Autorin: Brigitte Hoffmann
ist ausgebildete Foto-Ingenieurin und absolvierte ein Filmstudium
an der Kunsthochschule für Medien in Köln. Sie schrieb Drehbücher
und arbeitete mehrere Jahre freiberuflich als Drehbuchdramaturgin
für das ARD-Familienfernsehen. Seit 2007 hat sie sich als Redakteu-
rin und Buchautorin auf Sachthemen spezialisiert.
Fachberater: Ulrich Köhler
ist Diplomgeologe am Institut für Planetenforschung des Deutschen
Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Berlin. Er beschäftigt sich
u.a. mit der Auswertung mehrerer Missionen und ist darüber hinaus
für die Öffentlichkeitsarbeit der DLR-Planetenforschung zuständig.
Illustratorin: Svetlana Kilian
studierte Kommunikationsdesign mit Schwerpunkt Illustration an
der Fachhochschule für Technik, Wirtschaft und Gestaltung in Trier.
Seit 2006 ist sie freiberuflich als Illustratorin für deutsche und inter-
nationale Verlage, Werbeagenturen und Firmen tätig.
eBook ISBN 978-3-8155-7842-1
Printausgabe ISBN 978-3-86233-374-5
© Schwager & Steinlein Verlag GmbH
Konzept und Text: Brigitte Hoffmann
Illustrationen: Svetlana Kilian
Fachberatung: Ulrich Köhler
Redaktion: Bettina Menzel
eBook-Produktion: book2look Publishing
Gesamtherstellung:
Schwager & Steinlein Verlag GmbH
Emil-Hoffmann-Straße 1, D-50996 Köln
Alle Rechte vorbehalten
www.schwager-steinlein-verlag.de
Konzept und Text von Brigitte Hoffmann
Illustrationen von Svetlana Kilian
Schwager & Steinlein
Inhalt
Unser
Sonnensystem
Acht Planeten bewegen sich auf Kreis-
bahnen um die Sonne. Die vier inneren
sind Steinplaneten. Sie haben eine
feste Oberfläche. Die vier äußeren sind
riesengroße Gasplaneten. Daneben gibt
es gewaltige Asteroidengürtel.
Der Mars
Der Mars ist im Durchmesser etwa halb
so groß wie die Erde und ähnelt ihr sehr.
Aber es gibt kein Wasser in flüssiger Form.
Mithilfe unbemannter Raumsonden wird
nach Spuren ehemaliger Gewässer und
Kleinstlebewesen geforscht.
12
22
Vom Urknall zu den Himmelskörpern
8
Planeten - im Bann eines Sterns
10
Unser Sonnensystem
12
Die Sonne
14
Merkur und Venus
16
Planet Erde
18
Viele Monde
20
Der Mars
22
Jupiter und Saturn
24
Uranus und Neptun
26
Asteroiden und Zwergplaneten
28
Astronomische Instrumente
30
Planet
Erde
Aus dem All betrachtet schimmert die
Erde tiefblau, denn große Wassermengen
bedecken ihre Oberfläche. Das macht sie
einzigartig im ganzen Sonnensystem.
Nur auf der Erde gibt es große, vielzellige
Lebewesen.
18
Von 1998 bis 2011 wurde im All die ISS
aufgebaut. Viele europäische Länder,
die USA, Kanada, Russland und Japan
arbeiten zusammen, damit sechs Astro-
nauten gleichzeitig, Frauen und Männer,
im Weltraum forschen können.
Blick in
den Himmel
Die internationale
Raumstation ISS
Im Lauf eines Jahres kreist die Erde ein-
mal um die Sonne. Von Nacht zu Nacht
ändert sich darum unsere Aussicht ins
All. Sternbilder ziehen vorbei und hoch
über unseren Köpfen scheinen sich
andere Sterne umeinander zu drehen.
50
38
Raumfahrt – Erkundung des Weltalls
32
Satelliten, Sonden, Roboter
34
Kapseln, Fähren, Mondautos
36
Die internationale Raumstation ISS
Forschen im All
38
40
Menschen im Weltraum
42
Leben auf der ISS
44
Hallo Erde!
