Erste Aufnahmen von Solar Orbiter der ESA werden veröffentlicht

Erste Aufnahmen von Solar Orbiter der ESA werden am 16. Juli veröffentlicht: Noch nie zuvor wurden Aufnahmen von der Sonne aus einer so geringen Entfernung gemacht.

Die ersten Aufnahmen von Solar Orbiter, der neuen ESA-Raumsonde zur Beobachtung der Sonne, werden am 16. Juli 2020 für die Öffentlichkeit freigegeben. Medienvertreter sind eingeladen, eine Online-Pressekonferenz zu verfolgen, die um 14.00 Uhr MESZ (13.00 Uhr BST) stattfinden wird, und mit den Wissenschaftlern hinter der Mission zu sprechen.

Die am 10. Februar gestartete Mission Solar Orbiter schloss Mitte Juni ihre Inbetriebnahmephase ab und führte eine erste Annäherung an die Sonne durch. Kurz darauf konnten die europäischen und amerikanischen Wissenschaftsteams, die für die 10 Instrumente der Mission verantwortlich sind, zum ersten Mal die gesamte Instrumenten-Suite konzertiert testen.

– Besser als erwartet

Trotz der Rückschläge, mit denen die Teams bei der Inbetriebnahme der Raumsonde und ihrer Instrumente inmitten der COVID-19-Pandemie konfrontiert waren, war die erste Abbildungskampagne ein großer Erfolg.

„Die ersten Bilder übertreffen unsere Erwartungen“, erklärt Daniel Müller, ESA-Projektwissenschaftler für Solar Orbiter. „Wir sehen bereits Hinweise auf sehr interessante Phänomene, die wir bisher noch nicht im Detail beobachten konnten. Die 10 Instrumente an Bord von Solar Orbiter funktionieren wunderbar und bieten zusammen eine ganzheitliche Sicht auf die Sonne und den Sonnenwind. Deshalb sind wir zuversichtlich, dass Solar Orbiter dazu beitragen wird, dass wir tiefgehende offene Fragen über die Sonne beantworten können.“

– Aufnahmen aus bisher unerreichter Nähe

Noch nie zuvor wurden Aufnahmen von der Sonne aus einer so geringen Entfernung gemacht. Während des ersten Perihels, dem sonnennächsten Punkt auf der elliptischen Umlaufbahn von Solar Orbiter, trennten nur etwa 77 Millionen Kilometer die Sonde von unserem Zentralgestirn, das entspricht etwa der Hälfte des Abstands zwischen Sonne und Erde. Die Raumsonde wird der Sonne noch viel näherkommen. Aktuell befindet sie sich in der Cruise-Phase und kreist in zunehmend engeren Ellipsen um die Sonne. In der wissenschaftlichen Phase, die Ende 2021 beginnt, wird sich die Raumsonde auf 42 Millionen Kilometer an die Sonnenoberfläche annähern, das ist näher als der Planet Merkur. Die Betreiber der Sonde werden die Umlaufbahn von Solar Orbiter schrittweise neigen, damit die Instrumente zum ersten Mal richtig auf die Pole der Sonne schauen können.

 Eine internationale Mission

Solar Orbiter ist eine Weltraummission in internationaler Zusammenarbeit zwischen ESA und NASA. Zwölf ESA-Mitgliedstaaten (Belgien, Deutschland, Frankreich, Großbritannien, Italien, Norwegen, Österreich, Polen, Schweden, Schweiz, Spanien, Tschechien, Frankreich und das Vereinigte Königreich) sowie die NASA trugen zur wissenschaftlichen Nutzlast bei. Dänemark, Finnland, Griechenland, Irland, Luxemburg, die Niederlande und Portugal leisteten einen Beitrag zum Bau der Sonde, aber nicht zur wissenschaftlichen Nutzlast.

Deutschland beteiligte sich an der Entwicklung von sechs der zehn Instrumente an Bord der Mission Solar Orbiter. Das Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (MPS) leitet das Team um das Doppelteleskop PHI (Polarimetric and Helioseismic Imager), das hochauflösende Messungen des Magnetfeldes der Sonne für die volle Sonnenscheibe liefern wird. Das MPS spielt eine wichtige Rolle bei drei weiteren Fernerkundungsinstrumenten: dem Extreme Ultraviolet Imager (EUI), dem Metis Coronagraph und dem Extreme Ultraviolet Imaging Spectroscope SPICE. Die Christian-Albrechts-Universität Kiel (CAU) ist stark am Energetic Particle Detector (EPD) beteiligt. Das Leibniz-Institut für Sonnenphysik (KIS) stellte ein wichtiges System für das PHI zur Verfügung. Das Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP) ist maßgeblich am Röntgenteleskop STIX (Spectrometer/Telescope for Imaging X-rays) beteiligt und hat auch zum Energetic Particle Detector (EPD) beigetragen. Die deutschen Unternehmen Airbus Deutschland, RCD, IABG, ETS, CERANOVIS, CAU, MTA und MTSP waren ebenfalls an der Bereitstellung von Komponenten für die Raumsonde beteiligt.

Ansprechpartner Medien in Deutschland:
Birgit Krummheuer – krummheuer@mps.mpg.

Österreich beteiligte sich an drei der zehn Instrumente sowie am Solar Orbiter selbst. Die Universität Graz leitete die wissenschaftliche Softwareentwicklung des Weltraumteleskops STIX, das Einblicke in die Beschleunigung hochenergetischer Teilchen in Sonneneruptionen liefert. Das Institut für Weltraumforschung Graz der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (IWF/ÖAW) entwickelte den Bordcomputer für das Radio- und Plasmawellen-Instrument (RPW) und trug zum Magnetometer (MAG) bei. Die österreichischen Unternehmen RUAG und Siemens waren ebenfalls an der Lieferung von Komponenten für die Raumsonde beteiligt.

Ansprechpartner Medien in Österreich:
Gerhild Leljak – University of Graz: gerhild.leljak@uni-graz.at
Alexandra Scherr – Space Research Institute, Austrian Academy of Sciences: alexandra.scherr@oeaw.ac.at

Die Schweiz ist an drei Instrumenten an Bord des Solar Orbiter beteiligt: dem Röntgenspektrometer/Teleskop STIX, mit Principal Investigator Säm Krucker vom Institut für Data Science FHNW, und den Instrumenten EUI (Extreme Ultraviolet Imager) und SPICE (Spectral Imaging of the Coronal Environment), mit Louise Harra, Direktorin des World Radiation Center Davos PMOD/WRC, als Co-Principal Investigator für EUI und Co-Investigator für SPICE. Die Schweizer Unternehmen RUAG und Almatech waren ebenfalls an der Lieferung von Komponenten für die Raumsonde beteiligt.

Ansprechpartner Medien in der Schweiz:
FHNW sandro.nydegger@fhnw.ch
PMOD/WRD sara.niedermann@dinatum.ch

Veranstaltungsprogramm

Die Öffentlichkeit kann eine Online-Pressekonferenz am Donnerstag, den 16. Juli, um 14.00 Uhr MESZ (13.00 Uhr BST) unter https://www.esa.int/esawebtv verfolgen.

Zu den Referenten gehören:

Daniel Müller – ESA-Projektwissenschaftler für Solar Orbiter

Holly R. Gilbert – NASA-Projektwissenschaftlerin für Solar Orbiter

David Berghmans – Königliches Observatorium von Belgien, Leitender Wissenschaftler des Extreme Ultraviolet Imager (EUI)

Sami Solanki – Direktor des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung, Leitender Wissenschaftler des Polarimetric and Helioseismic Imager (PHI)

Christopher J. Owen – Mullard Space Science Laboratory, University College London, Leitender Wissenschaftler des Solar Wind Analyser (SWA)

Jose-Luis Pellon-Bailon – Deputy Spacecraft Operations Manager für Solar Orbiter.

Medienvertreter mit gültigem Presseausweis können sich über https://www.esa.int/Contact/mediaregistration bis Mittwoch, 15. Juli, 12:00 Uhr MESZ anmelden. Fragen an die Referenten können über media@esa.int eingereicht werden.

Quelle:https://www.esa.int/Newsroom/Press_Releases/Einladung_an_die_Medien_ESA_zeigt_erste_Bilder_von_Solar_Orbiter


NASA, ESA to Release First Images from Solar Orbiter Mission

ESA/NASA's Solar Orbiter is returning its first science data, including images of the Sun taken from closer than any spacecraft

ESA/NASA’s Solar Orbiter is returning its first science data, including images of the Sun taken from closer than any spacecraft in history.Credits: ESA/ATG Medialab

Scientists from NASA and ESA (European Space Agency) will release the first data captured by Solar Orbiter, the joint ESA/NASA mission to study the Sun, during an online news briefing at 8 a.m. EDT Thursday, July 16. The briefing will stream live on NASA’s website.

In mid-June, Solar Orbiter made its first close pass of the Sun following its Feb. 9 launch, turning on all 10 of its instruments together for the first time. This flyby captured the closest images ever taken of the Sun. During the briefing, mission experts will discuss what these closeup images reveal about our star, including what we can learn from Solar Orbiter’s new measurements of particles and magnetic fields flowing from the Sun.

Participants in the briefing include:

  • Daniel Müller – Solar Orbiter Project Scientist at ESA
  • Holly R. Gilbert – Solar Orbiter Project Scientist at NASA
  • José Luis Pellón Bailón – Solar Orbiter Deputy Spacecraft Operations Manager at ESA
  • David Berghmans – Principal investigator of the Extreme Ultraviolet Imager (EUI) at the Royal Observatory of Belgium
  • Sami Solanki – Principal investigator of the Polarimetric and Helioseismic Imager (PHI) and director of the Max Planck Institute for Solar System Research
  • Christopher J. Owen – Principal investigator of the Solar Wind Analyser (SWA) at Mullard Space Science Laboratory, University College London

Members of the media interested in participating should register at https://www.esa.int/Contact/mediaregistration by 6 a.m. EDT Wednesday, July 15, to be able to ask questions during the briefing. For further questions please contact: media@esa.int

For more information on the Solar Orbiter mission, visit:

https://sci.esa.int/web/solar-orbiter/home

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Quelle: https://www.nasa.gov/press-release/nasa-esa-to-release-first-images-from-solar-orbiter-mission

Mondentstehung: Zwei Studien – Alter und Metallgehalt

Mond ist metallreicher als gedacht

Verborgene Ressourcen: Unter der Oberfläche des Mondes könnten sich mehr metallreiche Minerale verbergen als bislang angenommen. Indizien dafür liefern Messdaten, nach denen der Regolith in größeren und tieferen Mondkratern metallhaltiger ist als in kleineren. Das spricht dafür, dass der Metallgehalt des Mondgesteins mit zunehmender Tiefe steigt. Sollte sich dies bestätigen, wirft dies auch ein neues Licht auf die Entstehung des Mondes.

