Wie lange hat das Licht von der Erde zum Mars?

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Wir sind 41 Millionen Kilometer von der Venus, 78 Millionen Kilometer vom Mars und 4,3 Milliarden Kilometer vom Neptun entfernt. Wie lange dauerte es also, bis die unterschiedlichen Raumsonden die Planeten in unserem Sonnensystem erreichten? Antworten gibt eine Computergrafik, die wir zusammengefasst haben.

Die am 12. August 2018 gestartete Sonde „Parker Solar Probe“ ist das schnellste von Menschen geschaffene Objekt im Weltraum. Es fährt mit 393.000 km/h schnell genug, um eine Strecke zwischen Paris und Tokio in 1 Minute und 30 Sekunden zurückzulegen. Die Geschwindigkeit der Sonde ist jedoch alles andere als konstant: Sie wird beim Überfliegen der Planeten deutlich beschleunigt, um deren Gravitationsunterstützung auszunutzen. Raumsonden müssen auch anderen gravitativen Störungen entgehen, insbesondere bei der Annäherung an die Sonne. Die Geschwindigkeit ist dann sogar so viel höher, dass es mehr Energie braucht, den Merkur zu umkreisen, als den Pluto zu erreichen! Die Dauer der Reise hängt auch von der Entfernung ab, die bei Planeten mit elliptischen Bahnen mehr oder weniger groß ist. Hier sind die bisher aufgestellten Rekorde und die theoretische Dauer einer Reise mit Lichtgeschwindigkeit. Für den Fall, dass man das jemals realisieren wird:

Merkur

Durchschnittliche Entfernung von der Erde: 91,69 Millionen Kilometer (Mkm)
Raumsonde: BepiCombo
Starttermin: 19. Oktober 2018
Ankunftsdatum (Eintreffen im Orbit): 5. Dezember 2025 (Prognose)
Reisedauer: 2.604 Tage, d.h. 7 Jahre, 1 Monat und 17 Tage (Prognose)
Theoretische Reisezeit (Lichtgeschwindigkeit): 5 min 6 sec.

Venus

Durchschnittliche Entfernung von der Erde: 41,40 Mkm
Raumsonde: Venus Express
Starttermin: 9. November 2005
Ankunftsdatum (Eintreffen im Orbit): 11. April 2006
Reisedauer: 153 Tage, d.h. 5 Monate und 2 Tage
Theoretische Reisezeit (Lichtgeschwindigkeit): 2 min 18 sec.

Mars

Durchschnittliche Entfernung von der Erde: 78,34 Mkm
Raumsonde: InSight
Starttermin: 5. Mai 2018
Ankunftsdatum (Landung): 26. November 2018
Reisedauer: 205 Tage, d.h. 6 Monate und 21 Tage
Theoretische Reisezeit (Lichtgeschwindigkeit): 4 min 22 sec.

Jupiter

Durchschnittliche Entfernung von der Erde: 628,73 Mkm
Raumsonde: Juno
Starttermin: 5. August 2011
Ankunftsdatum (Umlaufbahn): 5. Juli 2016
Reisedauer: 1.796 Tage, d.h. 4 Jahre und 11 Monate
Theoretische Reisezeit (Lichtgeschwindigkeit): 34 min 57 sec.

Saturn

Durchschnittliche Entfernung von der Erde: 1.275 Mkm
Raumsonde: Cassini-Huygens
Starttermin: 15. Oktober 1997
Ankunftsdatum (Umlaufbahn): 1. Juli 2004
Reisedauer: 2.451 Tage, d.h. 6 Jahre, 8 Monate und 17 Tage
Theoretische Reisezeit (Lichtgeschwindigkeit): 1 h 10 min 53 s

Uranus

Durchschnittliche Entfernung von der Erde: 2.723,95 Mkm
Raumsonde: Voyager 2
Starttermin: 20. August 1977
Ankunftsdatum (Überflug): 24. Januar 1986
Reisedauer: 3.079 Tage, d.h. 8 Jahre, 5 Monate und 4 Tage
Theoretische Reisezeit (Lichtgeschwindigkeit): 2 h 31 min 26 s

Neptun

Durchschnittliche Entfernung von der Erde: 4.351,40 Mkm
Raumsonde: Voyager 2
Starttermin: 20. August 1977
Ankunftsdatum (Überflug): 25. August 1989
Reisedauer: 4.388 Tage, d.h. 12 Jahre und 5 Tage
Theoretische Reisezeit (Lichtgeschwindigkeit): 4 h 1 min 55 s

Links und Quellen:

Urhebender Autor: Céline Deluzarche

Die ersten Menschen auf dem Mars sollen bald da sein. Im Jahr 2030 oder vielleicht schon früher, im Jahr 2024, für die Optimisten wie Elon Musk. Übrigens: Wie lange dauert es, bis man den Roten Planeten erreicht?