46
Die Zukunft der Raumfahrt
48
Blick in den Himmel
50
Stichwortverzeichnis
52
Vom Urknall
zu den Himmelskörpern
Das Universum ist unvorstellbar groß. 70 Trilliarden
Sterne, 70 000 000 000 000 000 000 000, haben in
ihm Platz und jeder Stern ist vom nächsten Licht-
jahre entfernt. Unsere Sonne schrumpft darin
zu einem Sandkorn unter 70 Trilliarden anderen.
Um diese kleine Sonne kreist die winzige Erde.
Trotzdem ist unser Heimatplanet etwas ganz be-
sonderes, weil auf ihm Leben entstehen konnte.
Die Erde ist über 4,5 Milliarden Jahre alt, die
Sonne fast 4,6 Milliarden. Seit knapp 14 Milliar-
den Jahren gibt es das Universum. Vor Urzeiten
bildeten sich Sternenhaufen in kosmischen Gas-
wolken und formten sich zu Galaxien.
Wie entstand
das Universum?
Urknall nennt man den Geburtsmoment des Weltalls, in dem aus Nichts Etwas wurde. In Wirklichkeit hat es damals weder geknallt noch geblitzt. In einem winzigkleinen Punkt entstanden Raum, Zeit und die kleinsten Bausteine aller Dinge, die Materie. Seitdem dehnt sich das Universum aus und es bilden sich immer größere Räume. Wo absoluter Stillstand war, „tickt” erst seit dem Ur- knall eine Zeit. Zeit ist ein Maß für Verän- derung und die Materie verändert sich seit ihrer Entstehung ständig. Zunächst war das Weltall stockfinster. Erst die äl- testen Sterne brachten Licht ins Dunkel. Kein Mensch weiß, was vor dem Urknall war. Manche Wissenschaftler glauben, dass unser Universum als Weißes Loch aus einem anderen heraussprudelt, un- gefähr so wie ein umgestülpter Ärmel.
Unsere Sonne liegt am Rand der Milchstraße.
Die Milchstraße (rechts unten) ist unsere Heimatgalaxie.
Die Erde kreist um die Sonne. Gemeinsam mit anderen
Himmelskörpern ist sie in das Sonnensystem eingebunden.
Auf der Erde gibt es
Leben: winzige Bakterien,
riesige Walfische und
Menschen, die das Weltall
erforschen können.
8
Was ist
Energie?
Das geheimnisvolle Etwas, das beim Urknall entstand, nennt man Ener- gie. Energie kann sehr unterschiedlich auftreten. Wärme und Bewegung sind zum Beispiel Formen von Energie. Licht ist eine Energieform, die wir sehen kön- nen. Es hat keine Masse, also kein Ge- wicht, und bewegt sich immer mit der-
selben Geschwindigkeit durch Zeit
und Raum, etwa mit 300.000
Kilometern in der Sekunde.
Was ist
Materie?
Materie ist gefrorene Ener-
gie. Jeder winzige Materiebau-
stein besteht aus extrem viel zu-
sammengeballter Energie. Materie,
egal wie klein oder groß sie ist, hat
immer ein Gewicht. Planeten und
Sterne sind riesige Materieklumpen, die
sich aus unvorstellbar vielen winzigen
Bausteinen zusammensetzen.
Was ist
eine Galaxie?
Sterne stehen im Uni-
versum meist in gro-
ßen Gruppen, den Ga-
laxien, beieinander. Die
Milchstraße enthält etwa
100 bis 300 Milliar-
den Sterne. Gala-
xien haben ver -
schiedene ty -
pische Formen. Viele
von ihnen drehen sich
um einen unsicht baren
Mittelpunkt. Forscher
vermuten, dass sich dort
jeweils ein Schwarzes Loch
befindet, ein extrem schwe-
res und dichtes Materiepaket,
das alles Licht in seiner Nähe
schluckt. Selbst weit entfernte
Sterne zwingt es in eine Kreisbahn.
Was sind
Sterne?
Sterne sind brennende Kugeln aus Gas. Auch unsere Sonne ist ein Stern. Jeder Stern ist so groß und schwer, dass er un- ter seinem eigenen Druck extrem heiß wird und im Lauf mehrerer Milliarden Jahre allmählich verbrennt. Darum leuch- tet er. Seit es das Universum gibt, werden Sterne geboren und sterben auch wie- der. Ein Sternenleben dauert fast ewig. Die Lebensdauer unserer Sonne wird auf 12,5 Milliarden Jahre geschätzt.
