nr. 3/2002 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Raumfahrt bestückt auf Ziele in den USA ausgerichtet war. Wie funktioniert das Sonnensegeln? Hört man von Segeln, Wind und der Sonne, denkt man wahrscheinlich schnell an den Sonnenwind. Jenen Partikelstrom, den unser Zentralgestirn ins All bläst und der sich dort zu einem spiralförmigen Gebilde aufwickelt. Der ist allerdings nicht der Antrieb für ein Sonnensegel. Sonnensegel werden vom Licht selbst angetrieben! Das zu glauben fällt vielleicht schwer, denn wenn Sie eine Taschenlampe einschalten, fliegt die Ihnen auch nicht aus der Hand und entschwebt ins All. Trotzdem, der Druck der Sonnenstrahlung ist ca. 1000mal stärker als der des Sonnenwinds. In Erdnähe beträgt dieser Druck 9 N/km2 (ja, Quadratkilometer!). Das entspricht in etwa der Kraft mit der Ihre Handfläche nach unten gedrückt wird, wenn ein winziger Wassertropfen aus einem Wasserzerstäuber darauf liegt. Das ist nicht allzu viel, weshalb es dann auch gewisse Limitationen für das Segeln im All ergeben: Der Satellit darf nicht zu schwer sein und das Segel muß schon eine ordentliche Größe haben, z.B. 125 auf 125 Meter für einen Satelliten von 125 kg Gewicht. Das Segel selbst würde dann ca. 110 kg wiegen. Auch wenn die einwirkende Kraft nicht übermäßig groß ist, so hat sie doch Vorteile: Sie ist ständig verfügbar und es muß kein Treibstoff mit der Raumsonde transportiert werden. Zur Zeit besteht ein guter Teil einer Raumsondenmasse aus Treibstoff. Wovon wiederum ein guter Teil nur dazu benötigt wird, den Treibstoff selbst durchs All zu transportieren und nicht die Raumsonde. Der Treibstoff einer Raumsonde mit Sonnensegel kommt von der Sonne. Und das kontinuierlich. Somit reicht auch die geringe Kraft der Lichtpartikel (Photonen) aus, die Raumsonde langsam aber stetig zu beschleunigen. Durch den Aufschlag“ ei” nes Photons auf der Folie wird die Raumsonde beschleunigt. Dadurch daß die Photonen von der spiegelnden Folie reflektiert werden — sich das Photon wieder von der Folie abstößt“ — beschleunigt das ” Photon das Segel gleich doppelt. So können — je nach Masse des Segels — Beschleunigungen von 0,5 bis 1 mm/s2 erreicht werden. Nun ist es technisch nicht ganz so trivial, ein Gebilde von der doppelten Größe eines Fußballfeldes im All zu entfalten und mit Hilfe eines Mitteilungen Volkssternwarte Darmstadt Nr. 3/2002 Kühlschrank-großen Gerätes auszurichten. Schließlich besteht das Gebilde aus einer dünnen Folie, die nur 5 tausendstel Millimeter dick ist. Eine dünne Folie ist wichtig, da die Folie dann auch wenig wiegt. Für den Cosmos 1-Satelliten wird Aluminium-verstärkte Mylar-Folie verwendet. Mittlerweile sind jedoch auf Kohlenstofffasern basierende Folien verfügbar, die dicker und damit stabiler sind und trotzdem nicht mehr wiegen [1]. Hinzu kommt natürlich noch das Gewicht der Masten, die das Segel aufspannen. Die DLR hat 1999 am Erdboden einen erfolgreichen Versuch zur Entfaltung eines Segels (eigentlich sind es vier zusammenhängende Segel) von 20 auf 20 Meter unternommen. Die Entfaltung der DLR Wie halten wir den Kurs? Mit einem Sonnensegel kann man nicht vom Erdboden aus starten, es kann erst im All entfaltet werden. Somit muß eine Raumsonde mit Sonnensegel mit einer ganz gewöhnlichen Rakete gestartet werden. In der Regel wird die Raumsonde mit einem chemischen Antrieb aus der Erdumlaufbahn hinausgeschossen. Dann wird das Segel entfaltet. Und dann? Wie gelangt man zu den Planeten? Jeder Planet, der die Sonne umkreist, hat eine für seine Sonnenentfernung typische Bahngeschwindigkeit. Wird diese vergrößert, fliegt der Planet von der Sonne weg, wird sie verringert, fliegt der Planet näher an die Sonne heran. Für einen Sonnensegler bedeutet das: Wird das Segel so ausgerichtet, daß die Photonen die Raumsonde beschleunigen, fliegt diese von der Sonne weg, wird das Segel zum bremsender Raumsonde benutzt, fliegt diese in Richtung Sonne. 9 Raumfahrt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . zu erhalten, um das Sonnensystem zu verlassen. Doch auch mit diesem Umweg könnten die Randbereiche des Sonnensystems schneller erreicht werden als mit chemischen Antrieben. Welche Projekte laufen? Geplant wird eine Menge. In Europa ist die DLR führend, was zu gemeinsamen Studien mit der ESA führte und bislang im erfolgreichen Versuch der Entfaltung eines Sonnensegels auf dem Erdboden gipfelte. Eine Sonde zum Merkus war geplant. Auch die NASA hat Studien zu Sonnensegeln durchgeführt. Ein teilweise privat finanziertes Projekt Navigieren mit dem Sonnensegel: In der linken Zeichnung treffen die Photonen entgegen der Flugrichtung auf die Raumsonde. Diese wird gebremst und nähert sich der Sonne. Rechts ist das Segel so ausgerichtet, daß die Photonen die Raumsonde beschleunigen, wodurch diese sich von der Sonne entfernt. Auch wenn die Beschleunigung im Vergleich zu chemischen Antrieben mickrig ist, auf die Dauer kann so ein Sonnensegler doch eine hohe Geschwindigkeit erreichen. Ein Flug zum Pluto bzw. zum Kuiper-Gürtel z.B. wäre schneller als mit einer konventionellen Raumsonde zu bewerkstelligen. Leichtes Material für die Segel vorausgesetzt. Und was keine konventionelle Raumsonde kann, auch keine mit Ionenantrieb: Es wäre möglich, zwischen den Planten hin- und herzufliegen, Kometen anzusteuern — zu fliegen bis die Elektronik oder Mechanik versagt. Treibstoff gibt es genug. Allerdings nimmt die Beschleunigung ab, je weiter sich die Raumsonde von der Erde entfernt. Schließlich verteilen sich die Photonen der Sonnen in größerer Entfernung auf eine größere Fläche. Diesem negativen Umstand will man mit gewaltigen Lasern lösen. Zumindest dann, wenn man weit hinaus will und das in kurzer Zeit. Diese solargetriebenen Laser sollen auf die Segel feuern und so der Raumsonde zu derart hohen Geschwindigkeiten verhelfen, daß diese sogar das Sonnensystem verlassen kann und zum nächsten Fixstern segeln kann. Ohne Laser müßte man zweimal an der Sonne vorbeifliegen um eine genügend hohe Geschwindigkeit 10 stellt Team-Encounter“ dar. Hier können auch Sie ” mitmachen [3]! Eine Raumsonde soll als Huckepacklast einer Ariane 5 ins All gebracht werden. Ein chemischer Antrieb wird sie aus dem Erdorbit schießen und ein 75 Meter großes Segel wird entfaltet. Die Nutzlast besteht aus menschlicher DNA — na, wollen Sie auch ihre DNA auch auf die Reise schicken? — und Musikstücken, persönlichen Notizen, und ähnlichen Dingen von wissenschaftlicher Irrelevanz. Irgendwann findet vielleicht ein fremde Spezies diese Raumsonde, die in ca. 100.000 Jahren den nächsten Stern erreichen könnte. Team-Encounter vor dem Entfalten des Segels Das zur Zeit am weitesten fortgeschrittene Projekt stellt Cosmos 1“ der Planetary Society dar. ” Cosmos 1 Die Planetary Society wurde 1980 von Carl Sagan, Bruce Murray und Louis Friedman mit dem Ziel gegründet, die Erforschung des Sonnensystems voranzutreiben und nach außerirdischem Leben zu suchen. Die Planetary Society hat ca. 100.000 Mitglieder auf der ganzen Erde. Die Gesellschaft finanziert sich durch Mitgliedsbeiträge und Spenden und Mitteilungen Volkssternwarte Darmstadt Nr. 3/2002 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Raumfahrt ist eine private Vereinigung, der auch Sie beitreten können [4]. Gemeinsam mit Cosmos-Studios und A&E wird das Projekt Cosmos 1“ finanziert. ” Cosmos Studios ist eine Gesellschaft die sich zur Aufgabe gemacht hat, bis zum Jahr 2005 eine Milliarde Menschen durch Internet, Filme (u.a. Carl Sagans Cosmos“) und Publikationen für die Na” turwissenschaft zu begeistern. Chefin der Gesellschaft ist Ann Druyan, die Frau des verstorbenen Carl Sagan. Auch A&E unterstützt durch Fernsehsendungen, Magazine, etc. die Weiterbildung der Bevölkerung. Gebaut wird Cosmos 1“ im Babakin Space Cen” ter. Hier wurden zum Beispiel auch die Lunachods, mit denen die damalige Sowjetunion Mondproben zur Erde holte, gebaut. Die Hardware selbst kommt zum Teil aus den USA und Europa. ler wie eine große 20 Meter durchmessende Scheibe aus. Werden die Segel aus der Sonne gedreht, sieht Cosmos 1“ aus Sicht der Sonne in etwa wie ein ” Regenschirm ohne Bespannung aus. Auf diese Art kann gesteuert werden, wieviel Beschleunigung der Satellit erfahren soll. Cosmos 1 Sollte der Start diesmal gelingen, wird die primäre Aufgabe technologischer Natur sein. Funktioniert das Entfalten der Segel, wie kann der Sonnensegler kontrolliert werden? An Bord werden auch zwei Kameras sein und ein Instrument, welches den Ionenfluß in der Nähe des Satelliten mißt. Die Missionsdauer ist für drei bis vier Wochen, wenn es der Satellit zuläßt vielleicht auch länger, geplant. In dieser Zeit soll auch versucht werden, Cosmos ” 1“ mit einem erdgebundenen Laser zu beschleunigen. Cosmos 1 Testkörper mit zwei Sonnensegeln Ein erster suborbitaler Testflug, mit dem das Entfalten der Segel getestet werden sollte, scheiterte letzten Juli. Nun soll im Herbst ein Sonnensegler in die Erdumlaufbahn gestartet werden. Dieser wird acht Segel mit einer Länge von ca. 10 Metern haben und nur 40 kg wiegen. Obwohl Cosmos 1“ nur ” ein kleiner Lichtpunkt am Himmel sein wird, wird dieser so hell wie der Vollmond leuchten. Die einzelnen Segel können gedreht werden. So ist es möglich, die Segel so auszurichten, daß sie viel Sonnenlicht reflektieren oder wenig. Werden die Segel in die Sonne gedreht, so sieht der Sonnenseg- Mitteilungen Volkssternwarte Darmstadt Nr. 3/2002 Carl Sagan dachte bei Sonnenseglern natürlich nicht nur an die Erforschung unseres Sonnensystems. Er dachte weiter: Wir haben uns lange ge” nug an den Küsten des kosmischen Ozeans aufgehalten. Wir sind endlich bereit die Segel zu den Sternen zu setzen.“ Wir werden Sie auf dem laufenden halten. Literatur: [1] http://www.space.com/businesstechnology/ technology/carbonsail 000302.html [2] http://solarsystem.dlr.de/MT/solarsail/ news4.shtml [3] http://www.teamencounter.com/index static.html [4] http://www.planetary.org/solarsail/ [5] http://www.bernd-leitenberger.de/ zukuenftige antriebe.html 11 Astronomischer Kalender . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Vorschau Mai / Juni 2002 von Alexander Schulze Alle Zeitangaben für ortsabhängige Ereignisse beziehen sich auf Darmstadt, 49◦ 50’ N, 08◦ 40’ O. Alle Zeitangaben erfolgen in Ortszeit (CEST/MESZ). Sonne Die Sonne befindet sich zu Anfang Mai im Sternbild Widder. Unser Zentralgestirn wechselt am 14. Mai in das Sternbild Stier, das sie dann am 21. Juni wiederum in Richtung Zwillinge verlassen wird. Zu Anfang Mai hat die Sonne eine Deklination von 14◦ 55’23”, zu Anfang Juni beträgt sie 21◦ 59’01”. Ihre nach Norden gerichtete Bahn wird zunehmend flacher, bis am 21. Juni gegen 15:53 ein Maximum der Deklination von 23◦ 26’20.5” erreicht wird. Dieser Zeitpunkt markiert den längsten Tag auf der Nordhalbkugel; von nun an werden die Tage wieder allmählich kürzer. Aus astronomischer Sicht ist der Frühling nun zu Ende, und die Jahreszeit des Sommers hat begonnen. Am ersten Juli beträgt die Deklination 23◦ 08’24”. 12 Die Sommersonnenwende mit ihrem Deklinationsmaximum der Sonne bedeutet für den Astronomen eine starke Einschränkung der Beobachtungsmöglichkeiten. Die astronomische Nachtlänge reduziert sich im Juni auf Null; Beobachtungen können also nur während der Dämmerung durchgeführt werden. Die Sonne wird in der Nacht vom 21. zum 22. Juni sogar nicht mehr als 16,◦46 unter den Horizont sinken (die Dämmerungsdaten aus Tabelle 1a beziehen sich auf einen Sonnenstand von 18◦ unter dem Horizont). In den Morgenstunden (unserer Zeitzone) des 11. Juni findet im Pazifik eine ringförmige Sonnenfinsternis statt. Der Kernschatten berührt die Erde kurz vor Mitternacht zwischen den Philippinen und Neuguinea und läuft dann in einer Bahn über den Pazifik, um dann gegen 03:30 unserer Zeit kurz vor der mexikanischen Pazifikküste die Erde wieder zu verlassen. Mitteilungen Volkssternwarte Darmstadt Nr. 3/2002 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Astronomischer Kalender Die Erdentfernung der Sonne beträgt am ersten Mai 1,0074 AU, am ersten Juni 1,0139 AU und am ersten Juli 1,0166 AU. Ein Maximum ist am Morgen des 06. Juli zu erwarten. Datum 01.05. 15.05. 01.06. 15.06. 01.07. Aufgang 06:05 05:43 05:24 05:19 05:23 Untergang 20:41 21:02 21:22 21:33 21:35 Tag 14:36 15:19 15:58 16:14 16:11 Nacht 09:24 08:41 08:02 07:46 07:49 Am 23. Mai beginnt gegen 14:58 die Sonnenrotation Nr. 1990 und am 19. Juni gegen 19:49 die Sonnenrotation Nr. 1991. Dämm. Beginn 23:02 23:46 –:– –:– –:– Dämm. Ende 03:45 03:01 –:– –:– –:– Astron. Nachtl. 04:44 03:15 00:00 00:00 00:00 Tabelle 1a: Dämmerungsdaten, Tag- und Nachtlänge In Tabelle 1b sind Daten zur Sonnenbeobachtung aufgeführt. Sie werden für jeden Sonntag im Vorschauzeitraum angegeben und gelten für 12 Uhr Ortszeit. R ist der Durchmesser der Sonnenscheibe, P beschreibt die seitliche Neigung der Sonnenachse. Datum 05.05. 12.05. 19.05. 26.05. R 15’51,”5 15’49,”9 15’48,”5 15’47,”3 P −23,◦34 −21,◦72 −19,◦77 −17,◦51 B −3,◦73 −2,◦97 −2,◦18 −1,◦35 L 239,◦68 147,◦13 54,◦55 321,◦94 B beschreibt die heliographische Breite, L die heliographische Länge der Sonnenmitte. R dient dem Sonnenbeobachter zur Auswahl der richtigen Kegelblende, P , B und L zur Anfertigung eines Gitternetzes der Sonnenoberfläche. Datum 02.06. 09.06. 16.06. 23.06. 30.06. R 15’46,”2 15’45,”4 15’44,”7 15’44,”3 15’44,”0 P −14,◦98 −12,◦23 −9,◦28 −6,◦20 −3,◦05 B −0,◦52 +0,◦33 +1,◦17 +1,◦99 +2,◦79 L 229,◦31 136,◦67 44,◦02 311,◦36 218,◦70 Tabelle 1b: Beobachtungsdaten Sonne Mond In den Tabellen 2a und 2b sind die Monddaten für Mai und Juni zusammengestellt. Datum 04.05. 07.05. 12.05. 19.05. 23.05. 26.05. Zeit 09:35 21:14 13:11 21:26 17:32 14:04 Ereignis letzt. Viert. Apogäum Neumond erst. Viert. Perigäum Vollmond 03.06. 04.06. 11.06. 18.06. 19.06. 24.06. 02:25 14:57 01:45 02:14 09:30 23:28 letzt. Viert. Apogäum Neumond erst. Viert. Perigäum Vollmond (Aufgang 03:28) (405,483 km) (Unterg. 02:46) (364,984 km) (21◦ 31’ Transithöhe um 00:54) (Aufgang 02:41) (404,522 km) (Unterg. 02:05) (369,309 km) (16◦ 01’ Transithöhe um 00:35) Tabelle 2a: Astronomische Daten Mond (Mondbahn und Phasen) Mitteilungen Volkssternwarte Darmstadt Nr. 3/2002 Datum 01.05. 07.05. 08.05. 14.05. 16.05. 21.05. 23.05. 27.05. 29.05. 03.06. 05.06. 10.06. 11.06. 17.06. 18.06. 23.06. 25.06. 