Die 2 Studien sind mal wieder ein ein gutes Beispiel, wie interessant und spanned die Raumfahrt ist. Kein Wissenschaftler, kein Lehrer und kein Buch auf der Welt kann uns sagen bzw. beantworten, wie unser Mond entstanden ist. Das ist schon krass.

Den Himmelskörper der uns am nächsten ist bzw, den wir direkt vor der Nase haben und Nachts sowie manchmal auch Tagsüber dutzende male gesehen haben. Der all gegenwärtig ist und auch Einfluss auf die Erde hat (Ebbe und Flut). Und das 2020 (21. Jahrhundert) noch andauert bei all der ganzen Modernen Technologie die wir auf den Mond, Asteroiden, Planeten schicken. Faszinierend und frustrierend zu gleich.

Immer nur ein vielleicht, könnte, dann wieder eine neue Theorie und wieder, könnte, vielleicht…. wie bei einem feißen Fleck auf der Landkarte. Obwohl das noch die einfachste Frage wäre, als die: Woher kommt das Leben auf der Erde/ gibt es Leben auf anderen Planeten.

Es bleibt weiterhin spannend und interessant.

Christian Dauck

Gängiger Theorie nach entstand der Mond durch eine katastrophale Kollision der jungen Erde mit dem marsgroßen Protoplanet Theia. Aus den verdampften Trümmern des ausgeschleuderten Materials bildete sich dann der Mond. Möglicherweise ist er der Erde deshalb geochemisch so ähnlich – er könnte vorwiegend aus irdischem Mantel- und Krustenmaterial bestehen. Wo allerdings dann die Überreste von Theia geblieben sind, ist bislang strittig.

Rätsel um Metallgehalt des Regoliths

Und noch ein Aspekt passt nicht ins Bild: Im lunaren Hochland enthält der Regolith weniger metallhaltige Minerale als vergleichbares irdisches Gestein – wie es bei einem Ursprung aus primär silikatreichem Mantelgestein der Erde zu erwarten wäre. Doch in den großen Maria des Mondes ist es genau anders herum: Dort enthalten einige Gesteine offenbar sogar mehr Metalle als ihre irdischen Gegenparts.

Wo aber kommt dieses Metall her? Eine mögliche Antwort könnten nun Forscher um Essam Heggy von der University of Southern California in Los Angeles gefunden haben. Denn ihre Studie liefert neue Hinweise auf die Beschaffenheit des lunaren Tiefgesteins. Dafür haben die Forscher Daten der NASA-Mondsonde Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) ausgewertet. Deren „Miniature Radio Frequency“-Instrument kann die dielektrische Leitfähigkeit des lunaren Regoliths messen und erlaubt damit Rückschlüsse darauf, wie viel Metall dieses Material enthält.

Überraschender Fund in lunaren Kratern

Die Analysen ergaben einen auffallenden Zusammenhang: Bei Mondkratern bis zu fünf Kilometer Durchmesser stieg die dielektrische Konstante des Regoliths mit der Kratergröße stetig an. Je größer der Krater, desto metallhaltiger wurde der Mondstaub am Kratergrund. Ab einem Durchmesser von fünf Kilometern jedoch scheint eine Art Plateau erreicht: Der Metallgehalt erhöhte sich auch bei zunehmender Kratergröße nicht mehr weiter.

„Dieser Verlauf war überraschend – wir hatten vorher keinen Grund anzunehmen, dass es diesen Zusammenhang gibt“, sagt Heggy. Doch was steckt dahinter? Die Forscher vermuten, dass dies mit der Wucht der Einschläge zu tun hat: Größere Brocken hinterlassen größere Krater, dringen aber auch tiefer in die Mondoberfläche ein. Ab einer bestimmten Größe wird dabei sogar Material aus dem lunaren Mantel ausgeschleudert, wie kürzlich Messungen eines chinesischen Mondrovers bestätigten.

Metallreicher in der Tiefe?

Das aber bedeutet: Am Grund der größeren Mondkrater findet sich Gestein aus den tieferen Schichten des Mondes – und dieses enthält offenbar mehr Eisen, Titan und andere Metalle als das meiste Oberflächengestein. „Die plausibelste Erklärung für die beobachtete Variabilität ist ein Anstieg des Metallgehalts mit der Tiefe, das heißt innerhalb der oberen Kilometer der Mondkruste“, sagen Heggy und seine Kollegen.

Die scheinbare Metallarmut des lunaren Regolith täuscht demnach: Unter seiner Oberfläche könnte der Erdtrabant deutlich metallreicher sein als bislang angenommen. An die Oberfläche gelangt dieses Material aber nur dort, wo entweder große Einschläge bis in diese Tiefen vorgedrungen ist oder aber wenn Lava aus dem Mondinneren metallhaltige Schmelzen ans Tageslicht brachte, wie in den Mondmaren.

Neue Sicht auf Mondentstehung

Sollte sich dies bestätigen, wirft dies auch ein neues Licht auf die Entstehung des Mondes. Denn dann bekam unser Trabant bei der katastrophalen Kollision vielleicht doch mehr als nur Mantel- und Krustentrümmer von der Erde mit. „Unsere Ergebnisse werfen die Frage auf, was dies für die gängigen Hypothesen zur Mondbildung bedeutet“, sagt Heggy. Tatsächlich könnten diese Funde eine Hypothese stützen, nach der die Erde bei der Kollision mit Theia sogar komplett verdampfte. Aus den Trümmern bildet sich dann erst die Erde neu, dann der Mond.

„Wenn wir herausfinden, wie viel Metall sich tatsächlich unter der Oberfläche des Mondes verbirgt, dann könnte dies helfen, die vielen Widersprüche zu klären und herauszufinden, wie sich der Mond gebildet und entwickelt hat“, so Heggy. Er und sein Team haben nun begonnen, noch weitere Krater auf dem Mond auf ihre Leitfähigkeit und ihren Metallgehalt zu untersuchen.

In jedem Fall unterstreichen diese Ergebnisse aufs Neue, dass der Mond noch lange nicht vollständig erforscht und verstanden ist. „Dieses aufregende Ergebnis zeigt, dass wir auch heute noch immer wieder neue Entdeckungen über die Vergangenheit unseres nächsten Nachbarn machen“, sagt Koautor Noah Petro vom Goddard Space Flight Center der NASA. (Earth and Planetary Science Letters, 2020; doi: 10.1016/j.epsl.2020.116274)

Quelle: NASA/ Goddard Space Flight Center, University of Southern California

Quelle: https://www.scinexx.de/news/kosmos/ist-der-mond-metallreicher-als-gedacht/

Der etwas jüngere Mond

Trabant der Erde fast 100 Millionen Jahre jünger als bisher angenommen

  • Der Trabant der Erde entstand aus den Trümmern, die bei der Kollision mit einem Protoplaneten aus der jungen Erde geschlagen wurden.
  • Dabei heizte sich der Mond so stark auf, dass er einen über tausend Kilometer tiefen Magmaozean bekam, der in 200 Millionen Jahren auskristallisierte.
  • Mit neuen Modellrechnungen konnten DLR-Planetologen und von der Universität Münster diese Ereignisse mit der Zeit der Mondentstehung in Verbindung setzen.
  • Sie fanden heraus, dass der Mond vor 4,425 Milliarden Jahren entstand, fast 100 Millionen Jahre später, als bisher angenommen.
  • Schwerpunkte: Planetenforschung, Planetengeophysik, Modellierung, Raumfahrt
Die Geburtsstunde des Mondes
Kaum dass das Sonnensystem vor 4,57 Milliarden Jahren entstanden war, hatten sich innerhalb weniger Zehnermillionen Jahre die Planeten entwickelt. Gleichzeitig vagabundierten noch viele Protoplaneten durch das junge Sonnensystem, die in manchen Fällen auf Kollisionskurs mit den jungen Planeten gerieten. Auch die Erde wurde vor 4,425 Milliarden Jahren von einem dieser Protoplaneten getroffen. Es war die Geburtsstunde des Mondes, die Wissenschaftler vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster nun mit Modellrechnungen ermitteln konnten. Damit ist der Mond etwas jünger, als bisher angenommen. Der einschlagende Protoplanet könnte die Größe des Planeten Mars gehabt haben und schleuderte enorme Mengen an Gestein des Erdmantels, das teilweise sogar verdampfte, ins All. Aus diesen Bestandteilen entstand in wenigen Tausend Jahren der Mond.

Die Geburtsstunde des Mondes schlug etwas später, als bisher vermutet. Sie ereignete sich, als ein marsgroßer Protoplanet bei der Kollision mit der jungen Erde zwar zerstört wurde, aber aus den Trümmern dieser Katastrophe ein neuer Körper entstand – der Mond. Planetengeophysiker um Maxime Maurice vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster (WWU) haben nun mit einem neuen numerischen Modell rekonstruiert, wann dies geschah: vor 4,425 Milliarden Jahren. Die bisherigen Annahmen für die Entstehung des Mondes gingen von 4,51 Milliarden Jahren aus, also 85 Millionen Jahre früher als jetzt berechnet. Der Mond ist also fast 100 Millionen Jahre jünger, als bisher angenommen. Davon berichten die Wissenschaftler heute im Wissenschaftsmagazin Science Advances.

Das Sonnensystem war vor viereinhalb Milliarden Jahren noch eine ziemlich chaotische Welt. Die Erde wuchs gerade zu ihrer heutigen Größe heran: Der Planet, auf dem wir heute leben, sammelte noch immer Materie in Form von so genannten ‚Planetesimalen‘ auf, die sich zuvor in der die junge Sonne umkreisenden Scheibe aus Staub und Gas gebildet hatten. Die junge Erde konsolidierte, dabei wurde sie in ihrem Inneren ständig heißer. Immer größere Anteile des Gesteinsmantels schmolzen auf und bildeten einen Magmaozean. Zu jener Zeit bekam die Erde auch ihren Trabanten, der sie bis heute umkreist. Er ist das Ergebnis einer gewaltigen kosmischen Kollision der Erde mit einem Protoplaneten, bei dem Gestein aus der jungen Erde herausgeschleudert wurde und sich zu einem neuen planetaren Körper zusammenballte, dem Mond.