Was ist
ein Planetensystem?
Ein Planetensystem besteht aus einem
Stern in seiner Mitte, der von Planeten,
Gesteinsbrocken und kosmischem Staub
umkreist wird. Manchmal drehen sich im
Mittelpunkt auch zwei Sonnen umeinan-
der. Das nennt man einen Doppelstern.
Viele Sterne im Weltall haben Planeten.
Wahrscheinlich gibt es noch anderswo
im Universum Leben auf Planeten oder
Monden. Sie werden jedoch immer so
weit entfernt sein, dass Menschen Jahr-
tausende lang reisen müssten, um dort-
hin zu gelangen.
Licht ist immer gleich
schnell: 300.000 Kilometer
pro Sekunde.
Einstein und
die Licht-
geschwindigkeit
Albert Einstein
fand heraus, dass
im Weltall nur die
Lichtgeschwindig-
keit unveränderlich
ist. Zeit und Raum
dagegen können sich
verändern! Auf unse-
rem kleinen Planeten
Erde merken wir bloß
nichts davon. Hier
ist die Raumzeit
stabil. Materie kann
niemals Lichtge-
schwindigkeit errei-
chen. Sie würde dann
unendlich schwer,
und das geht nicht.
Albert Einstein
Elliptische
Galaxie
Spiralgalaxie
Balkenspiralgalaxie
Unregelmäßige
Galaxie
selben Geschwindigkeit durch Zeit
und Raum, etwa mit 300.000
Kilometern in der Sekunde.
9
Planeten – im Bann
eines Sterns
Planeten umkreisen Sonnen. Zusätzlich drehen
sie sich um ihre eigene Achse. Planeten sind
zwar groß und schwer, aber viel leichter als ihr
Stern. Wären sie genauso schwer, dann würden
sie unter diesem Gewicht zünden und selbst
zum leuchtenden Stern werden. Unsere Sonne
umrunden acht Planeten. Die Erde ist einer von
ihnen. Im Jahr 1995 entdeckte man mit neuen
Weltraum- Teleskopen den ersten Planeten, der
um einen anderen Stern kreist. Inzwischen haben
Wissenschaftler mehr als 600 solcher Exoplaneten,
die außerhalb unseres eigenen Sonnensystems
bestehen, entdeckt – und es wird intensiv
weitergesucht.
Woraus sind
Planeten gemacht?
Das Feuer im Inneren eines Sterns ist so heiß, dass es seine winzigen Mate- rie Bausteine zu anderen, schwereren Bausteinen verschmelzen kann. Diese verschiedenen Bausteine nennt man Atome. In unserem Zentralstern, in der Sonne, werden zum Beispiel so genann- te Wasserstoffatome zu Heliumatomen verschmolzen. Wenn noch schwerere
Expoplanet mit steinerner Oberfläche. Er ist fünfmal größer als die Erde.
Gasplanet von der Größe Jupiters, der in
einem anderen Sonnensystem nah um seinen
Stern kreist.
Supernova
Sterne, die mindestens 8-mal
schwerer als unsere Sonne
sind, explodieren an ihrem
Lebensende.
Planet
bedeutet „Wandelstern“. Das Wort
stammt vom altgriechischen Begriff
„planes“, Wanderer, Umherschweifender.
Sterne nach Milliarden von Jahren ster-
ben, fliegen sie in einer Supernova, einer
gigantischen Explosion, auseinander. Da-
bei werden alle Atome und Bruchstücke
von Atomen aus dem Inneren des Sterns
weit in den Weltraum geschleudert.
Dort schweben sie dann als Gase
und Sternenstaub. Aus ca. 100
Arten von bekannten Atomen
und Mollekülen im freien
Sternstaub können sich
später stabile Planeten
mit so unterschiedlichen
Stoffen wie Metall, Stein,
Wasser oder Gas und
Luft zusammensetzen.
Auch wir Menschen be-
stehen aus Sternenstaub.
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