Raumsonden zu den Planeten und darüber hinaus

Die 1977 gestartete Voyager 1 wird im November 2026 einen Lichttag von der Erde entfernt sein, etwa 26 Milliarden km.

Roboter, die jahrzehntelang unterwegs sind

Menschen waren auf dem Mond, doch alle anderen fremden Welten, die wir aus der Nähe kennen, wurden von Robotern besucht. Eine Raumsonde trägt Kameras und Messgeräte, eine Funkanlage für die Verbindung zur Erde und genügend Energie, um jahrelang, manchmal jahrzehntelang zu arbeiten. Mit der Entfernung wird das Sonnenlicht schwächer. Viele Sonden zu den äußeren Planeten nutzen deshalb Radionuklidgeneratoren, die die Wärme von zerfallendem Plutonium in Strom umwandeln. Manche, etwa Juno bei Jupiter, nutzen stattdessen große Solarmodule. Voyager 1 startete mit drei Radionuklidgeneratoren, die beim Start jeweils etwa 158 Watt lieferten.

Swing-by-Manöver

Raketen allein können einer Sonde nicht genug Geschwindigkeit für die äußeren Planeten mitgeben. Missionsplaner leihen sie sich deshalb aus. Fliegt eine Sonde dicht hinter einem Planeten vorbei, der sich auf seiner Bahn bewegt, zieht dessen Schwerkraft sie mit und schleudert sie schneller weiter. Dabei entzieht sie dem Planeten einen winzigen, unmerklichen Teil seiner Bahnenergie. Dank solcher Swing-by-Manöver erreichten die Voyager-Sonden die äußeren Planeten in Jahren statt Jahrzehnten. Danuri aus der vorigen Einheit nutzte eine sanftere Variante derselben Idee, um auf dem Weg zum Mond Treibstoff zu sparen.

Voyager 1 und 2

Die beiden Voyager-Sonden starteten 1977: zuerst Voyager 2 am 20. August, dann Voyager 1 am 5. September. Voyager 1 nahm jedoch eine schnellere Route und überholte ihre Schwestersonde im Dezember. Laut NASA kam Voyager 1 am 5. März 1979 Jupiter und am 12. November 1980 Saturn am nächsten. Voyager 2 flog weiter zu Uranus und Neptun. Sie brauchte 12 Jahre bis zum Neptun und ist noch immer das einzige Raumfahrzeug, das an diesen beiden Planeten vorbeigeflogen ist. Im August 2012 durchquerte Voyager 1 die Heliopause, die Grenze der von der Sonne erzeugten Blase aus Teilchen und Magnetfeld. Sie wurde damit zum ersten von Menschen gebauten Objekt im interstellaren Raum.

Voyager 1 hält noch immer Funkkontakt zur Erde. Die NASA erwartet, dass sie im November 2026 einen Lichttag von der Erde entfernt sein wird: die Strecke, die Licht in 24 Stunden zurücklegt, etwa 26 Milliarden km. Ein Funkbefehl von der Erde braucht dann einen ganzen Tag bis zur Sonde und die Antwort einen weiteren Tag zurück. Die verfügbare Leistung nimmt ab. Ingenieure schalten deshalb nach und nach Instrumente aus, damit die übrigen weiterarbeiten können.

Entfernung macht jeden Austausch langsam. Beim Vorbeiflug von New Horizons war Pluto etwa 32-mal so weit von der Erde entfernt wie die Sonne. Die Funksignale der Sonde, die sich mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten, brauchten deshalb etwa viereinhalb Stunden bis zur Erde: 32 × 149.6 Millionen km ÷ 299 792 km/s ≈ 16 000 s. Niemand auf der Erde konnte den Vorbeiflug in Echtzeit steuern. Die Sonde führte die gesamte Begegnung anhand vorab gespeicherter Befehle durch und übermittelte ihre Bilder in den folgenden Monaten nach und nach zur Erde.

Pluto und die Sonne

Die NASA-Sonde New Horizons besuchte als erste Pluto. Nach fast einem Jahrzehnt Flugzeit erreichte sie am 14. Juli 2015 ihren geringsten Abstand: etwa 7750 Meilen (12 500 km) über der Oberfläche, ungefähr die Entfernung von New York nach Mumbai. Danach flog sie weiter in den Kuipergürtel. In die andere Richtung flog die Parker Solar Probe der NASA, die dafür gebaut wurde, die Sonne zu berühren. Am 24. Dezember 2024 flog sie in etwa 3.8 Millionen Meilen (6.1 Millionen km) Abstand von der Sonnenoberfläche vorbei, näher als jedes andere Raumfahrzeug. Ihre Geschwindigkeit betrug dabei etwa 430 000 Meilen pro Stunde, rund 192 km pro Sekunde. Noch nie war ein von Menschen gebautes Objekt so schnell unterwegs.