Über die Entstehungsgeschichte sind sich die meisten Wissenschaftler im Prinzip zwar einig, nicht aber über den Vorgang im Einzelnen und vor allem nicht über den Zeitpunkt. „Das Ergebnis unserer Modellierungen legt nahe, dass die junge Erde rund 140 Millionen Jahre nach der Geburt des Sonnensystems vor 4,567 Milliarden Jahren von einem Protoplaneten getroffen wurde. Das geschah nach unseren Berechnungen vor 4,425 Milliarden Jahren – mit einer Unsicherheit von 25 Millionen Jahren,“ fasst Maxime Maurice vom Berliner DLR-Institut für Planetenforschung und Erstautor der Studie die Untersuchungen zusammen. „Das war die Geburtsstunde des Mondes.“

Die Entwicklung der Erde zu einem Planeten war zu diesem Zeitpunkt gerade abgeschlossen. In deren Verlauf sanken im Inneren der Erde die schweren, metallischen Bestandteile ins Zentrum und bildeten einen Kern aus Eisen und Nickel, der nun von einem mächtigen Mantel aus silikatischen Gesteinen umgeben war. Die Mantelgesteine wurden durch die ‚Akkretion‘, dem Zusammenballen der Materie, und der Wärme aus dem Zerfall radioaktiver Elemente immer heißer, so dass eine Trennung von Metall und Silikat im Inneren der Erde innerhalb von einigen Zehnermillionen Jahren stattfinden konnte.

Ein planetarer Volltreffer als Geburtsstunde des Mondes

In diesem Stadium wurde die Erde von einem vielleicht marsgroßen Protoplaneten getroffen, der unter dem Namen Theia in der Sonnensystemforschung kursiert; Theia ist in der griechischen Mythologie eine der Titaninnen und die Mutter der Mondgöttin Selene. In der Frühzeit des Sonnensystems dürften zahlreiche Körper dieser Art existiert haben: Zum Teil wurden sie aus dem Sonnensystem hinausgeschleudert, oder aber sie wurden durch Kollisionen mit anderen Körpern zerstört. Theia indes traf die Erde mit voller Wucht und schleuderte so viel Material aus dem Erdmantel, dass sich daraus der Mond formen konnte. Bei diesem heftigen Aufprall bildete sich auf der frühen Erde ein Magmaozean aus glühend heißem, geschmolzenen Gestein von mehreren tausend Kilometern Tiefe. Von Theia gibt es nach dieser gewaltigen Kollision heute keine Spuren mehr, die man nachweisen könnte.

Magmaozean und erste Gesteinskruste auf dem Mond
Während sich der Mond vor 4,425 Milliarden Jahren zu einer Kugel von etwa 1700 Kilometer Durchmesser formte, heizte sich sein Inneres durch die Energie, die beim Zusammenballen frei wurde stark auf. Das Gestein schmolz und es bildete sich ein möglicherweise mehr als tausend Kilometer tiefer Ozean aus Magma. Später bildeten sich leichte Gesteine, die an die Oberfläche aufschwammen und eine erste Kruste auf dem Mond bildeten. Diese Kruste isolierte den Mond gegenüber dem Weltall ab, so dass der Magmaozean darunter nur langsam abkühlte. Erst nach etwa 200 Millionen Jahren war der Mond vollständig erstarrt.

Um die bei diesem Ereignis ausgelöste Entstehung des Mondes nachvollziehen zu können, erfordert es einiges an Vorstellungsvermögen und Phantasie: Die Kollision der beiden Körper verdampfte mit ihrer gewaltigen Energie auch eine riesige Menge an Gestein aus dem frühen Erdmantel. Es wurde herausgeschleudert und sammelte sich in einem Ring aus Staub um die Erde, ehe es sich dort wieder zu Gestein zusammenballte. „Daraus entstand in kurzer Zeit, in vermutlich nur wenigen Tausend Jahren, der Mond“, erklärt Professorin Doris Breuer vom DLR und Co-Autorin der Studie.

Das älteste Mondgestein ist nicht alt genug

Über die Entstehungsgeschichte des Mondes herrscht unter Wissenschaftlern weitgehend Einigkeit. Allerdings konnten sie bis jetzt die Entstehung des Mondes nicht genau datieren, da es keine von den Astronauten der sechs Apollo-Missionen und den drei robotischen sowjetischen Luna-Missionen zur Erde gebrachten Mondgesteine gibt, die das Entstehungsalter des Erdtrabanten direkt konservieren. Mithilfe einer neuen, indirekten Methode haben die Forscher vom DLR und der WWU rekonstruiert, wann der Mond entstanden ist. „Unsere Berechnungen zeigen, dass dies höchstwahrscheinlich ganz am Ende der Erdentstehung geschah“, schildert Sabrina Schwinger, eine weitere Co-Autorin der Studie den zeitlichen Ablauf.

Nicht nur die Erde hatte in ihrer frühen Jugend einen Magmaozean. Auch im jungen Mond konnte sich durch Akkretionsenergie ein Magmaozean entwickeln. Der Mond schmolz fast vollständig auf und wurde, wie auch die Erde, von einem möglicherweise über tausend Kilometer tiefen Magmaozean bedeckt. Dieser Magmaozean begann zwar schnell zu kristallisieren und bildete an der Oberfläche, der ‚Schnittstelle‘ zum kalten Weltall, eine Mondkruste aus aufschwimmenden leichten Kristallen. Aber unter dieser isolierenden Kruste, die das weitere Abkühlen und Auskristallisieren des Magmaozeans bremste, blieb der Mond noch lange geschmolzen. Bisher konnten Wissenschaftler nicht feststellen, wie lange es dauerte, bis der Magmaozean vollständig kristallisiert war – weshalb sie auch nicht ausmachen konnten, wann sich der Mond ursprünglich bildete.

Für die Berechnung der Lebensdauer des Magmaozeans des Mondes verwendeten die Wissenschaftler in ihrer aktuellen Studie ein neues Computermodell, das erstmals die Vorgänge bei der Kristallisation des Magmaozeans umfassend berücksichtigte. „Die Ergebnisse des Modells zeigen, dass der Magmaozean des Mondes langlebig war und es fast 200 Millionen Jahre dauerte, bis er vollständig zu Mantelgestein auskristallisierte“, betont Maxime Maurice. „Die Zeitskala ist viel länger als in früheren Studien berechnet“, ergänzt DLR-Kollege Dr. Nicola Tosi, zweiter Autor der Studie und Betreuer der Doktorarbeit von Maxime Maurice, deren Ergebnis in dieser Studie zusammengefasst ist. „Ältere Modelle gingen von einer Kristallisationsdauer von nur 35 Millionen Jahre aus.“

Kristallisationsmodelle zeigten das Alter des Mondes – und der Erde

Um auch das Alter des Mondes zu bestimmen, mussten die Wissenschaftler noch einen Schritt weitergehen. Sie berechneten, wie sich die Zusammensetzung der magnesium- und eisenreichen Silikatmineralien, die sich während der Kristallisation des Magmaozeans bildeten, mit der Zeit veränderte. Das Ergebnis: Die Forscher stellten eine kontinuierliche Veränderung der Beschaffenheit des verbleibenden Magmaozeans im Laufe der fortschreitenden Kristallisation fest. Diese Erkenntnis ist von Bedeutung, da die Autoren so die Bildung verschiedener Gesteine vom Mond mit einem bestimmten Stadium in der Entwicklung seines Magmaozeans in Verbindung bringen konnten. „Durch den Vergleich der gemessenen Zusammensetzung der Mondgesteine mit der vorhergesagten Zusammensetzung des Magmaozean aus unserem Modell konnten wir die Entwicklung des Ozeans bis zu seinem Ausgangspunkt, dem Entstehungsalter des Mondes, zurückverfolgen“, erklärt DLR-Planetenforscherin Sabrina Schwinger.

Die Ergebnisse der Wissenschaftler zeigen, dass der Mond vor 4,425±0,025 Milliarden Jahren entstanden ist. Dieses genaue Alter des Mondes stimmt bemerkenswert gut mit einem zuvor aus dem Verhältnis von irdischen Uran- und Bleiisotopen bestimmten Alter für die Bildung des metallischen Erdkerns überein, mit dem die Entstehung des Planeten Erde ihren Abschluss fand. „Es ist das erste Mal, dass das Alter des Mondes direkt mit einem Ereignis in Verbindung gebracht werden kann, das ganz am Ende der Erdentstehung passierte, nämlich der Entstehung des Kerns der Erde“, betont Prof. Dr. Thorsten Kleine vom Institut für Planetologie in Münster.

Förderung:
Die Arbeiten wurden im Rahmen des Sonderforschungsbereichs Transregio 170 „Späte Akkretion auf terrestrischen Planeten“ und der Helmholtz-Nachwuchsgruppe „Early Dynamics of the terrestrial planets“ durchgeführt und von der Deutschen Forschungsgemeinschaft und der Helmholtz-Gemeinschaft gefördert.


Originalpublikation:
M. Maurice, N. Tosi, S. Schwinger, D. Breuer, T. Kleine (2020). A long-lived magma ocean on a young MoonScience Advances; DOI: 10.1126/sciadv.aba8949

Quelle: https://www.dlr.de/content/de/artikel/news/2020/03/20200710_der-etwas-juengere-mond.html

WIE KOMMT DAS GANZE METALL AUF DEN MOND?

Eine neue Studie zeigt: der Mond ist voller Metall. Damit stellt die Untersuchung die bisherigen Erkenntnisse über die Mondentstehung in Frage. Bisher wurde angenommen, dass der Mond aus einer Kollision mit der Erde entstand. Doch die lief vermutlich anders ab, so die Forscher. Denn sonst gäbe es keine Erklärung für das ganze Metall.

Der Mond und die Erde sind ein seltsames Paar. Die Menschen verehren ihn und ohne ihn würde es die Menschheit wohl nicht geben. Denn er hält die Erde in einer stabilen Neigung. Wie der Erdtrabant aber entstanden ist, darüber scheiden sich die Geister. Eine neue Studie zeigt: Es war alles wohl ganz anders als gedacht. Zumindest muss das Mondmetall irgendwoher kommen. 

Eine weitverbreitete These besagt, dass der Mond durch eine Kollision entstanden sei. Der marsgroßer Protoplanet Theia sei mit der jungen Erde zusammengestoßen. Dabei gelangte ein großer Teil der Erdkruste ins Weltall. Aus dieser Schicht, die nun in der Umlaufbahn umherschwirrte, bildete sich allmählich der Mond.  

Einen großen Haken hat diese Hypothese jedoch: Die neusten Untersuchungen des Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) der US-amerikanischen Raumfahrtbehörde NASA zeigen, dass der Staub am Boden der Mondkrater metallhaltig ist. Dieses Material kann aber nicht von der Erde stammen. Denn auf unserem Heimatplaneten befinden sich solche Metalle erst in den tieferen Erdschichten. Bei der Kollision mit Theia wäre aber nur die obere Erdkruste ins Weltall gelangt.  

MOND: MEHR EISENOXID ALS AUF DER ERDE?

Auf dem Mond gibt es aber sehr viel Eisenoxide. Die Konzentration ist sogar höher als auf der Erde. Diese Erkenntnis ist für Wissenschaftler nicht neu. Doch wie kommt das ganze Metall auf den Mond? Dieser Frage hat sich das Team um Nasaforscher Essam Heggy gestellt. Gemeinsam haben sie die Ergebnisse des Miniatur-Radiofrequenz-Instrumentes an Bord des Mond-Orbiters LRO untersucht. 

Es ist möglich, dass die Diskrepanz zwischen der Eisenmenge auf der Erdkruste und dem Mond noch größer sein könnte, als von Wissenschaftlern angenommen, was das derzeitige Verständnis der Entstehung des Mondes in Frage stellt.University of Southern California

Die Kraterlandschaft des Mondes können wir mit dem bloßen Auge von der Erde aus erkennen. Diese Krater entstanden durch Meteoriteneinschläge. Je nach Größe und Geschwindigkeit der Meteoriten sind einige Krater größer und tiefer als andere. Dennoch haben die Einschläge eines gemeinsam: sie dringen in die Mondoberfläche ein. Dabei werden Materialien aus den unteren Mondschichten nach oben gedrückt.Aufgehende Erde – fotografiert vor der Landung aus dem Mondorbit der Apollo 11-Mission, 1969.Bildrechte: NASA / Apollo 11 Mission

„Beim Vergleich des Metallgehalts am Boden größerer und tieferer Krater mit dem der kleineren und flacheren Krater stellte das Team höhere Metallkonzentrationen in den tieferen Kratern fest.University of Southern California“

DREI MÖGLICHE ERKLÄRUNGEN ZUM MONDMETALL

Die Forscher haben drei mögliche Erklärungen parat, denen sie auf den Grund gehen wollen. Zum einen kann es sein, dass die die Kollision mit Theia für unsere frühe Erde verheerender war als angenommen. Durch den Zusammenstoß wären viel tiefere Abschnitte aus der Erdoberfläche in die Umlaufbahn gelangt. Theia hätte nicht nur an der Erdkruste gekratzt.

Zum anderen könnte es sein, dass die Kollision zwischen Theia und der Erde viel früher stattgefunden hat. Die Erde müsste zu diesem Zeitpunkt noch sehr jung gewesen sein. So jung, dass sie von einem Magma-Ozean bedeckt war. Dadurch könnte flüssiges Metall in den Weltraum gelangt sein. Dieses hätte sich dann gemeinsam mit anderen Materialien zum heutigen Mond geformt.

Ebenso wäre es möglich, das die noch heiße Mondoberfläche anders abgekühlt sei, als angenommen. Das viele Metall deutet zumindest auf einen komplizierten Abkühlungsprozess der geschmolzene Mondoberfläche hin.

WEITERE UNTERSUCHUNGEN FOLGEN
Für den Hauptforscher am Miniatur-Radiofrequenz-Instrumentes des Lunar Orbiter sind die neuen Erkenntnisse großartige Neuigkeiten. Wes Patterson ist froh darüber, dass „die LRO-Mission uns immer wieder mit neuen Einsichten in die Ursprünge und die Komplexität unseres nächsten Nachbarn überrasche.“

Somit war dies nicht der letzte Einsatz des Miniatur-Radiofrequenz-Instruments. Die Kraterböden des Mondes sollen auch in Zukunft mit weiteren Radarmessungen beobachtet werden. Dadurch könnten die ersten Ergebnisse der Studie um Heggys Team überprüft werden und man würde neue Erkenntnisse über den Erdtrabanten erhalten.

Die Studie ist unter dem Titel „Bulk composition of regolith fines on lunar crater floors: Initial investigation by LRO/Mini-RF“ in Earth and Planetary Science Letters erschienen.

Quelle: https://www.mdr.de/wissen/umwelt/woher-kommt-das-ganze-metall-auf-dem-mond-100.html

Marsmission der Vereinigten Arabischen Emirate vor ihrem Start

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Die Hope-Sonde der Vereinigten Arabischen Emirate soll ein ganzjähriges Bild der Marsatmosphäre vermitteln.

Die Hope Mars Mission der Vereinigten Arabischen Emirate ist aus vielen Gründen eine Premiere. Wenn der Satellit 2021 die Umlaufbahn des roten Planeten erreicht , ist er die erste Sonde, die ein vollständiges Bild der Marsatmosphäre liefert und einen ganzheitlichen Blick auf die Veränderung des Marsklimas im Laufe des Jahres bietet. Es ist auch die erste interplanetare Mission, die von einem arabischen Land mit muslimischer Mehrheit geleitet wird.

Die VAE-Vereinigten Arabischen Emirate machen wahrscheinlich den Anfang und Leuten somit den Start der Mars-Missionen im Juli 2020 zum roten Planeten ein.

„Die Raumsonde heißt Hoffnung, auf Arabisch: „al-Amal“, und soll als erste Mission eines arabischen Landes den Mars erreichen. Am 14. Juli soll sie von einer japanischen H-IIA-Rakete ins All geschossen werden – und damit eine Botschaft an alle Nachbarstaaten der Emirate schicken“

Gefolgt von China und der USA die später, im Juli 2020 starten.

Wenn die Missionen der VAE-Vereinigten Arabischen Emirate und China erfolgreich sind werden sie neben der Wissenschaftlichen Forschung außerdem der Liste der Elite-Nationen beitreten, die erfolgreich Raumsonden in die Umlaufbahn um den „Roten Planeten“ gebracht haben. Bisher konnten nur die USA, die ehemalige Sowjetunion, die Europäische Weltraumorganisation und Indien solche Missionen starten.

Christian Dauck

„Die Absicht war nicht, der Welt eine Botschaft oder Erklärung zu übermitteln“, sagte Sarah Al Amiri, Vorsitzende des Wissenschaftsrates der VAE und stellvertretende Projektmanagerin der Emirates Mars Mission, im März gegenüber CNET . „Für uns war es eher eine interne Verstärkung dessen, worum es in den VAE geht.“  

Der Satellit wird die Verbindungen zwischen der unteren und oberen Marsatmosphäre untersuchen und untersuchen, was den Verlust von Wasserstoff und Sauerstoff in den Weltraum verursacht. Es wird zwei Jahre lang Daten sammeln, nachdem es im Februar 2021 seine Umlaufbahn um den Mars erreicht hat. Es besteht die Möglichkeit, die Mission bis 2025 zu verlängern.

An Bord von Hope befinden sich drei Instrumente, mit denen die Sonde die Marsatmosphäre intensiver untersuchen kann. Es gibt eine hochauflösende Kamera, die als Emirates eXploration Imager (EXI) bekannt ist, einen UV-Imager, der als Emirates Mars Ultraviolett-Spektrometer (EMUS) bekannt ist, und einen Scan-Infrarot-Imager, der als Emirates Mars InfraRed Spectrometer (EMIRS) bezeichnet wird.

Orginalmeldung auf Englisch: https://www.cnet.com/how-to/the-hope-mars-mission-how-to-watch-the-uaes-historic-launch-live/

Marsmission in den VAE: Ingenieure aus den Emiraten erwarten, dass Japans Regenzeit rechtzeitig zum Start endet

Zusammenbau der Rakete

Die Ingenieure aus den Emiraten sind zuversichtlich, dass die Regenzeit Japans rechtzeitig zum Start des Mars-Raumfahrzeugs der VAE endet, das nun acht Tage entfernt ist.

Eine Rekordmenge an Regen, Überschwemmungen und Erdrutschen traf letzte Woche die Präfektur Kagoshima, zu der auch die Inselstadt Tanegashima gehört.

Tanegashima Island, der Startort der Sonde, ist normalerweise feucht, hat aber in letzter Zeit viel Regen, starken Wind und bewölktes Wetter gesehen.

Raketenstarts werden bei instabilem Wetter häufig verschoben, da starke Winde, Blitze oder Regen den Start stören können.

„Wir gehen davon aus, dass die Regenzeit in wenigen Tagen endet“, sagte Suhail Al Dhafri, stellvertretender Projektmanager der Emirates Mars Mission, während eines virtuellen Medienbriefings am Montag.

Herr Dhafri sagte, dass mehrere Wetterkontrollen Tage vor dem Start und eine stündliche Kontrolle am großen Tag durchgeführt werden, die den Status des Abhebens bestimmen wird.

Die Regenzeit dauert normalerweise von Mai bis Mitte Juli auf der Insel Tanegashim.

Der Start ist für den 15. Juli, 12.51 Uhr (VAE-Zeit) geplant und fällt in ein Startfenster, das bis zum 3. August dauert. Wenn dies verpasst wird, ist eine weitere Gelegenheit zwei Jahre lang nicht verfügbar, da dann Erde und Mars das nächste Mal ausgerichtet werden .

In der Vergangenheit wurden mehrere Raketenstarts von der Insel Tanegashima wegen schlechten Wetters verschoben. Der letzte war im September 2018, als sich eine Frachtmission zur Internationalen Raumstation wegen eines Taifuns verzögerte.

Neben dem Wetter ist die Covid-19-Pandemie seit mehreren Monaten eine Herausforderung, die dem Team Transportprobleme bereitet.

Der ursprüngliche Plan war, 13 Ingenieure zum Startort zu schicken, die Anzahl wurde jedoch aufgrund von Reisebeschränkungen auf acht reduziert. Die Verantwortlichkeiten wurden auf das kleine Team am Startort aufgeteilt. Die verbleibenden Ingenieure bleiben in den VAE, um an anderen Aspekten der Mission zu arbeiten.

Das Raumschiff und das Team reisten vorsorglich im April zum Tanegashima Space Center. Die Ingenieure wurden 15 Tage lang unter Quarantäne gestellt und führen seit ihrer Freilassung Tests an der Sonde durch.

Es gibt Sicherheitsmaßnahmen, um das Team, das sich täglichen Gesundheitskontrollen unterzieht, vor dem Virus zu schützen.

„Die Insel ist sehr isoliert und es gibt hier nur sehr begrenzte Transportmöglichkeiten“, sagte Al Dhafri.

„Trotzdem geben uns die Gesundheitsexperten regelmäßige Gesundheitschecks.