30.06. Zeit 10:04 07:22 15:52 16:29 11:31 06:40 07:27 11:10 10:05 13:32 01:59 22:50 19:59 11:29 23:28 19:34 21:10 20:34 Ereignis Max. Lib. in Länge (+6,◦7452) Max. Lib. in Breite (+6,◦79693) Nulldurchgang Lib. in Länge Nulldurchgang Lib. in Breite Min. Lib. in Länge (−5,◦84471) Min. Lib. in Breite (−6,◦74509) Nulldurchgang Lib. in Länge Nulldurchgang Lib. in Breite Max. Lib. in Länge (+5,◦72578) Max. Lib. in Breite (+6,◦88) Nulldurchgang Lib. in Länge Nulldurchgang Lib. in Breite Min. Lib. in Länge (−5,◦1726) Min. Lib. in Breite (−6,◦7671) Nulldurchgang Lib. in Länge Nulldurchgang Lib. in Breite Max. Lib. in Länge (+4,◦93832) Max. Lib. in Breite (+6,◦84265) Tabelle 2b: Astronomische Daten Mond (Librationsdaten) 13 Astronomischer Kalender . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Merkur Merkur bleibt im Vorschauzeitraum im Sternbild Stier und beschreibt dort infolge einer Rückläufigkeit eine S-förmige Bahn. Er beginnt diese am ersten Mai aufsteigend mit einer Deklination von 14◦ 55’23”, erreicht am 09. Mai gegen 01:56 ein Deklinationsmaximum von 24◦ 00’53”, ist vom 16. Mai 06:45 (RA 4h 32m 28s ) bis 08. Juni 12:47 (RA 4h 00m 16s ) rückläufig, erreicht am 10. Juni gegen 12:49 ein Deklinationsminimum von 16◦ 23’41” und kann dann bis Mitte Juli seine Deklination nochmals steigern; am ersten Juli beträgt sie 21◦ 10’33”. Die Elongation Merkurs beträgt am ersten Mai +20,◦6 und steigert sich dann bis zum 04. Mai gegen 05:41 auf ein Maximum von +21,◦0. Am 27. Mai zieht Merkur dann um 09:09 im Abstand von 1,◦8 Venus Venus beginnt ihren Lauf über den Himmel zu Anfang des Vorschauzeitraumes im Sternbild Stier. Auf ihrer geradlinigen Bahn tritt sie am 20. Mai in das Sternbild Zwillinge, am 12. Juni in das Sternbild Krebs ein. Gegen Ende des Vorschauzeitraumes, am 29. Juni, wechselt sie dann weiter in den Löwen. Die Deklination der Venus beträgt zu Anfang Mai 22◦ 06’15”, erreicht am 23. Mai gegen 08:51 ein Maximum von 25◦ 00’49” und sinkt dann auf 24◦ 34’25” am ersten Juni und 16◦ 57’26” am ersten Juli. Datum 01.05. 15.05. 01.06. 15.06. 01.07. Aufgang 07:08 07:10 07:33 08:06 08:49 Untergang 23:10 23:43 00:04 00:03 23:44 unterhalb der Sonne vorbei (Merkur befindet sich zwischen Sonne und Erde). Am 01. Juni beträgt die Elongation −7,◦5, nimmt auf ein Minimum von −22,◦7 am 21. Juni gegen 16:30 ab und steigt bis Anfang Juli wieder auf −20,◦0 an. Der Erdabstand Merkurs beträgt Anfang Mai 0,9215 AU, sinkt dann auf ein Minimum von 0,5492 AU am 28. Mai gegen 01:55, steigt dann auf 0,5578 AU am ersten Juni und auf 1,0250 AU am ersten Juli. Das entgegengesetzte Verhalten findet man beim Sonnenabstand: Dieser beträgt am ersten Mai 0,3544 AU, steigt dann auf 0,4667 AU am 31. Mai gegen 13:10, um dann bis Anfang Juli wieder auf 0,3549 AU abzunehmen. Die Elongation der Venus steigt im Vorschauzeitraum stetig an, während die Erdentfernung kontinuierlich abnimmt. Venus erscheint uns damit immer größer am Himmel. Wie es aber für Venus charakteristisch ist, nimmt die Phase bei dieser Annäherung ab; der Planet erscheint immer sichelförmiger. Trotzdem kann Venus ihre Helligkeit noch etwas steigern. Der Abstand zur Sonne beträgt am ersten Mai 0,7190 AU, sinkt auf ein Minimum von 0,7184 AU am 17. Mai gegen 21:05 und steigt dann wieder auf 0,7188 AU am ersten Juni und auf 0,7217 AU am ersten Juli. Helligkeit −4,m0 −4,m0 −4,m0 −4,m1 −4,m1 Phase 90 86 82 77 72 Größe 11,”5 12,”1 13,”0 14,”0 15,”5 Elong. +25,◦9 +29,◦3 +33,◦3 +36,◦5 +39,◦8 Erdabst. 1,47 1,40 1,30 1,21 1,09 Tabelle 3: Astronomische Daten Venus Mars Mars befindet sich am ersten Mai im Sternbild Stier. Der rote Planet wechselt am 28. Mai weiter in die Zwillinge; hier wird er sich bis zum Ende des Vorschauzeitraumes aufhalten. Auch die nordwärts gerichtete Bewegung des Mars findet im vorliegenden Vorschauzeitraum ihr Ende: Die Deklination beträgt am ersten Mai 22◦ 59’35”, nimmt am 29. Mai gegen 22:34 ein Maximum von 24◦ 24’59” ein und nimmt dann bis zum ersten Juli 14 wieder auf 22◦ 45’14” ab. Sonnen- und Erdabstand kann Mars weiter steigern: der Abstand zu unserem Zentralgestirn beträgt zu Anfang Mai 1,5726 AU und steigt auf 1,6067 AU am ersten Juni bzw. auf 1,6335 AU am ersten Juli. Die Elongation nimmt weiter ab; Mars läuft auf seine Konjunktionsstellung zu, die am 11. August erreicht wird. Mitteilungen Volkssternwarte Darmstadt Nr. 3/2002 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Astronomischer Kalender Datum 01.05. 15.05. 01.06. 15.06. 01.07. Aufgang 07:25 07:04 06:44 06:31 06:22 Untergang 23:35 23:27 23:12 22:54 22:27 Helligkeit +1,m7 +1,m8 +1,m9 +1,m9 +2,m0 Phase 97 98 99 99 100 Größe 4,”0 3,”9 3,”7 3,”7 3,”6 Elong. +31,◦3 +27,◦1 +22,◦0 +17,◦8 +12,◦9 Erdabst. 