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Eine Reise ins WeltallMaterialien für den Unterricht

Ein Informationsdienst desDeutschen Zentrums für

Luft- und Raumfahrt (DLR)

Schulcomic endgültig tom2 19.02.2001 15:38 Uhr Seite 1

Hinweis

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Ich mussnämlich eineHausarbeit inPlanetenkun-de schreiben. Als Themahabe icheuer Sonnen-system ge-wählt. Übri-gens: zweiAndenkensoll ich auchmitbringen.

Unsere Atmosphäre

Betrachtet man die Erde voneinem Raumschiff aus, zeigt sichrundum ein dünner blauer Saum,die Atmosphäre. Sie ist die Schutz-schicht, die Leben auf der Erdeüberhaupt ermöglicht. Ohne siewäre ewiger Winter, die Ozeanewürden verdunsten und wir hät-ten keine Luft zum Atmen.

Die Atmosphäre ist eine Mischungaus verschiedenen Gasen. Siebesteht zu 78 Prozent aus Stick-stoff, gefolgt von etwa 20 ProzentSauerstoff. Diesen benötigt unserKörper zum Leben.


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3Ariane ist der Name einer Familie vonRaketen. Sie wurde entwickelt, um Satel-liten in ihre Umlaufbahn im All zu tragen.Viele Firmen in 12 Ländern Europas sindgemeinsam am Bau der Ariane-Raketenbeteiligt, in Deutschland allein 170 Unter-nehmen. Wie bei Autos gibt es auch beiden Raketen verschiedene Typen undModelle. Ariane 4 und Ariane 5 könnenzwei Satelliten auf einmal in ihre Um-laufbahn bringen. Bis zu 4.900 Kilo„Gepäck“, ungefähr das Gewicht vonvier Autos, kann die Ariane 4 ins All mit-nehmen. Ihre neuere Schwester, die Aria-ne 5, schafft sogar bis zu 6.800 Kilo. DieSatelliten sind in einem Behälter an derSpitze der Rakete untergebracht. Ist die

Umlaufbahn erreicht, klappt er auf undsetzt den Satelliten aus. Der größte Teilder gewaltigen Raketen aber ist mit demTreibstoff gefüllt, den sie für ihre weiteReise braucht. Raketen fliegen mit spezi-ellen flüssigen Treibstoffen, die wesent-lich mehr Energie liefern als das Benzinfür Autos. Beim Start braucht die Raketebesonders viel Schubkraft, um vomBoden abzuheben. Der Ariane 5 helfendabei zwei Zusatzraketen, die an denSeiten angebracht sind. Sie funktionierenmit festem Treibstoff.

Der Startplatz der Ariane-Raketen liegtnahe dem Äquator, im mittelamerikani-schen Land Französisch Guyana.


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Ohne Satelliten gäbe eskeine Wettervorhersage.

Aus dem All erkennensie, wo sich ein Sturmzusammenbraut, wie

hier über Irland.

Das 21. Jahrhundert wird das Zeitalter derInformation. Fernsehen, Telefon, Computerund Internet wachsen zu einer Welt zusam-men. Dabei werden die Dienste immer schnel-ler. Internetseiten sollen sich in Zukunft blitz-artig aufbauen. Die Daten werden dann nichtmehr über Kabel geschickt, sondern kommendirekt aus dem All – von Satelliten. Fernsehen,Telefon, Handy – Nachrichten werden schonheute über die künstlichen Himmelskörper inalle Welt verbreitet.

Signale von Satelliten helfen Schiffen und Flug-zeugen, ihre Position zu bestimmen. Sie wei-sen ihnen den richtigen Weg. Spediteure ver-folgen die Routen ihrer Lastwagen mit Satelli-tentechnik.

Aus dem Allkann manprima auf dieErde schauen.Das ist zumBeispiel inter-essant für dieProduktionvon Landkar-ten und dieWetterbeob-achtung. So-gar Umwelt-sünder lassensich mit Hilfevon Beobach-tungssatellitenaufspüren.


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Für euchMenschen istdas leichtergesagt alsgetan.Immerhinbeträgt diemittlere Ent-fernung vonder Erdezum Mondrund 384.400Kilometer.Aber mitmeinemneuen Super-Hyper-An-trieb ist daskein Problem.


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Die Schwer-kraft hältuns mit bei-den Beinenauf demBoden. InRaumschif-fen, die dieErde um-runden, herrschtdagegenSchwerelo-sigkeit. Hierschwebenalle Dinge,es gibt keinoben undkein unten.

Die Internationale Raumstation (ISS) ist dasgrößte Technologie-Projekt der Menschheitsge-schichte. Astronauten-Teams bauen sie zur Zeit inrund 400 Kilometern Höhe aus fertigen Bauele-menten zusammen. Amerikanische Space Shuttlesund russische Proton-Raketen bringen diese Bau-teile und auch die Montage-Teams in den Welt-raum. Über 40 solcher Transportflüge sind ge-

plant, bis die ISS vollständig errichtet ist. Sie wirddann fast so groß wie zwei Fußballfelder sein, ihrgesamtes Innenvolumen wird dem zweier Jumbo-Jets entsprechen. Von 2005 an wird sie dann alsForschungslabor Wissenschaftlern aus aller Weltzur Verfügung stehen: Unter Bedingungen derSchwerelosigkeit lassen sich wichtige Erkenntnissein Medizin und Materialforschung gewinnen.