Es wird immer häufiger darüber gesprochen, Menschen zum Mars zu schicken. Die NASA bereitet sich auf ihre erste bemannte Reise zum Mars im Jahr 2030 vor. Andere Länder wie China, Russland, die Vereinigten Arabischen Emirate und Europa sind ebenfalls interessiert. Aber das ist noch nicht alles. Im privaten Sektor ist SpaceX-Chef Elon Musk in der Tat sehr ehrgeizig auf diesem Gebiet und stellt sich die Ankunft der ersten Menschen auf dem Mars bis 2024 vor. Diese Pioniere würden den Weg für eine große Marsstadt ebnen, die bis zum Ende des 21. Jahrhunderts bis zu einer Million Menschen beherbergen könnte. Zumindest hofft er das.

Der Mars ist nach der Venus der zweitnächste Planet in unserer Nähe. Er befindet sich im Durchschnitt 220 Millionen km von der Sonne entfernt (die Erde ist 150 Millionen km von unserem Stern entfernt). Die Rechnung scheint also einfach: Wenn wir die Differenz zwischen den beiden bilden, erhalten wir 70 Millionen km. In Wirklichkeit aber bewegen sich die beiden Sterne um die Sonne, und zwar auf Bahnen, die nicht kreisförmig, sondern elliptisch sind. Theoretisch beträgt die maximale Nähe, die zwischen dem Roten Planeten und uns bestehen kann, 54,6 Millionen km. Dazu müssen aber die beiden Planeten auf die Sonne ausgerichtet sein, der eine im Aphel (Erde), der andere im Perihel (Mars). Dies ist sehr selten. Im Jahr 2003 waren wir fast am Ziel. Im Sommer war der Mars nur 55,7 Millionen km von unseren Augen entfernt: Seine geringste Entfernung zur Erde seit 60.000 Jahren. Ein Rekord!

Mars, ein bewegliches Ziel

Beide Planeten bewegen sich, jeder mit einer anderen Geschwindigkeit. Andernfalls würde es nur 39 Tage dauern, bis ein schnelles Raumschiff wie New Horizons den Roten Planeten erreicht. Aber die Erde braucht ein Jahr, um die Sonne zu umrunden, und der Mars 1,9 Jahre. Für Ingenieure, die eine Sonde oder einen Roboter – und bald auch Menschen – zum Mars schicken wollen, ist es so, als würde man einen Pfeil auf ein bewegliches Ziel schießen, während man selbst in Bewegung ist. Sie müssen also nicht warten, bis Sie so nah wie möglich dran sind, sondern können diesen Moment vorwegnehmen. Typischerweise öffnet sich alle 26 Monate ein Aufnahmefenster. Für die Raumfahrtbehörden geht es also nicht darum, etwas zu verpassen.

Der Weg zum Mars ist nicht direkt und die Entfernung ist konstant. Ganz zu schweigen davon, dass Sie bei der Ankunft eine Verlangsamung einplanen müssen, um das Rendezvous nicht zu verpassen. Schließlich wird die Dauer der Reise zum Mars auch von der Leistung des Raumfahrzeugs abhängen. Es ist daher notwendig, alle diese Parameter zu berücksichtigen, um die kürzestmögliche Fahrt zu berechnen.

Natürlich, wenn wir mit Lichtgeschwindigkeit reisen könnten, würde die Reise nur wenige Minuten dauern: Im Minimum 3 min und im Maximum (wenn die beiden Planeten am weitesten voneinander entfernt sind) 22,4 min. Dies ist aber noch nicht der Fall

Derzeit dauert eine Reise zum Mars aufgrund der geringen Entfernung von Erde und Mars – sie findet alle 1,6 Jahre statt – etwa 260 Tage. Mit einem leistungsfähigeren Schiff als dem heutigen könnte der Flug um die Hälfte verkürzt werden. Und in nicht allzu ferner Zukunft könnten es z. B. photonische Antriebe oder andere in der Entwicklung befindliche Technologien ermöglichen, den Mars in nur wenigen Tagen zu erreichen.Im Jahr 1964 schaffte die erste amerikanische Sonde, Mariner 4, die Reise zum Mars in 228 Tagen. Viking 1 und 2 benötigten 304 bzw. 333 Tage. Was Curiosity betrifft, so dauerte es 254 Tage.

Quellen: