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Werden Astronauten jemals Gasriesen wie Jupiter besuchen?
Ein Bild von Jupiters Südpol, aufgenommen vom Juno-Orbiter der NASA. NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Kevin M. Gill
Jede Woche senden die Leser unseres Weltraum-Newsletters The Airlock ihre Fragen an den Weltraumreporter Neel V. Patel zur Beantwortung. Diese Woche: Können wir zum Jupiter gehen?
Ist es realistisch anzunehmen, dass Menschen, sobald wir den Asteroidengürtel passiert haben, jemals einen der Gasriesen wie Jupiter wirklich nahe an seiner Atmosphäre erforschen könnten? Und wie würde das aussehen? -Sarah
Jupiter hat wie die anderen Gasriesen keine felsige Oberfläche, aber das bedeutet nicht, dass er nur eine massive Wolke ist, die durch das Vakuum des Weltraums schwebt. Es besteht hauptsächlich aus Helium und Wasserstoff, und wenn Sie sich von den äußeren Schichten der Atmosphäre in Richtung der tieferen Teile bewegen, wird dieses Gas dichter und die Drücke werden extremer. Die Temperaturen steigen schnell. 1995 schickte die Galileo-Mission der NASA eine Sonde in die Atmosphäre des Jupiter; es löste sich in etwa 75 Meilen Tiefe auf. Der Druck hier ist über 100-mal stärker als alles andere auf der Erde. In den innersten Schichten des Jupiter, die 13.000 Meilen tief sind, ist der Druck 2 Millionen Mal stärker als auf Meereshöhe auf der Erde, und die Temperaturen sind heißer als auf der Sonnenoberfläche.
Kein Mensch wird sich also zu weit in Jupiters Tiefen vorwagen können. Aber wäre es sicher, den Planeten einfach zu umkreisen? Vielleicht könnten wir eine orbitale Raumstation errichten, richtig?
Nun, es gibt ein weiteres großes Problem, wenn es um Jupiter geht: Strahlung. Der größte Planet im Sonnensystem verfügt auch über seine stärkste Magnetosphäre. Diese Magnetfelder laden Partikel in der Nähe auf und beschleunigen sie auf extreme Geschwindigkeiten, die die Elektronik eines Raumfahrzeugs in Sekundenschnelle durchbrennen können. Raumfahrtingenieure müssen ein Orbit- und Raumfahrzeugdesign finden, das die Exposition gegenüber dieser Strahlung verringert. Die NASA hat dies mit dem dreifach angeordneten, sich ständig drehenden Gerät herausgefunden Juno-Raumschiff , aber es sieht nicht so aus, als wäre dies ein realisierbares Design für ein bemanntes Raumschiff.
Stattdessen müsste ein bemanntes Raumschiff, um Jupiter sicher zu umkreisen oder daran vorbeizufliegen, einen ziemlich großen Abstand vom Planeten einhalten.
Nicht jeder Gasriese im Sonnensystem ist so, aber sie alle haben auch verschiedene andere Probleme, die es für Menschen schwierig machen würden, sie aus der Nähe zu besuchen. Neptun zum Beispiel hat die stärksten Winde im Sonnensystem und erreicht Geschwindigkeiten von bis zu 1.100 Meilen pro Stunde. Sowohl Neptun als auch Uranus sind Eisriesen, die Elemente und Verbindungen enthalten, die schwerer als Helium und Wasserstoff sind, wie Methan und Ammoniak. Diese dichteren Materialien könnten es einem Raumschiff noch schwerer machen, in diese Atmosphären einzutauchen, da das Raumschiff früher beschädigt würde. Saturns eigene Magnetosphäre ist kleiner als die von Jupiter, aber immer noch 578-mal stärker als die der Erde, sodass die Strahlung immer noch ein großes Problem darstellen würde.
Bis wir herausgefunden haben, wie man ein Raumschiff aus Materialien baut, die menschliche Astronauten vor all diesen Elementen schützen könnten, muss jede Erforschung der Gasriesen aus nächster Nähe durch Roboter-Raumschiffe erfolgen.