„Coronavirus ist kein Hindernis für uns“, sagte er.

Das Raumschiff wurde auch dekontaminiert, bevor es nach Japan verschifft wurde. Dies beinhaltete ein „Ausheizen“, bei dem das Fahrzeug extremen Temperaturen ausgesetzt wird, um unerwünschte Materialien zu entfernen.

Hope wurde mit 800 kg Wasserstoff betrieben und der nächste Schritt besteht darin, ihn an der Rakete zu befestigen.

Es wird mit der H-IIA-Rakete von Mitsubishi Heavy Industries gestartet, die eine Erfolgsquote von 97,6 Prozent aufweist.

Die H-IIA-Rakete von Mitsubishi Heavy Industries wird Hoffnung in den Weltraum bringen.

Die Vereinigten Arabischen Emirate nutzten diese Rakete 2018, um ihren ersten zu 100 Prozent in den Emiraten gebauten Satelliten KhalifaSat zu starten.

Orginalmeldung auf Englisch: https://www.thenational.ae/uae/science/uae-mars-mission-emirati-engineers-expect-japan-s-rain-season-to-end-in-time-for-launch-1.1044896

Das Projekt befindet sich in der Phase der Startkampagne

Die Mission hat die letzte Phase vor dem Start erreicht, in der das Raumschiff und die Trägerrakete auf den großen Tag vorbereitet sind.

Hope ist bereits betankt und bereit, in die Verkleidung eingesetzt zu werden – eine externe Struktur, die das Raumschiff auf der Rakete schützt – und wird diese Woche auf der H-IIA-Rakete montiert.

Orginalmeldung auf Englisch: https://www.thenational.ae/uae/science/uae-mars-mission-here-s-what-launch-day-will-look-like-1.1043174#12

Laut einem NASA-Wissenschaftler soll die Mars-Sonde der VAE wichtige Daten über getrockneten Flussbetten erfassen

Die Hope-Sonde der VAE-Vereinigten Arabischen Emirate

Das Raumschiff Hope der VAE könnte bahnbrechende Daten darüber liefern, warum die alten Flusssysteme des Mars ausgetrocknet sind, hat ein führender Nasa-Wissenschaftler behauptet.

Dr. Jim Rice sagte, die Höhenpositionierung der Emirates Mars Mission-Sonde könne dazu beitragen, viele der wichtigsten Rätsel des Roten Planeten zu lösen.

Derzeit gibt es sechs relativ niedrig umlaufende Raumschiffe aus Europa, Indien und den USA, die den Mars umkreisen.

Wenn Hope im Juli dieses Jahres startet, wird es sich in einer elliptischen Umlaufbahn zwischen 22.000 km und 44.000 km von der Oberfläche des Planeten befinden.

Wissenschaftler hoffen, dass die Sonde durch die zusätzliche Höhe wichtige Daten zur Mars-Temperatur sowie zu anderen Wetterbedingungen abrufen kann.

„Die anderen [Sonden], wie der Mars Reconnaissance Orbiter, der European Trace Gas Orbiter, die Nasa MAVEN-Mission und alle früheren Missionen aus den 1970er Jahren, waren Missionen mit niedriger Umlaufbahn“, sagte Dr. Rice, Leiter des Geologieteams des Mars Exploration Rover-Projekt an der Nasa.

„Sie haben hauptsächlich versucht, hochauflösende Bilder der Oberfläche zu erhalten. Für Wettersatelliten ist es am besten, viel höher platziert zu sein, was das Ziel der Hope-Mission ist. “

Die Hope-Sonde der VAE wird voraussichtlich Mitte Juli vom japanischen Tanegashima Space Center auf einer kleinen Insel im äußersten Süden des Landes aus starten.

Sobald es sich in der Umlaufbahn befindet, bildet es alle 55 Stunden einen vollständigen Mars-Kreis, viel länger als vorhandene Raumschiffe.

Der Mars Reconnaissance Orbiter benötigt derzeit 112 Minuten, um die Schleife abzuschließen, während der Trace Gas Orbiter 120 Minuten und der MAVEN viereinhalb Stunden benötigt. Dies liegt daran, dass sich beide weit näher an der Oberfläche des Roten Planeten befinden.

In einem Gespräch mit The National in der vergangenen Woche sagte Dr. Rice, die Wissenschaftler hätten gehofft, dass neue, detaillierte atmosphärische Daten Aufschluss darüber geben könnten, was den trostlosen Zustand des Mars verursacht hat.

Experten glauben, dass einst flüssiges Wasser auf seiner Oberfläche existierte, was durch den Nachweis spezifischer Mineralien sowie herausragender geologischer Merkmale belegt wird.

„Die Hoffnung wird den gesamten Planeten sehen und die gesamte Atmosphäre zu verschiedenen Tageszeiten beobachten und studieren können“, sagte Dr. Rice.

„Geologie war schon immer der Hauptschwerpunkt aller früheren Missionen, aber der Mars hatte nicht viele Missionen mit dem Schwerpunkt Wetter. Die Hope-Mission bietet das. “

„Wir sehen alle getrockneten Flussbetten, wir wissen, dass es auf dem Mars Seen gab, vielleicht sogar Ozeane.

„Diese Dinge können heute nicht existieren, weil der atmosphärische Druck zu gering ist. Die Atmosphäre muss [in der Vergangenheit] dicker gewesen sein, damit flüssiges Wasser auf der Oberfläche vorhanden sein kann.

„Das Klima des Mars zu verstehen, ist eine der großen Fragen, und wann und was diese Veränderung verursacht hat.

„Alle Informationen, die wir erhalten können, können uns helfen, die Lücken in unserer Wissensbasis zu schließen.“

Wenn Hope seine Umlaufbahn erreicht, werden drei Bordinstrumente – ein Infrarot- und Ultraviolett-Spektrometer sowie eine Kamera – den Planeten untersuchen.

Das Gerät wird sich insbesondere darauf konzentrieren, wie große Staubstürme auf seiner Oberfläche dazu führen, dass Wasserstoffgas in höhere Bereiche seiner Atmosphäre gelangt.

Es ist diese Bewegung von Wasserstoff, von der Experten glauben, dass sie zur Ausdünnung der Marsatmosphäre beitragen und dazu führen könnte, dass die Flussbetten austrocknen.

Bevor Hope jedoch mit der Datenerfassung beginnen kann, müssen Wissenschaftler die Sonde zunächst in die richtige Umlaufbahn bringen.

Dr. Rice beschrieb diese Aufgabe als „sehr schwierig“, da etwa 45 Prozent der Mars-Missionen, unabhängig davon, ob es sich um Landungsboote oder Orbiter handelt, zum Scheitern führen.

Heute ist Indien bislang das einzige Land, das bei seinem ersten Versuch erfolgreich eine Sonde in die Umlaufbahn um den Planeten gebracht hat.

„Es wird eine große Leistung sein, wenn die Mission erfolgreich ist“, sagte Dr. Rice. „Selbst das Fliegen im Orbit war schwierig.

Orginalmeldung auf Englisch: https://www.thenational.ae/uae/science/uae-mars-probe-to-capture-vital-data-on-dried-riverbeds-nasa-scientist-says-1.984699

Arabische Weltraummission: Emirate schicken die Raumsonde „al-Amal“ zum Mars

Die Raumsonde heißt Hoffnung, auf Arabisch: „al-Amal“, und soll als erste Mission eines arabischen Landes den Mars erreichen. Am 14. Juli soll sie von einer japanischen H-IIA-Rakete ins All geschossen werden – und damit eine Botschaft an alle Nachbarstaaten der Emirate schicken:

„Wenn die Vereinigten Arabischen Emirate es schaffen, den Mars zu erreichen, könnt ihr noch viel mehr. In der arabischen Geschichte hatte diese Region einen großen Anteil daran, Wissen zu generieren. Wir haben aber damit aufgehört; die Region hat sich zurückentwickelt und ist ins Chaos gestürzt.“

Omran Sharaf und sein Team möchten nicht weniger als eine Kehrtwende einleiten, zumindest für die Emirate. Der Luft- und Raumfahrtingenieur leitet die Marsmission.

Mit „al-Amal“ soll der Verlust der Mars-Atmosphäre untersucht werden

Das Vorhaben ist ehrgeizig: Eine 1,3 Tonnen schwere Marssonde, die sogar massereicher ist als die erste ESA-Mission zum Roten Planeten.

Die arabische Raumsonde soll mit drei Instrumenten an Bord die anderen acht derzeit aktiven Missionen am Mars ergänzen. Und sie soll vor allem eine bislang unbeantwortete Frage klären, erläutert Sarah Al Amiri, die stellvertretende Projektmanagerin der Mission und gleichzeitig Wissenschaftsministerin des Landes:

„Zum ersten Mal überhaupt wollen wir überprüfen, ob sich Änderungen in den tiefen Atmosphärenschichten des Mars darauf auswirken, wie viel Wasserstoff und Sauerstoff der Planet ins All verliert.“

Auf den ersten Blick scheint „al-Amal“ der Raumsonde Maven stark zu ähneln, der NASA-Mission, die seit sechs Jahren um den Mars kreist. Auch sie untersucht die Atmosphäre. Und tatsächlich ließen die Emirate alle drei wissenschaftlichen Instrumente in den USA bauen, sie mieteten Reinräume und Testanlagen rund um Boulder in Colorado, wo die Universität auch maßgeblich für die NASA-Mission Maven zuständig ist.

Dennoch sei die arabische Raumsonde nicht einfach die Kopie einer US-Mission, sagt Omran Sharaf: „Die Regierung wollte nicht, dass wir von Null anfangen. Wir sollten auf dem Wissen von anderen aufbauen. Wir sollten einen emiratischen Weg finden, solche Missionen in einer sehr kurzen Zeit umzusetzen.“

Ziel ist ein globales Bild der Wetterlage auf dem Mars

Wissenschaftlich wagt Al-amal tatsächlich etwas Neues, sagt auch Håkan Svedhem. Er ist Projektwissenschaftler des ExoMars Trace Gas Orbiters der ESA, der ebenfalls die Marsatmosphäre untersucht.

