Den Weltraum kennenlernen: ein Einsteigerleitfaden

Wo der Weltraum beginnt

Es gibt keine scharfe Linie, an der die Luft aufhört und der Weltraum beginnt. Die Erdatmosphäre wird mit zunehmender Höhe einfach immer dünner, bis kaum noch etwas übrig ist, das man atmen könnte oder das eine Flugzeugtragfläche tragen würde.

Als Grenze zum Weltraum gilt meist eine Höhe von etwa 100 km über dem Boden, ungefähr eine Stunde Autobahnfahrt, nur eben senkrecht nach oben. Verglichen mit dem mittleren Erdradius von etwa 6.371 km erweist sich die Luftschicht, die uns alle am Leben hält, als erstaunlich dünn, ein wenig wie die Schale eines Apfels.

Den Weltraum zu erreichen ist das eine, dort zu bleiben etwas ganz anderes. Damit ein Raumfahrzeug oben bleibt, statt direkt zurückzufallen, muss es sich zusätzlich mit etwa 7,8 km/s seitwärts bewegen. Genau so umkreist die Internationale Raumstation die Erde in rund 400 km Höhe.

Eine kurze Reise durch das Sonnensystem

Das Sonnensystem besteht aus der Sonne und allem, was sie umkreist. Die Sonne ist etwa 150 Millionen km von der Erde entfernt, eine Strecke, die Astronomen eine Astronomische Einheit nennen, und sie vereint fast die gesamte Masse des Sonnensystems auf sich.

Hier ist unsere kosmische Nachbarschaft, von innen nach außen:

• Die Sonne: ein gewöhnlicher Stern, eine riesige Kugel aus heißem Gas, die dank der Kernfusion in ihrem Inneren leuchtet.
• Gesteinsplaneten: Merkur, Venus, Erde und Mars, kleine Welten mit fester Oberfläche.
• Der Asteroidengürtel: ein breiter Ring aus felsigen Überresten zwischen Mars und Jupiter.
• Gasriesen: Jupiter und Saturn, gewaltige Welten, die überwiegend aus Wasserstoff und Helium bestehen und keinen festen Boden haben, auf dem man stehen könnte.
• Eisriesen: Uranus und Neptun, kältere, blauere Welten, reich an Wasser, Ammoniak und Methan.
• Zwergplaneten: Pluto und andere kleine, runde Welten, viele davon in der eisigen Region jenseits des Neptun.
• Monde und Kometen: Die Erde hat einen Mond, die Riesenplaneten haben viele, und Kometen sind eisige Wanderer, denen leuchtende Schweife wachsen, wenn sie sich der Sonne nähern.

Wie weit ist weit?

Die Entfernungen im Weltraum sind so groß, dass Kilometer kaum noch weiterhelfen. Astronomen beschreiben sie deshalb oft danach, wie lange das Licht braucht, um sie zu durchqueren. Licht legt etwa 300.000 km pro Sekunde zurück, schnell genug, um die Erde in einer einzigen Sekunde mehrmals zu umrunden.

Bei diesem Tempo ist der Mond mit durchschnittlich 384.400 km Abstand etwa 1,3 Lichtsekunden von der Erde entfernt. Sonnenlicht braucht etwa 8 Minuten und 20 Sekunden bis zu uns, die Sonne, die Sie sehen, ist also immer etwas mehr als acht Minuten alt. Der Mars ist je nach Stellung der beiden Planeten auf ihren Bahnen etwa 3 bis 22 Lichtminuten entfernt, der Jupiter etwa 33 bis 54 Lichtminuten.

Sterne sind noch viel weiter weg. Ein Lichtjahr ist die Strecke, die das Licht in einem Jahr zurücklegt, und selbst die nächstgelegenen Sterne jenseits der Sonne sind einige Lichtjahre entfernt. Wer sie betrachtet, sieht Licht, das vor Jahren aufgebrochen ist, und so wird die Sternbeobachtung zu einer sanften Form der Zeitreise.

Diese Verzögerungen spielen auch für die Erkundung eine Rolle. Eine Nachricht an einen Rover auf dem Mars kann viele Minuten unterwegs sein, deshalb müssen Roboter fern der Erde manche Entscheidungen selbst treffen. Der Rechner für Signallaufzeiten im Weltraum zeigt, wie lange eine Nachricht zum Mond, zum Mars, zum Jupiter und noch weiter braucht.

Wie Menschen den Weltraum erforschen

Fast alles, was wir über den Weltraum wissen, beruht darauf, Licht und andere Signale zu sammeln und sie anschließend sorgfältig auszuwerten. Teleskope am Boden fangen weit mehr Licht ein als das menschliche Auge, und viele stehen hoch oben auf Bergen, über einem Großteil des Dunstes in der Luft.

Teleskope im Orbit gehen noch einen Schritt weiter. Oberhalb der Atmosphäre entgehen sie dem Flimmern, das die Sterne funkeln lässt, und sie können Arten von Licht sehen, die von der Luft abgeschirmt werden, etwa große Teile des Infrarot- und Ultraviolettbereichs.

Dann gibt es die robotischen Besucher. Sonden fliegen an anderen Welten vorbei oder umkreisen sie, Landefähren setzen auf ihrer Oberfläche auf, und Rover fahren darüber und untersuchen Gestein, Boden und Wetter. Auch Menschen waren selbst vor Ort: Zwischen 1969 und 1972 gab es sechs bemannte Mondlandungen.

Satelliten, die zurück auf die Erde blicken, vervollständigen das Bild. Seit dem ersten künstlichen Satelliten im Jahr 1957 sind sie unverzichtbar geworden, für Wettervorhersagen, Karten, Landwirtschaft und Katastrophenhilfe.

Schwerkraft und Gewicht in einer Minute

Schwerkraft ist die Anziehung, die jedes Objekt mit Masse auf jedes andere ausübt. Je massereicher eine Welt ist und je näher Sie ihrem Mittelpunkt sind, desto stärker ist die Anziehung an ihrer Oberfläche.

Ihre Masse, also die Menge an Materie, aus der Sie bestehen, ist überall gleich. Ihr Gewicht, die Kraft, mit der die Schwerkraft an dieser Masse zieht, ändert sich dagegen von Welt zu Welt. Die Schwerkraft an der Mondoberfläche beträgt etwa das 0,17-Fache der irdischen, also rund ein Sechstel, sodass sich Springen herrlich leicht anfühlen würde. Auf dem Mars ist es etwa das 0,38-Fache, etwas mehr als ein Drittel, an den Wolkenobergrenzen des Jupiter dagegen etwa das 2,53-Fache.

Außerdem brauchen die Planeten unterschiedlich lange für einen Umlauf um die Sonne. Ein Marsjahr dauert 687 Erdtage, Neptun dagegen braucht etwa 165 Erdjahre, auf Neptun würde also fast jeder noch auf seinen ersten Geburtstag warten. Das Tool Ihr Gewicht und Alter auf anderen Planeten berechnet Ihre eigenen Werte.

Die Schwerkraft bestimmt auch, wie schnell ein Satellit fliegen muss, um in seiner Umlaufbahn zu bleiben. Niedrigere Bahnen erfordern mehr Tempo und werden schneller durchlaufen, höhere Bahnen sind langsamer und dauern länger. Wählen Sie im Orbitrechner eine Höhe und beobachten Sie, wie sich Geschwindigkeit und Umlaufzeit verändern.

Noch heute Abend die Sterne beobachten

Für die Freude am Nachthimmel brauchen Sie keine teure Ausrüstung. Eine klare Nacht, etwas Geduld und ein paar einfache Gewohnheiten bringen Sie schon weit.

• Suchen Sie sich einen dunklen Ort. Ein Park, ein Strand oder ein Stück Land fernab der Straßenlaternen zeigt weit mehr Sterne als eine hell erleuchtete Innenstadt.
• Geben Sie Ihren Augen etwa 20 Minuten Zeit, sich anzupassen, und halten Sie helle Bildschirme außer Sichtweite. Eine Taschenlampe mit rotem Licht hilft beim Lesen von Notizen, ohne Ihre Nachtsicht zu beeinträchtigen.
• Achten Sie auf die Mondphase. Ein Vollmond überstrahlt schwache Sterne, deshalb eignen sich Nächte um Neumond am besten für lichtschwache Objekte, während ein Halbmond entlang der Grenze zwischen Tag und Nacht wunderschöne Krater zeigt.
• Beginnen Sie mit einem Fernglas. Schon ein gewöhnliches Modell zeigt Mondkrater, Sternhaufen und die hellsten Jupitermonde als winzige Lichtpunkte.
• Nutzen Sie eine Sternkarten-App. Viele zeigen an, was gerade über Ihnen steht, wenn Sie Ihr Handy hochhalten, und so lässt sich ein Planet leicht von einem Stern unterscheiden.
• Halten Sie Ausschau nach der Internationalen Raumstation. Sie erscheint als ruhiges, helles Licht, das innerhalb weniger Minuten über den Himmel gleitet.

Den Weltraum weiter entdecken: wie es weitergeht

Sobald die Grundlagen sitzen, hält jeder Winkel des Weltraums eine tiefere Geschichte bereit. Diese Seiten knüpfen dort an, wo dieser Leitfaden endet:

• Satelliten und Umlaufbahnen, einfach erklärt: warum Satelliten oben bleiben und was sie für den Alltag leisten.
• Wie Raketen funktionieren und warum wiederverwendbare Raketen wichtig sind: Schub, Stufen und der Weg in die Umlaufbahn.
• Der Mond, der Mars und darüber hinaus: die nächste Ära der Erkundung, von Mondbasen bis zu den äußeren Planeten.
• Das Glossar zu Weltraum und Investitionen: die häufigsten Begriffe, in klarer, einfacher Sprache erklärt.

Die Perspektive von Nicole Junkermann

Nicole Junkermann verfolgt den Weltraum mit derselben Neugier, die sie der künstlichen Intelligenz und der Gesundheit entgegenbringt. Sie moderiert den KI-Überblick-Podcast, und aus ihrer Sicht gelingt der Einstieg in jedes große Thema am besten mit ein paar klaren Gedanken und der Bereitschaft, immer wieder gute Fragen zu stellen.

Die eigentliche Geschichte von KI und Arbeit beschreibt sie oft als Neuerfindung statt Ersetzung, und das Lernen über den Weltraum passt zu diesem Gedanken. Wer Umlaufbahnen, Signallaufzeiten und Satelliten versteht, kann leichter nachvollziehen, wie der Weltraum mit dem Alltag verbunden ist, mit neuen Berufswegen in KI und Raumfahrt und mit dem geduldigen, langfristigen Denken, das die Zukunft der Branche prägt.