Sonnenzellen für die Energieversorgung

EuropäischesColumbus-Labor (COF)

Flugrichtung

Sojus

Japanisches Labor (JEM)

Hauptträger (TRUSS)

Russische Solaranlage

Europäischer Roboterarm (ERA)

Externe Plattformen

Europäisches Versorgungsfahrzeug(ATV)


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Unter Schwerelosigkeit verändert sich dermenschliche Körper: Das Gesicht schwillt anund die Beine werden dünner, weil die Körper-flüssigkeit nach oben steigt. Die Raumfahrtme-diziner wissen auch, dass bei längerem Auf-enthalt im Weltraum die Abwehr gegen Infek-tionen sinkt, dass sich der Zuckerhaushalt ver-ändert und dass sich Knochen und Muskelnzurückbilden. Durch die Weltraumstudienbekommen die Forscher daher Hinweise, wiebestimmte Störungen auf der Erde behandeltwerden können – Zuckerkrankheit, Bluthoch-druck, Augenerkrankungen oder Schwellun-gen bei langem Liegen.

Auch in der Technik gibt es viel Neues zu ent-decken: Unter Schwerelosigkeit mischen sichgeschmolzene Metalle anders miteinander. Solassen sich neue Werkstoffe herstellen – fürmoderne Automotoren zum Beispiel.

Auf diesem Foto zeigt der deutsche Wissenschafts-Astronaut Ulrich Walter, wie man in einem Raumlaborunter Schwerelosigkeit Turnübungen machen kann.


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So sieht die Verpflegung an Bord einesSpace Shuttle aus:

Die meisten Mahlzeiten bestehen aus norma-len Lebensmitteln, die haltbar gemacht wur-den. Einige werden in Metallbehälter verpackt,die mit Stickstoff gefüllt werden. GetrockneteMahlzeiten werden in Plastikbehälter einge-schweißt. Es gibt auch vorgekochte und einge-frorene Gerichte. Wenn man den Aluminium-behälter öffnet, ist der Inhalt durch eine feinePlastikfolie geschützt, damit er in der Schwere-losigkeit nicht herausfällt. Das Essen ist in Por-tionsschalen verpackt und wird an Bord der ISSin der Mikrowelle gegart. Es gibt verschiedeneGetränke, die die Astronauten mit Strohhal-men aus Alu-Beuteln zu sich nehmen.

Ozon über der Südhalbkugel der Erde. Rotsteht für hohe und blau für niedrige Konzen-trationen. Die Ozonschicht schützt die Erde vorzu starker Sonneneinstrahlung. Für die weißenFlächen liegen keine Daten vor.


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Dieses Bild zeigtdie Belastungender Nordsee vorder Küste Eng-lands durch sogenannte Schweb-stoffe, die derenglische FlussThemse ins Meerträgt. Schweb-stoffe könnenalles Möglichesein: Düngemittel,Schwermetalle,Produktionsrück-stände. Diese vomMenschen verur-sachte Verschmut-zung der Küsten-gewässer kannman sehr gut ausdem Orbit über-wachen und fest-halten. Das Bildwurde mit einemdeutschen Sensoraufgenommen. Erfliegt an Bordeines indischenSatelliten um dieErde. Die rotenund gelbenFlächen zeigenbesonders starkeVerschmutzungdes Wassers.


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Der Mond ist der ständige Begleiter derErde, die er in ca. 28Tagen einmal umrundet.Am 21. Juli 1969 setzteNeil Armstrong, Kom-mandant der APOLLO 11Mission, als ersterMensch seinen Fuß aufden Erdtrabanten. „Dasist ein kleiner Schritt füreinen Menschen, aberein großer Sprung für dieMenschheit“, lautete seinberühmter Kommentar.


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Unser Sonnensystem

Unser Sonnensystem hat neun Planeten,die das Zentralgestirn umkreisen. Es sind vonder Sonne aus gesehen: Merkur, Venus, Erde,Mars, Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun undPluto. Dabei hat nur die Erde den idealenAbstand zur Sonne, so dass sich Leben ent-wickeln konnte. Viele Planeten sind inzwischenvon Raumsonden fotografiert worden. Zur Zeitfliegt die Cassini-Raumsonde zum Saturn.

In der Antike stellte man sich vor, dass die Erdeund nicht die Sonne im Mittelpunkt unseresSonnensystems steht. Erst Kopernikus hat die-sen Irrtum im 16. Jahrhundert berichtigt. UndGalileo Galilei konnte knapp 100 Jahre späterdurch Beobachtungen des Jupiter beweisen,dass sich die Planeten um die Sonne drehen.