„Ich denke, sie ist eine sehr interessante Ergänzung. Der Orbit der Sonde unterscheidet sich stark von allen anderen Missionen, die bisher am Mars arbeiten. Maven verwendet ein recht ähnliches UV-Spektrometer und ist auch auf einem elliptischen Orbit. Aber die emiratische Sonde wird viel weiter entfernt kreisen. Sie wird der Oberfläche nie wirklich nah kommen und wird dadurch den Planeten beobachten können, wie er sich unter ihr hinwegbewegt.“

Mit seinen drei Instrumenten soll Al-amal ab Mai 2021 alle neun Tage jeden Ort auf dem Mars überfliegen und dabei erstmals ein globales Bild der Wetterlage auf dem Roten Planeten ermöglichen. Die arabischen Wissenschaftler können die Daten kaum alleine auswerten – und wollen sie deshalb spätestens drei Monate später für Forscher weltweit veröffentlichen. Vorausgesetzt, dass der Start am 14. Juli gelingt – und dass die erste arabische Marsmission den Planeten auch wirklich erreicht.

Orginalmeldung auf deutsch: https://www.deutschlandfunk.de/arabische-weltraummission-emirate-schicken-die-raumsonde-al.676.de.html?dram:article_id=479780

Mars-InSight: Free-Mole Test

Since NASA’s Insight Lander plopped down on Mars’s surface in 2018, it has revealed new insight—pun intended—into the inner workings of the red planet. The lander has captured evidence of seismic activity and exposed strange sounds that the planet makes. It even recorded the first „Marsquake“ in April 2019.

One instrument, though, has had a difficult time breaking through the surface. The lander’s temperature-sensing „mole,“ as it’s known, was designed to take thermal readings just below Mars’s surface, but it has struggled to stay inserted in the ground. It keeps pushing out.

The German Aerospace Center (DLR), which is in charge of operating the instrument, has been toiling away at a solution. For months, the DLR team has been pushing down on the thin probe with the back of the lander’s scoop. Finally, after spending more than a year of tinkering with the troublesome instrument, DLR has inserted the mole.

Researchers previously wondered if there was a rock that might be blocking the mole’s path. That doesn’t seem to be the problem, DLR Instrument Lead Tilman Spohn reported June 3 in a blog post. It’s likely a case of the probe not having enough friction to adequately dig on its own.

Next, DLR will conduct another round of hammering and then see if the mole is able to dig on its own in a „free-Mole“ test. If that test doesn’t work and the mole isn’t able to dig deeper by itself, the scientists plan to either fill the hole with more Martian dirt to increase friction or again push on the mole with the tip of the scoop.

As if that weren’t enough, DLR is also battling the approach of dust storm season on Mars. Any actions the team takes could be hampered by dusty solar panels, Spohn wrote.

Das wichtigste in Kürze:

-Als nächstes führt das DLR eine weitere Hammerrunde (Samstag den 06.06.2020 wenn ich das richtig herausgelesen hab) durch und prüft dann, ob der Maulwurf in einem „Free-Mole“ -Test selbstständig graben kann. Wenn dieser Test nicht funktioniert und der Maulwurf nicht in der Lage ist, selbst tiefer zu graben, planen die Wissenschaftler, entweder das Loch mit mehr Marsschmutz zu füllen, um die Reibung zu erhöhen, oder den Maulwurf erneut mit der Spitze der Schaufel zu drücken.

-Als ob das nicht genug wäre, kämpft das DLR auch gegen die bevorstehende Staubsturmsaison auf dem Mars. Alle Maßnahmen, die das Team ergreift, könnten durch staubige Sonnenkollektoren behindert werden, schrieb Spohn.

Logbuch-Eintrag vom 3. Juni 2020

Mehr als drei Monate sind seit meinem letzten Blog-Eintrag vergangen. Im Februar musste ich hier berichten, dass sich der Maulwurf leider erneut im „Rückwärtsgang“ bewegte und schließlich etwa sieben Zentimeter aus seinem Loch herausragte (die Gründe für die Aufwärtsbewegung sind im Logbucheintrag vom 23. Februarerläutert).

Als Konsequenz des mangelnden Erfolgs beim letzten „Pinning“-Versuch beschloss das InSight-Team, das erhöhte Risiko einer Beschädigung der Sonde einzugehen und einen sogenannten „Back-Cap Push“ zu versuchen. Dabei haben wir die Schaufel des Roboterarms am Lander über der Hinterkappe des Maulwurfs platziert und langsam abgesenkt, bis sie diese berührte. Danach haben wir den Arm weiter abgesenkt und so mit der Schaufel eine Kraft von circa 50 Newton auf den Maulwurf aufgebaut, um ihn bei seiner Abwärtsbewegung zu unterstützen. Allerdings nahm die mechanische Spannung im Arm mit dem Vorarbeiten des Maulwurfs in den Marsboden immer weiter ab und war nach circa anderthalb Zentimetern weitgehend abgebaut. Der Arm musste dann neu angesetzt und weiter abgesenkt werden, um erneut Druck aufzubauen.

Quelle: DLR

Wegen der Schräglage des Maulwurfs in seiner Grube und der begrenzten Manövrierfähigkeit des Roboterarms des InSight-Landers berührte die Schaufel die hintere Kappe nur am Rand, also nur an einem einzigen Punkt. Das Bild zeigt die Situation, wie sie in einem DLR-Labor in Berlin simuliert wurde. Diese Simulation war nötig, um zu beurteilen, wie kritisch die Platzierung für das empfindliche Messkabel war. Das Bild zeigt deutlich: Ein Fehler in der Positionierung der Schaufel von nur wenigen Millimetern hätte zu einem Abrutschen von der hinteren Kappe oder zur Beschädigung des Kabels führen können. Ein weiteres Risiko für das Messkabel: Wenn sich der Maulwurf in den Untergrund vorarbeitet, bewegt sich die Schaufel relativ zur Sonde nach links und in Richtung Kabel!

Deshalb ging das Team sehr vorsichtig vor. Jedes Mal, wenn die Schaufel in Position war, prüften wir die Situation anhand der Bilder der am Roboterarm befestigten Kamera und der Daten des Armmotors. Erst danach konnte das Kommando für eine Reihe von Hammerschlägen freigegeben werden. Wir begannen vorsichtig mit nur 25 Hammerschlägen. Erst nachdem das Team ein gewisses Vertrauen in die sorgfältige Platzierung der Schaufel gewonnen hatte, erhöhten wir die Anzahl der Hammerschläge auf schließlich 150 Schläge pro Sitzung.

Wie ich bereits früher berichtet habe, erlaubt die gegenwärtige Arbeitsweise der InSight-Mission nur eine Operation pro Woche. Wir befinden uns in einer Phase der Mission, in der die Instrumente Daten liefern und lediglich überwacht werden sollten. Daher ist das Team heute kleiner als vor einem Jahr, als die Instrumente auf der Marsoberfläche abgesetzt wurden. Einige haben inzwischen auch andere Projekte zu betreuen. Und so konnte die Positionierung der Schaufel nur jede zweite Woche erfolgen – meistens samstags. Es folgte, was Raumfahrtingenieure als „Ground-in-the-Loop“ bezeichnen, das heißt eine Überprüfung der Schaufelposition am Montag danach, bevor der Startschuss für die nächste „Hämmersession“ gegeben wurde, meistens für den darauffolgenden Samstag.

Wir haben an Sol 458, dem 11. März 2020 Erdzeit, etwa sieben Zentimeter über der Oberfläche begonnen und sind an Sol 536 (30. Mai) nach sechs Hämmerzyklen beziehungsweise elf Wochen mit der Schaufel wieder auf Höhe der Oberfläche. Die Animation zeigt das Eindringen bis Sol 536:

Quelle: NASA/JPL-Caltech

Wahrscheinlich haben wir mit dem letzten Hammerschlag mit der linken Kante der Schaufel die Oberfläche erreicht. Vielleicht sind wir aber auch noch etwa einen Millimeter darüber. Offensichtlich haben wir es mit einem schrägen Winkel der Schaufel zur Oberfläche zu tun, sodass die rechte Kante der Schaufel noch etwa einen Zentimeter über der Oberfläche liegt. Und wir wissen, dass die Oberfläche an vielen Stellen mit etwa einem Zentimeter relativ lockerem Sand bedeckt ist, den die Schaufel komprimieren kann.

Als nächstes werden wir daher ein weiteres Hämmern mit 100 Schlägen kommandieren, nachdem die Schaufel wieder so positioniert wurde, dass sie auf die hintere Kappe der HP3-Sonde drückt. Dabei hoffen wir, dass die Schaufel nach einigen Schlägen vom Boden aufgehalten wird. Der Maulwurf könnte sich dann von selbst vorwärts bewegen können.

Jetzt wissen wir: Der Maulwurf wurde nicht durch einen Stein gestoppt

Erinnern Sie sich an unsere Theorie, dass der Maulwurf nicht in den Marsboden eindrang, weil das Regolith ihm nicht genug Reibung bot, um die Rückstoßkraft beim Hämmern des Maulwurfs auszugleichen? Obwohl der Rückstoß viel geringer als die Kraft ist, die den Maulwurf vorwärts treibt – fünf bis sieben Newton im Vergleich zu 900 Newton – muss der Rückstoß dennoch aufgefangen werden. Berechnungen, die ich bereits früher in diesem Blog diskutiert hatte, legen nahe, dass die Reibungskraft ausreichen wird, wenn der Maulwurf vollständig begraben ist. Etwas zusätzliche Reibung kann erzeugt werden, wenn wir den Arm des InSight-Landers benutzen, um die Oberfläche zu belasten. Das werden wir tun.

Sollte der Maulwurf von sich aus in den Boden vordringen (mit zusätzlichem „Regolith-Schub“ durch die Belastung des Bodens mit der Schaufel), wird die Reibung immer weiter zunehmen und die Aufgabe einfacher. Wenn die Rückenkappe des Maulwurfs etwa 20 Zentimeter tief ist, wird der Druck auf die Oberfläche wirkungslos und die Unterstützung der Schaufel nicht mehr erforderlich sein. Dann können wir mit dem beginnen, was wir vor mehr als einem Jahr geplant haben: dem Maulwurf befehlen, in die Tiefe zu hämmern.

Sie sehen also, der nächste Schritt, der „Free Mole Test“, wird sehr aufregend und entscheidend sein. Darum bleibt mein Apell wie immer: Bleiben Sie dran und drücken Sie uns und dem Maulwurf die Daumen!

Es wäre gut, wenn der Maulwurf den Test bestünde. Denn bald wird es Winter auf der Nordhalbkugel des Mars und die Staubsturm-Saison wird beginnen. Schon jetzt wird die Atmosphäre trüber und die Leistung der Solarpaneele nimmt ab. Das wird unserer Möglichkeiten mit dem robotischen Arm zu arbeiten, leider etwas einschränken.