2,34 2,42 2,50 2,56 2,61 Tabelle 4: Astronomische Daten Mars Jupiter Jupiter befindet sich weiterhin während des gesamten Vorschauzeitraumes im Sternbild Zwillinge; erst gegen Ende Juli wird er dieses verlassen und in den Krebs wechseln. Nach seinem Deklinationsmaximum, das er Mitte März durchlief, bewegt sich der größte Planet des Sonnensystems wieder in Richtung Südsternhimmel; seine Deklination sinkt von 23◦ 12’10” am ersten Mai auf 22◦ 39’43” am ersten Juni und schließlich auf 21◦ 46’39” am ersten Juli. Jupiters Erd- und Sonnenabstand steigen an, während sich die Elongation des Planeten verringert (am 20. Juli erreicht der Planet seine diesjähriDatum 01.05. 15.05. 01.06. 15.06. 01.07. Aufgang 09:31 08:47 07:57 07:16 06:31 Untergang 01:44 00:58 00:03 23:15 22:23 ge Konjunktionsstellung). Der Sonnenabstand beträgt zu Anfang Mai 5,2151 AU und erhöht sich auf 5,2265 AU am ersten Juni und schließlich 5,2375 AU am ersten Juli. Helligkeit und Größe nehmen weiter ab, und auch wegen der sich weiterhin verschlechternden Beobachtungszeiten wird Jupiter wohl in nächster Zeit kein allzu gutes Beobachtungsobjekt mehr abgeben. Man kann sich aber mit der Tatsache trösten, daß sich Anfang Februar nächsten Jahres (zur nächsten Oppositionsstellung, bei einer erheblich längeren Nacht und einer günstigeren Lage der Ekliptik) wieder bessere Beobachtungsbedingungen ergeben werden. Helligkeit −2,m0 −2,m0 −1,m9 −1,m9 −1,m8 Größe 34,”9 33,”8 32,”7 32,”1 31,”6 Elong. +60,◦5 +49,◦4 +36,◦3 +25,◦8 +14,◦0 Erdabst. 5,64 5,82 6,01 6,13 6,22 Tabelle 5: Astronomische Daten Jupiter Saturn Auch an Saturns Lage am Sternenhimmel hat sich seit der letzten Ausgabe des Astronomischen Kalenders nicht viel geändert: Saturn befindet sich weiterhin im Sternbild Stier und wird dieses auch im Vorschauzeitraum nicht verlassen. Der Planet bewegt sich langsam in Richtung Nordsternhimmel; er steigert seine Deklination von 21◦ 03’59” am ersten Mai auf 21◦ 32’26” am ersten Juni und schließlich 21◦ 52’47” am ersten Juli. Die Sonnenentfernung Saturns sinkt von 9,0509 AU zu Anfang Mai auf 9,0482 AU am ersten Juni und schließlich auf 9,0459 AU am ersten Juli. Die Erdentfernung durchläuft ein Maximum, das Datum 01.05. 15.05. 01.06. 15.06. 01.07. Aufgang 07:46 06:57 05:57 05:09 04:14 Untergang 23:29 22:43 21:47 21:00 20:07 Helligkeit +0,m9 +0,m9 +0,m9 +0,m9 +0,m9 am 09. Juni gegen 17:33 mit 10,0624 AU angenommen wird. Am gleichen Tag erreicht der Planet auch seine diesjährige Konjunktionsstellung: Um 13:24 zieht er in einem Abstand von 1,◦3 an der Sonne vorbei. Bis zum 23. Juni gegen 06:27 beobachtet man eine weitere Öffnung der Ringe Saturns bis auf −26,◦772; nach dem zu diesem Zeitpunkt durchlaufenen Maximum geht die Öffnung dann bis Mitte Oktober erst einmal wieder zurück, um sich dann auf ein betragsmäßiges Maximum von −26,◦992 zu Anfang April nächsten Jahres zu erhöhen. Größe 16,”8 16,”6 16,”5 16,”5 16,”5 Ringng. −26,◦5 −26,◦6 −26,◦7 −26,◦8 −26,◦8 Elong. +33,◦1 +21,◦3 +7,◦2 −4,◦7 −17,◦8 Erdabst. 9,88 9,98 10,05 10,06 10,01 Tabelle 6: Astronomische Daten Saturn Mitteilungen Volkssternwarte Darmstadt Nr. 3/2002 15 Astronomischer Kalender . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Uranus Uranus befindet sich während des ganzen Vorschauzeitraumes im Sternbild Wassermann. Hier wird er auch in den hier besprochenen zwei Monaten in eine Phase der Rückläufigkeit eintreten: der Planet beginnt seine Bahn am ersten Mai mit einer Deklination von −12◦ 43’10”, erreicht dann am 31. Mai gegen 17:57 ein Maximum seiner Deklination von −12◦ 35’12” und wird am 03. Juni gegen 05:58 bei eine Rektaszension von 22h 04m 51s rückläufig. Die Deklination sinkt bis Anfang Juli wieder auf −12◦ 42’39”. Während der Erdabstand sinkt, entfernt sich Uranus von der Sonne; der Sonnenabstand steigt von 19,997 AU am ersten Mai auf 19,999 AU am ersten Juni und schließlich auf 20,002 AU am ersten Juli. Neptun Neptun befindet sich derzeit im Sternbild Steinbock. Hier wird er kurz nach Beginn des Vorschauzeitraumes in eine Rückläufigkeitsphase eintreten: Seine Deklination steigt von −17◦ 24’41” am ersten Mai auf ein Maximum von −17◦ 24’05” am 12. Mai gegen 10:35; kurz darauf, am 13. Mai gegen 09:21, wird der Planet bei einer Rektaszension von 20h 53m 32s rückläufig. Danach läuft die Bahn Neptuns in Richtung Süden; die Deklination erreicht am ersten Juni −17◦ 25’46” und am ersten Juli schließlich −17◦ 34’05”. Erd- und Sonnenabstand Neptuns nehmen ab; am ersten Mai ist Neptun 30,092 AU von der Sonne entfernt, am ersten Juli hat sich dieser Wert auf 30,090 AU verringert. Die Elongation nimmt Pluto Pluto befindet sich weiterhin im Sternbild Schlangenträger in einer Phase der Rückläufigkeit. Der Planet kann seine Deklination von −12◦ 44’05” am ersten Mai auf −12◦ 39’00” am ersten Juni und schließlich auf ein Maximum von −12◦ 38’14” am 17. Juni gegen 04:36 steigern; danach nimmt die Deklination wieder langsam ab und erreicht am ersten Juli −12◦ 38’50”. Der Sonnenabstand Plutos erhöht sich von 30,504 AU am ersten Mai auf 30,526 AU am ersten Juli; der Erdabstand durchläuft ein Minimum, das am 06. Juni gegen 11:24 mit 29,518 AU angenommen 16 Die Elongation geht weiter zurück, der Planet entfernt sich am Himmel von der Sonne und verbessert so seine Beobachtungsbedingungen. Der Beobachtungszeitraum verschiebt sich langsam vom frühen Morgen in die zweite Nachthälfte. Durch den sinkenden Erdabstand vergrößert sich die Planetenscheibe geringfügig von 3,”2 auf 3,”4, während die visuelle Helligkeit bei 5,m8 konstant bleibt. Datum 01.05. 15.05. 01.06. 15.06. 01.07. Aufg. 03:52 02:57 01:51 00:56 23:48 Unterg. 13:53 13:00 11:54 10:58 09:54 Elong. −72,◦0 −85,◦2 −101,◦4 −114,◦9 −130,◦4 Erdabst. 20,29 20,06 19,77 19,55 19,33 Tabelle 7: Astronomische Daten Uranus weiter ab; Neptun steuert seine Oppositionsstellung an, die er am zweiten August einnehmen wird. Auch hier verschieben sich also die Beobachtungszeiten von den frühen Morgenstunden in die zweite Nachthälfte. Die Größe des Planetenscheibchens bleibt bei 2,”1, die Helligkeit pendelt zwischen 7,m8 und 7,m9. Datum 01.05. 15.05. 01.06. 15.06. 01.07. Aufg. 03:07 02:12 01:05 00:10 23:02 Unterg. 12:19 11:24 10:17 09:20 08:16 Elong. −89,◦4 −102,◦9 −119,◦4 −133,◦0 −148,◦5 Erdabst. 30,09 29,85 29,58 29,39 29,22 Tabelle 8: Astronomische Daten Neptun wird. Etwas später, am 07. Juni, erreicht Pluto gegen 06:26 seine Oppositionsstellung. Die Größe der Planetenscheibe bleibt unverändert bei 0,”3, die visuelle Helligkeit bei 13,m8. Datum 01.05. 15.05. 01.06. 15.06. 01.07. Aufg. 22:54 21:57 20:48 19:52 18:47 Unterg. 08:59 08:03 06:54 05:58 04:53 Elong. −142,◦0 −155,◦0 −168,◦1 +167,◦4 +154,◦8 Erdabst. 29,70 29,59 29,52 29,53 29,60 Tabelle 9: Astronomische Daten Pluto Mitteilungen Volkssternwarte Darmstadt Nr. 3/2002 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Astronomischer Kalender Veränderliche Sterne Die Tabelle enthält Angaben über Maxima und Minima der Helligkeit veränderlicher Sterne in den Monaten Mai und Juni. Datum 07.05. 00:00 09.05. 22:05 10.05. 19:15 13.05. 00:00 17.05. 02:30 19.05. 01:30 Ereignis Min Max Max Min Max Min Stern Al Dra (Bedeckungsver.) η Aql (δ-Cephei-Stern) δ Cep Al Dra (Bedeckungsver.) η Aql (δ-Cephei-Stern) U Cep (Bedeckungsver.) Ereignis Min Min Min Min Min Max Max Min Max Datum 24.05. 01:15 24.05. 03:00 29.05. 00:45 03.06. 00:30 07.06. 01:30 12.06. 00:00 14.06. 19:50 20.06. 00:00 21.06. 23:30 Stern U Cep (Bedeckungsver.) β Lyr (Bedeckungsver.) U Cep (Bedeckungsver.) U Cep (Bedeckungsver.) β Lyr (Bedeckungsver.) δ Cep η Aql (δ-Cephei-Stern) β Lyr (Bedeckungsver.) η Aql (δ-Cephei-Stern) Tabelle 10: Veränderliche Sterne Sternbedeckungen durch den Mond In Tabelle 11 sind alle in Darmstadt beobachtbaren Sternbedeckungen durch den Mond für die Monate Mai und Juni zusammengefaßt. Nicht zuletzt durch das zu dieser Jahreszeit nur kurze Zeitfenster für astronomische Beobachtungen sind es diesmal nur 11 Ereignisse in zwei Monaten; auch für die nächste Ausgabe des astronomischen Kalenders ist noch keine wesentliche Besserung in Sicht. Die Magnituden reichen von 4,m03 (3 ν Vir, ein recht häufiger Bedeckungskandidat) bis 7,m50. Die minimale Mondphase bei den angegebenen Ereignissen liegt wie in den letzten Mitteilungen bei lediglich vier Prozent, allerdings ist der Stern nicht gerade hell und die hohe Resthelligkeit des Himmels (die Sonne befindet sich gerade 5◦ 45’ unter dem Horizont) wird wohl einen störenden Einfluß auf eine Beobachtung haben. Auf die maximale hier auftretende Mondphase von 99 Prozent fällt die Bedeckung eines Doppelsternes (39 o Oph); die hier genannten Daten gelten für den helleren Stern, der kurz nach seinem dunkleren Begleiter bedeckt wird. Da die Bedeckung in nur sehr geringer Distanz zum beleuchteten Teil des Mondes stattfindet, wird auch dieses (eigentlich interessante) Ereignis nur schwer verwertbar sein. (E Eintritt, A Austritt) Meteorströme Auch bezüglich der Meteorströme kann diese Ausgabe des Astronomischen Kalenders leider nur enttäuschen: Gerade einmal drei Ströme können hier genannt werden, was die geringe Anzahl aus der letzten Ausgabe noch einmal unterschreitet. Erst für die nächste Ausgabe ist wieder Besserung in Sicht: Als Ausgleich für die jetzt durchlaufene Durststrecke kann man dann die Perseiden mit einer ZHR von 140 genießen. Der Sternenhimmel Die Graphik am Anfang dieses Artikels zeigt den Sternenhimmel für den ersten Juni um Mitternacht. Rund um den Zenit stehen der Drache, der Herkules, die nördli- che Krone, der Bärenhüter, die Jagdhunde und der große Wagen. Im Osten findet man den Schwan, die Leier und den Adler und damit auch das Sommerdreieck, bestehend aus den Sternen Deneb, Ve- Mitteilungen Volkssternwarte Darmstadt Nr. 3/2002 Zeitpunkt 01.05. 02:30:45A 20.05. 23:38:56E 25.05. 02:49:12E 12.06. 22:17:00E 17.06. 22:10:36E 19.06. 23:59:16E 20.06. 22:41:27E 20.06. 23:08:53E 22.06. 23:39:30E 24.06. 00:38:12E 30.06. 01:54:15A bed. Stern CD−25◦ 12793 BD+10◦ 2250 7 µ Lib 42 ω Gem 3 ν Vir 74 Vir 2 Lib BD−11◦ 3736 BD−20◦ 4454 39 o Oph 69 τ1 Aqr Helligk. 7,m50 7,m50 5,m31 5,m18 4,m03 4,m69 6,m21 6,m90 7,m20 5,m20 5,m66 Phase 0, 81− 0, 62+ 0, 97+ 0, 04+ 0, 48+ 0, 71+ 0, 81+ 0, 81+ 0, 95+ 0, 99+ 0, 75− Tabelle 11: Sternbedeckungen durch den Mond Meteorstrom η Aquariden Sagittariden Juni-Bootiden Beg. 19.04. 15.04. 26.06. Ende 28.05. 15.07. 02.07. Max. 05.05. 20.05. 27.06. ZHR 60 5 var Tabelle 12: Meteorströme 17 Sonne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ga und Altair. Den Südsternhimmel bevölkern der Schlangenträger, die Waage und die Jungfrau; tief im Süden erkennt man den Skorpion mit seinem Doppelstern Antares. Ebenfalls sehr tief steht im Südosten das Sternbild Schütze mit seiner großen Anhäufung an Deep-Sky-Objekten. Im Südwesten findet man den Raben und den Becher, weiter im Westen den Löwen und den Krebs. Im Nordwesten erkennt man noch einen Rest der untergehenden Zwillinge, bei ihnen die einzigen zu diesem Zeitpunkt sichtbaren Planeten, Venus und Jupiter. Im Norden steht der Perseus, umgeben vom Fuhrmann, der Andromeda, der Cassiopeia und der Giraffe. ¦ Ein ungewöhnliches Sonnenfleckenmaximum Die Sonne und der Doppelpeak von Yasmin A. Walter Bereits Galileo Galilei beobachtete die Sonnenflecken und bestimmte anhand ihrer Bewegung die Rotationsdauer der Sonne. Genaue Beobachtungen zeigten bald, daß die Zahl der Sonnenflecken periodisch schwankt. Der deutsche Astronom Heinrich Schwabe entdeckte im Jahre 1843 den sog. Sonnenfleckenzyklus. Dabei schwankt die mittlere Zahl der Sonnenflecken mit einer Periode von rund 11 Jahren. Eine Zeitdauer außergewöhnlich vieler Flecken nennt man Sonnenfleckenmaximum. Vergangene Maxima fielen auf die Jahre 1968, 1979 und 1990. Im Sonnenfleckenminimum zeigt die Sonne fast keine Flecken, wie in den Jahren 1965, 1976, 1986 und 1996. Heliographische Breite der beobachteten Sonnenflecken zwischen 1955 und 2002. Der ca. 11-jährige Zyklus ist erkenntlich, ebenso die Veränderung des heliogr. Breite der Flecken im Laufe eines Zyklus. Während eines Fleckenzyklus ändert sich die Position der Flecken auf der Sonnenscheibe. Zu Beginn eines Zyklus, kurz nach dem Minimum, befinden sich die Flecken eher auf der nördlichen und südlichen Hemisphäre der Sonne, fern des Sonnenäquators. Innerhalb der folgenden Jahre beobachtet man 18 die Flecken immer näher am Sonnenäquator, im Maximum fast ausschließlich am Sonnenäquator. Im Maximum der Fleckenaktivität beobachtet man außergewöhnlich viele und große Sonnenflecken, außerdem viele Flares, koronale Massenausbrüche und ähnliche Phänomene. Auch das Magnetfeld der Sonne schwankt in diesem Zeitraum. Dann verdrehen sich die Magnetfeldschleifen besonders stark, insbesondere in der Nähe von Sonnenflecken. Brechen diese Schleifen auf, können sie Ursache für Flares und koronale Massenausbrüche sein. Das gegenwärtige Sonnenfleckenmaximum erreichte Mitte des Jahres 2000 ein Maximum. Die Zahl der Flecken war höher als in den letzten 10 Jahren, und die Aktivität der Sonne war enorm. Die wohl bemerkenswerteste Eruption der Sonne wurde am 14.07.2000, am sog. Tag der Bastille in Frankreich, beobachtet. Ihr folgten zahlreiche Nordlichter bis in extrem südliche Breiten. Sogar Satellitenverbindungen wurden gestört. Nach diesem Höhepunkt nahm die Zahl der Sonnenflecken wieder ab, und die Sonne war über mehrere Monate relativ ruhig. Doch stieg die Aktivität der Sonne bis zum Jahresbeginn 2002 wieder stetig an. Gegenwärtig befinden sich erneut zahlreiche und sehr große Flecken auf der Oberfläche, und die Sonne ist sehr aktiv. Die Sonnenphysiker nehmen daher einen sog. Doppelpeak im Aktivitätszyklus der Sonne an. Das bedeutet, die Aktivität zeigt zwei Maxima. Das Maximum der Sonnenaktivität wird anhand von Sonnenfleckenzählungen ermittelt. Die Amplitude eines Zyklus wird durch unterschiedliche Methoden bestimmt, so z.B. die Aktivität im Minimum, die Länge des vorangegangenen Zyklus oder auch die Änderungen im Erdmagnetfeld im und vor Mitteilungen Volkssternwarte Darmstadt Nr. 3/2002 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sonne dem Minimum. Letzteres ist jedoch noch weitestgehend unverstanden [1]. Bei der Bestimmung des gegenwärtigen Maximums bemerkten die Astronomen, daß das Maximum der Aktivität im Jahre 2000 einige Monate vor den Vorhersagen eintraf. Danach nahm die Zahl der Flecken wieder stark zu und erreichte ein zweites Maximum, das nur wenig niedriger ist als das erste. Ein Doppelpeak im Sonnenaktivitätszyklus ist jedoch nichts Ungewöhnliches: bereits im letzten Zyklus folgte dem ersten Maximum in der Mitte des Jahres 1989 ein zweites, weniger auffälliges Maximum zu Beginn des Jahres 1991. Falls sich das gegenwärtige Maximum ebenfalls als doppelt herausstellen sollte, wäre es bereits der dritte Zyklus, der ein Doppelmaximum zeigt. Nicht nur die optischen Phänomene — wie Sonnenflecken oder Massenausbrüche — weisen auf ein zweites Maximum hin. Ein weiteres Indiz für den zweiten Peak ist die gegenwärtig besonders starke Radiostrahlung der Sonne. Diese beobachtet man von heißem Gas, das in den Magnetfeldschleifen gefangen ist. Dabei strahlt die Sonne zu Beginn des Jahres 2002 im Radiobereich wesentlich stärker als beim ersten Peak des Maximums im Jahre 2000. Die Entwicklung der Sonnenfleckenzahl seit dem letzten Minimum. Deutlich ist im Mittelwert der Ansatz zu einem 2. Maximum in diesem Jahr zu erkennen. Eigentlich variiert die Sonnenaktivität nur ganz grob wie eine Sinuskurve. Die eigentliche Aktivität ist ein wesentlich komplexerer Vorgang und enthält mehrere Perioden: so scheinen die zur Erde gerichteten solaren Ausbrüche eine Periode von rund 27 Tagen zu besitzen; dies entspricht der Zeitdauer, mit der Sonnenflecken einmal um die Sonne rotieren. Zudem besteht ein gelegentlicher 155-TageZyklus der Flares. Jedoch hat man hierfür noch keine Ursache gefunden. Die Peaks des aktuellen Maximums scheinen rund 18 Monate voneinander getrennt zu sein. Mitteilungen Volkssternwarte Darmstadt Nr. 3/2002 Die Ursache der Sonnenaktivität liegt in der Sonne selbst: die oberen Schichten der Sonne, die sog. Konvektionszone, verhält sich wie ein riesiger Topf kochendes Wasser. Dabei bewegen sich die Wasserblasen von der Größe des Staates Kalifornien vom Boden des Topfes rund 200.000 km an die Wasseroberfläche. Dort zerplatzen sie sozusagen und geben ungeheure Energiemengen frei. Unterhalb der Konvektionszone befindet sich die sog. Strahlungszone. In dieser Zone wird die im Zentrum der Sonne erzeugte Energie durch Strahlung (Photonen) transportiert. Man nimmt an, daß das Magnetfeld der Sonne genau zwischen diesen beiden Schichten erzeugt wird. Die dortigen Gasmassen enthalten bewegte Ladungen und erzeugen ungeheure elektrische Ströme. Diese erzeugen das enorme Magnetfeld. Die Sonne ist sozusagen eine leitenden Flüssigkeit. Die Leitfähigkeit entsteht durch die Bewegungen von Schichten aus sog. ionisiertem Gas. Die Rotationsgeschwindigkeit der Sonne ändert sich dann plötzlich in der Nähe der Grenzschichten von Konvektion und Strahlungstransport. Die dabei entstehende Schergeschwindigkeit ist sozusagen der Motor des solaren Dynamo. Mithilfe der sog. Helioseismologie (ähnlich der Erbebenforschung auf der Erde) stellten die Astronomen nunmehr fest, daß die Gasströme im unteren Bereich der Konvektionszone regelmäßig alle 16 Monate schneller bzw. langsamer werden. Diese Periode ist etwa doppelt so groß wie die Zeit zwischen den beiden gegenwärtigen Maxima in den Jahren 2001–2002 [5]. Eventuell existiert eine Beziehung zwischen den beiden Phänomenen. Genaueres weiß man noch nicht, bleibt doch der stellare Dynamo selbst ein Rätsel. — Die internen Rhythmen der Sterne sind größtenteils unverstanden . . . Quellen: 1 Sunspot Cycle Predictions, science.msfc.nasa. gov/ssl/pad/solar/predict.htm 2 Phillips, T., Solar Storm, The Resurgent Sun, NASA Science News, Jan 21, 2002 3 The Resurgent Sun, http://science.nasa.gov/ headlines/y2002/18jan solarback.html, Jan 18, 2002 4 Sonnenfleckendiagramme und Radiostrahlung der Sonne unter http://www.sec.noaa.gov/ SolarCycle 5 Sun’s Got the Beat, http://science.nasa.gov/ headlines/y2000/ast03apr 1m.html, April 3, 2000 19 Volkssternwarte Darmstadt e.V., Am Blauen Stein 4, 64295 Darmstadt POSTVERTRIEBSSTÜCK . . . . . . . . Veranstaltungen und Termine . . . . . . . . Mai / Juni 2002 . . . . . . . . Donnerstags ab 19:30 Leseabend, Beobachtung, Gespräche über astronomische Themen, Fernrohrführerschein Sonntags ab 10:00 Sonnenbeobachtung mit Gesprächen über astronomische Themen Samstag, 04. 05. 20:00 Jahreshauptversammlung 2002 Donnerstag, 09. 05 20:30 Redaktionssitzung Freitag, 10. 05. 19:00 Astro-Jugend Samstag, 11. 05. 20:00 Öffentlicher Vortrag: Astronomische Fragestunde“ ” Freitag, 24. 05. 19:00 Astro-Jugend Donnerstag, 06. 06. 20:30 Öffentliche Vorstandssitzung Donnerstag, 06. 06. 21:00 Redaktionssitzung Freitag, 07. 06. 15:00 Besuch im ESOC Anmeldung erforderlich! Siehe Artikel auf S. 3. Freitag, 07. 06. 19:00 Astro-Jugend Samstag, 08. 06. 20:00 Öffentlicher Vortrag: Schwarze Löcher“ ” Samstag, 08. 06. Freitag, 21. 06. Redaktionsschluss Mitteilungen 4/2002 19:00 Astro-Jugend Die Astro-Fotografie-Gruppe trifft sich bei gutem Wetter nach telefonischem Rundruf. Volkssternwarte Darmstadt e.V. Observatorium Ludwigshöhe: Geschäftsstelle: Auf der Ludwigshöhe 196 Am Blauen Stein 4 Telefon: (06151) 51482 64295 Darmstadt email: [email protected] Telefon: (06151) 130900 http://www.vsda.de Telefax: (06151) 130901