Von 1964 bis 1976 lieferten amerikanischeRaumsonden viele Informationen über denMars. Im Sommer 1997 war das kleine Robo-terfahrzeug „Sojourner“ nach einer Flugdauervon sieben Monaten mit der NASA-SondePathfinder auf dem roten Planeten gelandet.An Bord befand sich ein Labor, in welchem dieGesteinsproben untersucht werden konnten.

Die Ergebnisse zeigten: Der Mars ist einWüstenplanet mit eisigen Temperaturen. Lebengibt es dort nicht. Allerdings muss der Mars inseiner Frühzeit eine dichtere Atmosphäre undWasser gehabt haben – und vielleicht auchLeben in einfacher Form. Die rote Färbung derMarsoberfläche kommt übrigens durch denhohen Eisengehalt des Bodens zustande.


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Die Milchstraße

Unsere Sonne ist einer von 200 Milli-arden Sternen, die zusammen die sogenannte Milchstraße bilden. Sie hatdie Form einer flachen Spirale. Insternklaren Nächten kann man dendichteren Teil der Milchstraße als helles Sternenband am dunklen Firma-ment sehen.

Unsere Milchstraße ist im Universumnicht allein. Es gibt in den unend-lichen Weiten des Alls Milliarden dieser riesigen Sternenformationen, Galaxien genannt.

Hier liegt unser Sonnensysteminnerhalb der Milchstraße


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13Schwarze Löcher

Schwarze Löcher, so die Theorie, sind einmal Sonnenähnlich der unseren gewesen. Wenn eine besondersgroße Sonne all ihren Brennstoff verbraucht hat,bricht sie unter ihrer eigenen Schwerkraft in sichzusammen. Dieser Vorgang geschieht in einer ge-waltigen Explosion, die sich über eine lange Zeiterstreckt. Nach diesem Zusammenbruch ist dieSonne winzig klein, hat aber eine riesige Anzie-hungskraft. Ein Schwarzes Loch ist entstanden, dasjetzt alle Materie in seiner Nähe spiralförmig in sichhineinsaugt. Und sogar Lichtstrahlen haben keineChance mehr, dem Schwarzen Loch zu entkommen.Nur durch ihre Röntgenstrahlung, die man messenkann, lassen sich Schwarze Löcher aufspüren.


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Die Entstehung des Universums stellen sich dieWissenschaftler so vor: Vor 14 Milliarden Jahrenwar das Universum in einem einzigen Punkt kon-zentriert: ein Zustand ohne Luft, Raum und Zeitund ohne Materie, aber mit gewaltiger potenzi-eller Energie.

Plötzlich explodiert dieser „Kern“ mit ungeheu-rer Hitze. Das ist der „Urknall“. In einer Welt ausunvorstellbaren Temperaturen und extrememDruck entstehen nach und nach die Bausteineder Materie, die Atome, und das Licht.

Rund eine Milliarde Jahre nach dem Urknall bilden sich die ersten Galaxien, gigantische

Ansammlungen von Sternen. Durch die Explosi-on des Urknalls dehnt sich das Universum auchheute noch mit enormer Geschwindigkeit in alleRichtungen aus. Ihr könnt euch das wie einenLuftballon vorstellen, auf den man Punktegemalt hat, die in diesem Vergleich die Sternedarstellen. Beim Aufblasen seht ihr, wie sich dieSterne voneinander entfernen.

Wird diese Ausdehnung irgendwann aufhören?Und was geschieht, wenn sich das All immerweiter ausdehnt und die letzten Sonnen ausge-brannt sind? Die Wissenschaftler haben dazuunterschiedliche Vermutungen, sichere Antwor-ten aber gibt es (noch) nicht.

Das Universum


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15Wenn ein Raumgleiter wie die amerikanischeRaumfähre Space Shuttle wieder in die Erdat-mosphäre eintritt, fliegt er mit 24.000 Kilome-tern pro Sekunde – 24-mal schneller als einVerkehrsflugzeug. Die umgebende Luft undauch die Hülle des Raumschiffs werden durchdie Reibung stark erhitzt. Mehrere TausendGrad muss das Raumfahrzeug dabei aushalten.

Deshalb ist es außen mit einer hitzebeständigenSchutzschicht bedeckt. Sie besteht bei denSpace Shuttles aus Keramik. Dieser Stoff kannbesonders hohen Temperaturen widerstehenund leitet die Hitze ab. Die Wissenschaftler sindlaufend auf der Suche nach Stoffen, die Raum-fahrzeuge noch besser vor Hitze schützen undgleichzeitig stabil und leicht sind.


Die Schulinformation Raumfahrt wird herausgegeben von:

51170 Köln

Gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung

Text und Gestaltung: Großbongardt Kommunikation GmbH, Hamburg

Zeichnungen: Oliver Vilzmann

Druck:Richard Thierbach GmbH,Mülheim an der Ruhr

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