Und erlauben Sie mir zum Abschluss dieses Posts in der augenblicklichen Situation auf der Erde eine Ergänzung: Es ist wunderbar, wie Menschen über große Entfernungen auf der Erde, von zu Hause aus und bis zum Mars zusammenarbeiten können. Vielen Dank, liebes InSight-Team!

https://www.dlr.de/blogs/alle-blogs/das-logbuch-zu-insight.aspx

Brief an Max-Planck-Institut für Verhaltensbiologie

Heute einen Brief an das Max-Planck-Institut für Verhaltensbiologie geschrieben:

Brief an Max-Planck-Institut für Verhaltensbiologie

Wie war mein Tag heute sonst: Spazieren gewesen. Anime geschaut und zum Ende des Tages Downloade ich mir noch dass Final Fantasy 7 Remake. Gestern und heute Abend schaue ich Edgar-Wallace-Filme auf Netflix an.

Ich hab eine Arbeitsmaßnahme beantragt (keine klassische WfbM). Erstmal was mit Computern aber das Ziel ist ein Außenpraktikum, Ideen sind Museum, Hochschulen usw. Was sich Forschung und Wissensschaft widmet. Das könnten gebiete wie Tiere, Mikroorganismen und Erdentstehung sein.

Im Gegensatz zu meinen Kollegen Bundesweit in den WfbMs, gehe ich viel spannerenden und interessanten: Themen, fragen und Projekten aus Raumfahrt, Astrobiologie und Biologie nach.

Meine Behinderten – Kollegen Bundesweit, kümmern sich viel lieber um ihre Schulden, Sucht, Kriminalität und ihren Psychischen Problemen. Ist doch total öde und langweilig. Verstehe ich nicht wie man so seinen Tag verbringen kann.

Ich gehe meine Hobbys und Interessen nach, nebenbei kann ich das Leben genießen mit dingen die auch mal Geld kosten. Wenn ich dann noch eine passende Arbeit (Forschung und Wissensschaft) hätte, wäre es perfekt.

Viren: Ursprung des Lebens?

07. Mai 2020

Bild: Fusion Medical Animation on Unsplash

Was ist ein Virus? Interview mit Astrobiologe Aleksandar Janjic über die Grenzen des Wissbaren

Ist in der Krise noch ein sachlicher Blick auf das Thema Virus möglich? Das Virus als Krankheitsträger suggeriert für manche Autoren und User eine Verbindung mit konspirativer Politik, Geheimdienstmachenschaften und tabuloser Forschung. Dass aber Viren von Beginn der Evolution an als wichtige Informationsträger unseren Planeten mitgestaltet haben und dies weiterhin tun, wird leicht übersehen.

Ich finde das Corona-Virus total faszinierend und beobachte sehr interessiert die Entwicklungen (lese jeden Tag bzw. ab 22 Uhr die neuste Nachrichten und gehe den/die gesamten Live-Ticker durch und gleichzeitig schütze ich mich so gut ich kann.

Auch die Auswirkungen auf das Menschliche Zusammenleben, Klima/Umwelt und Wirtschaft sind sehr interessant. Angst habe ich keine, das ist halt unsere Erde (jeder versucht zu leben/ zu Überleben, sucht seinen Platz, Leben ensteht und wird genommen, es ist alles ein ständiger Kreislauf und dazu gehören auch nun mal Bakterien und Viren.

Mittwoch über den Astrobiologe Aleksandar Janjic geschrieben, da finde ich doch einen aktuellen Artikel von heute. Totaler Zufall ich wollte spontan einfach nur mal nachschauen, bevor ich mich mit Filmen und Anime schauen beschäftige.

Vor der suche hatte ich online ein Live Video geschaut: Am heutigen Donnerstag wird Microsoft im Rahmen eines weiteren Inside Xbox Events nähere Details zur Xbox Series X geben. Es dürfen spannende Informationen zum Spiele-Lineup zum Release sowie weitere technische Spezifikationen der Konsole erwartet werden.

Davor war ich spazieren, hab im Garten ein Kaffee getrunken und die Demo vom Final Fantasy Remake ausprobiert. So sieht mein Tag aus als Asperger-Autist – Abwechslungsreich, von allem ein bisschen.

Christian Dauck

Der Astrobiologe Aleksandar Janjic von der TU München erklärt im Interview die faszinierende Welt der Viren und überlegt: „Es gibt Forschung, die die Hypothese aufstellt, dass Viren älter als Zellen wären und somit nicht nur als Krankheitserreger und Plagen, sondern vielleicht sogar als Beginn des Lebens selbst zu sehen.“ Diese Thesen lassen sich nicht auf der Erde nachprüfen, weil fossile Viren aus der Zeit vor 4 Milliarden Jahren fehlen. Die Suche nach Viren auf anderen Planeten könnte jedoch Antworten liefern. Auch wenn es angesichts der aktuellen Todeszahlen in Bezug auf Corona makaber klingt, Viren könnten uns entscheidende Hinweise auf die Entstehung, den Ursprung und die Geschichte des Lebens geben. Janjic geht auf das Thema auch in zwei Büchern ein, die bei Springer Nature erschienen sind: „Lebensraum Universum: Einführung in die Astrobiologie“ (2017) und“„Astrobiologie – die Suche nach außerirdischem Leben“ (2019).

Wie kann man ein Virus definieren?

Aleksandar Janjic: Bei einem Virus handelt es sich um genetische Information in Form eines Virions, das sich in einem Wirt befindet und sich dort vermehrt. Viele Laien vergessen diesen Unterschied: Wenn ein Viruspartikel in der freien Luft oder sonst wo umherschwebt, spricht man von einem Virion und nicht von einem Virus. Dieses Virion besteht (meistens) aus RNA und einer Hülle. Erst wenn dieses Virion in eine biologische Zelle eindringt und dort im genetischen Apparat des Wirts Arbeit verrichtet, spricht man von einem Virus. Ein Virus ist also zuvor „freie“ genetische Information (meist RNA), die sich innerhalb eines Wirts eingenistet hat und sich dort vervielfältigt, um die Information dann wieder in die Umwelt freizusetzen.

Was besagt die Virus-First-Hypothese, die Sie letztes Jahr bei der NASA vorgeschlagen haben?

Aleksandar Janjic: Heute wissen wir nicht genau, wie das Leben auf der Erde entstanden ist – ebenso wissen wir nicht, wann und wie Viren auf der Erde entstanden sind. Hierzu gibt es hauptsächlich drei konkurrierende Hypothesen in der evolutionären Virologie. Bei manchen geht man davon aus, dass Viren erst nach den Zellen entstanden sind – quasi als übrig gebliebener RNA – und DNA-Müll von Zellen (Virus escape hypothesis) oder sogar stark reduzierte Bakterien selbst (Virus regression hypothesis). Tatsächlich kennt man heute ein paar seltene Fälle, in denen sich ein Bakterium so stark in seinem Genom reduziert hat, dass es sich eigentlich wie ein Virus verhält. Die Virus-First-Hypothse geht jedoch einen anderen Weg: Hier wird davon ausgegangen, dass vor der DNA erst einmal die RNA auf der Erde entstanden ist.Heute können wir RNA im Labor ziemlich simpel spontan entstehen lassen und auch auf der Urerde war dies möglich. Die meisten Viren arbeiten interessanterweise mit RNA, die einfacher aufgebaut ist als die uns vertraute DNA. Die Idee ist also: Bei der Entstehung des Lebens sind zuerst nicht Zellen, sondern zunächst sogenannte Viroide und irgendwann Virionen aus RNA entstanden, die einfach als chemische Schnipsel in die Umwelt freigegeben wurden und als chemische Informationsträger umherschwirrten. Wir sagen, dass sich chemische Information von RNA im Umwelt-Kontext ausgebreitet hat. Somit wären Viren älter als Zellen und somit nicht nur als Krankheitserreger und Plagen, sondern vielleicht sogar als Beginn des Lebens selbst zu sehen.Das Problem ist: Auf der Erde ist es kaum möglich, die Hypothesen gegeneinander zu testen, weil wir keine fossilisierten Viren aus der Zeit vor 4 Milliarden Jahren haben. Deshalb ist es hier besonders interessant zu sehen, was wir im Boden vom Mars finden könnten, da hier sehr altes Gestein überdauert hat, was auf der Erde nur sehr selten zu finden ist. In der Raumfahrt ist die Kontamination immer ein Problem.

Wäre es also klüger, keine Astronauten auf den Mars zu schicken?

Aleksandar Janjic: Kontamination ist sogar bei unbemannten Missionen ein wichtiges Problem, weshalb es eigens dafür sogenannte „Planetary Protection“-Abteilungen gibt, die sich damit beschäftigen, Raumsonden so steril wie möglich zu halten. Bei bemannten Missionen würden selbstverständlich auch allerlei Mikronauten an Bord sein, das kann man nicht verhindern.Nun kann man zwei Positionen einnehmen: Entweder sagt man, dass man eher davon Abstand halten sollte, weil sonst die Gefahr besteht, ein potentielles Ökosystem zu verändern, das wir gar nicht kennen – genauso, wie wenn wir entlegene Regenwald-Systeme zum ersten Mal betreten. Besonders dämlich wäre hier natürlich, dass wir verkünden, wir hätten außerirdisches Leben gefunden – und am Ende ist es einfach nur eine Verschmutzung, die man von der Erde selbst mitgenommen hat.Andererseits kann man aber auch davon ausgehen, dass Mikroben möglicherweise schon völlig natürlich unter Planeten ausgetauscht wurden, was als Transspermie oder Panspermie bezeichnet wird. Tatsächlich gibt es Hinweise darauf, dass es einige extreme Mikroorganismen gibt, die beispielsweise einen Asteroideneinschlag überstehen könnten und dann irgendwann als toter DNA-Junk oder vielleicht sogar als noch lebendige Entitäten auf anderen Himmelskörpern ankommen (im Inneren des Gesteins). Hier würde man also sagen, dass Planeten ohnehin keine isolierten biologische Systeme sind und eine „Verschmutzung“ schon immer stattgefunden hat. Ich tue mich hiermit schwer – vermutlich wird der Nachhaltigkeitsgedanke in der Astrobiologie auf lange Sicht keine große Rolle spielen. In der Astrobiologie gibt es die Hypothese, dass die Erde von anderen Planeten auch „Lebenselemente“ erhalten haben könnte, durch Meteoriteneinschlag zum Beispiel.

Wie solide sind die Argumente und Beweise?

Aleksandar Janjic: Das wird eigens als „Pseudopanspermie“ bezeichnet und ist heute als plausibles Szenario anerkannt. Es ist natürlich davon auszugehen, dass die Erde als planetarer Körper selbst viele wichtige Elemente bereitstellte, aber besonders in der Frühphase unseres Sonnensystems war es ziemlich turbulent und es ging drunter und drüber.Heute sind wir uns ziemlich sicher, dass viele Elemente, die das Leben heute benutzt und verbraucht, nicht nur irdischen Ursprungs sind, sondern – wie zum Beispiel Wasser-Reserven – von außen über Einschläge kamen. Übrigens: Es gibt ein paar Studien, bei denen man Mikroorganismen mit außerirdischem Gestein füttert. Und siehe da: Sie lieben es und verkosten es genauso gerne wie irdisches „Futter“. 

Was könnten uns Viren auf der Oberfläche des Mars erzählen?

Aleksandar Janjic: Auf der Oberfläche des Mars werden wir mit hoher Sicherheit keine Virionen finden können. Das fehlende Magnetfeld führt dazu, dass auf der Oberfläche zu viel Strahlung ankommt – biologische Strukturen würden hier also schnell degradieren, weil es auf der blanken Oberfläche keinen Schutz gibt. Deshalb zielen wir eher auf den Untergrund oder auf Mikro-Nischen.Es gibt hier drei Szenarios: (1) Wir finden gar nichts und wir sind genauso schlau wie zuvor. (2) Wir finden Überreste von Zellen und Virionen. Dann haben wir außerirdisches Leben nachgewiesen, können aber immer noch nicht sicher sein, ob Viren wirklich vor Zellen in der Evolution entstehen. (3) Das dritte Szenario ist das interessanteste aus meiner persönlichen Sicht: Stellen Sie sich vor, dass wir sehr viele Überreste von Virionen finden, aber keine einzige Zelle. Das könnte darauf hindeuten, dass in der Evolution erst RNA-Systeme bis hin zu Virionen entstehen und erst viel später biologische Zellen. Da der Mars relativ kurz lebensfreundlich war, könnte die Evolution der chemischen Komplexität hier nach 500 Millionen Jahren zum Erliegen gekommen sein – also genau dann, als es auf der Erde vor 4 Milliarden Jahren erst so richtig mit dem Leben angefangen hat und – laut Virus-first-Hypothese – bereits erste Virionen-Vorläufer aus RNA gab (zum Beispiel sogenannte Viroide).

Könnten Corona oder auch andere Krankheiten außerirdischen Ursprungs sein?

Aleksandar Janjic: Hält man die Panspermie-Hypothese für akzeptabel, könnte man darüber nachdenken, ob biologische Entitäten natürlicherweise ab und zu auf die Erde kommen. Dafür gibt es heute – soweit ich weiß – keine Hinweise, auch nicht mit der extra hierfür durchgeführten Tanpopo-Mission der Japaner. Grundsätzlich ist es eine spannende Frage, ob wir im Erdorbit etwas finden könnten (z.B. biochemische Verbindungen), die wir von der Erde nicht kennen. Von willkürlichen Behauptungen und dogmatischen Aussagen würde ich aber abraten – ich sehe keine Hinweise dafür. Es kursieren Informationen im Netz, dass Corona in einem Labor gezüchtet wurde.

Wie realistisch ist solch ein Szenario und sitzt man dabei vielleicht einer Verschwörungstheorie auf?

Aleksandar Janjic: Jede Frage darf in den Naturwissenschaften gestellt werden. Jede Hypothese ist erlaubt und sollte bei Interesse getestet werden. Jedoch bedarf es bei außergewöhnlichen Aussagen auch außergewöhnliche Indizien, was hier meiner Meinung nach nicht gegeben ist. Einige Zeitungen berichteten über ein Forschungslabor, deren Leiterin viel mit Fledermauskot und den darin enthaltenen Coronaviren arbeitete. Es werden verschiedene Szenarien erwähnt, wie das Covid-19-Virus in die Stadt Wuhan gelangt sein könnte. Yanzhong Huang, Senior Fellow für Globale Gesundheit beim Council on Foreign Relations, schrieb vor kurzem in Foreign Affairs gegen die kursierenden Verschwörungstheorien, erwähnte aber auch Indizien, die für eine Freisetzung aus dem Labor sprechen.

Wie sicher sind Viren-Labore und gibt es Informationen über die Arbeit an deutschen Viren-Laboren?

Aleksandar Janjic: Viren-Labore, die mir bekannt sind, sind äußerst sicher. Teilweise arbeitet man extra auf Inseln, auch im Norden Deutschlands. Wie das Labor in China aufgebaut ist, weiß ich nicht. Ich kenne die Leute und das Labor nicht und kann dazu sodann auch nichts sagen. Solange es plausible Szenarien gibt, die das Virus natürlicherweise erklären, wäre ich mit willkürlichen Anschuldigungen sehr vorsichtig. Ich halte es aber grundsätzlich für richtig, andere plausible Möglichkeiten zumindest zu überprüfen. Medial ist ein (biologisches) Virus immer eine Sensation. Wie häufig trifft der Leser auf spektakuläre Schlagzeilen wie „Killerviren“ oder ähnliches.

Wie sieht aber der naturwissenschaftliche Kenntnisstand aus?

Aleksandar Janjic: Viren und Virionen sind ein faszinierendes Mysterium, obwohl sie allgegenwärtig sind. Sie sind die häufigsten biochemischen Entitäten auf unserer Erde – ein außerirdischer Besucher würde vermutlich denken, dass unsere Erde in erster Linie eine Viren-Welt ist, weil selbst in winzigen Wasserproben tausendfach mehr Viren als irgendwelche Mikroben vorhanden sind. Man spricht hier auch von der „Virosphäre“ – und die ist auf der Erde extrem viel größer als die eigentliche Biosphäre.Für uns gibt es hier noch viel zu tun. Wann und wie sind Virionen auf der Erde entstanden? Gibt es mehrere Szenarien, oder nur eines? Entstehen heute auch neuartige Viren, wenn sich Bakterien genetisch reduzieren oder genetisches Material verlieren? Gibt es Viren, die unsere Gesundheit fördern und zum Ziel haben, dass ein Wirt so lange wie möglich überlebt?Die spannendste Frage für mich ist jedoch: Wie verhält sich Information in einem Virus? Wie baut sie sich auf und wie nimmt Information Raum und Zeit in dieser Welt in Anspruch, um sich zu vervielfältigen? Sie merken es schon – bei der Frage nach der Entstehung des Lebens und nach dem Wesen von Viren geht es am Ende vielleicht gar nicht mehr um die Biologie oder Chemie, sondern vielmehr um theoretische Physik und Informationswissenschaft.

Könnten Sie die Rolle der Physik und Informationswissenschaft noch etwas erklären? Welche Methoden und Ausgangsfragen tauchen hier auf?

Aleksandar Janjic: Bei der Frage nach der Entstehung des Lebens steht natürlich erstmal grundsätzlich die Frage, was Leben überhaupt sein soll. In den vergangenen Jahrzehnten wurde das Wesen des Lebens oft über äußere Eigenschaften definiert, was aus heutiger Sicht nicht zielführend ist, auch wenn es in Schul-Lehrbüchern noch immer so steht. Merkmale wie Replikation, Stoffwechsel, Evolution, Wachstum usw. sind oft widersprüchlich, weil es ab und zu lebende Systeme gibt, die diese Merkmale nicht zeigen (z.B. Nervenzellen, die sich nicht replizieren oder Lebewesen, die ihren Stoffwechsel zeitweise komplett auf 0 setzen) – und noch viel schwieriger: Es gibt Phänomene, die uns nicht-lebendig erscheinen, obwohl sie sich replizieren, oder einen Stoffwechsel aufweisen und evolvieren (von Viren, die in der klassischen Biologie nicht als lebendig angesehen werden, über selbstordnende Computersysteme bis hin zu Städten). Bei der NASA spricht man hier auch eigens vom „Problem of Counter Example“.Es ist also dasselbe Problem wie bei dem Wasser vor 500 Jahren: Wenn Menschen vor 500 Jahren das Wesen des Wassers beschreiben wollten, mussten sie sich auf die äußeren Eigenschaften beschränken – also z.B., dass es nass ist und fließt. Das war damals das Wasser. Erst heute haben wir natürlich ein „inneres“ Verständnis über Wasser, und zwar durch die Beschreibung von chemischen Molekülen in Form von H2O. Es ist davon auszugehen, dass uns bei der Beschreibung des Lebens ebenfalls eine „innere“ Beschreibung mehr erzählen wird, als die bloße Auflistung von äußeren Eigenschaften. Hier kommt die theoretische Physik und Informationswissenschaft ins Spiel. Hierbei geht es um Entropie und die Selbstordnung von Information in chemischen Systemen.Einfach gesagt ist die Annahme von mir und Kollegen, dass sich Information in einem Umwelt-Kontext aufbauen kann, wenn genügend Material- und Energieaustausch stattfindet und Systeme sich somit fern des thermodynamischen Gleichgewichts befinden. Was wir versuchen, ist, einen Punkt oder Schwellenwert herauszufinden, ab dem selbstordnende Information so komplex wird, dass eine Selbstorganisation eintritt. Hier geht es wiederum um Begriffe wie Emergenz von Information, also dem Aufstieg neuer Strukturen und Funktionen, die aus dem vorherigen System nicht abzuleiten wäre. In der deutschen Sprache wechselt der Artikel, wenn es sich um einen PC-Virus (der) oder ein biologisches Virus (das) handelt.

Gibt es sonst Verbindungen zwischen diesen Arten von Viren?

Aleksandar Janjic: In beiden Fällen breitet sich Information in einem Umwelt-Kontext aus, wobei im zweiten Fall die Umwelt digital ist. Beide Welten sind faszinierend und sie hängen aus Sicht der Informationswissenschaft inhaltlich zusammen. Computerviren können sich mittlerweile teilweise selbstständig ordnen und vervielfältigen. Generell ist bei Computerwissenschaften immer eine Schnittstelle zur Astrobiologie zu finden: Was ist Leben aus physikalischer Sicht? Wie wird Information kodiert und gibt es hier mehrere Möglichkeiten für Leben (statt DNA und RNA binäre Lebensformen?). Wie entsteht Leben aus physikalischer Sicht aus Informationsmaximierung durch Entropieverlust? Ist auch maschinelles Leben ab einer gewissen Komplexitätsstufe und Selbstorganisation von Information möglich? Wir leben in spannenden Zeiten.

https://www.heise.de/tp/features/Viren-Ursprung-des-Lebens-4714415.html

Schwarzes Loch: Das fabelhafte zweite Bild

Der Jet – ein Strom heißer Materie – entspringt oben, das Bild zeigt rund drei Lichtjahre.(Foto: J.Y. Kim/MPIfR/EHT-Kollaboration)

Es ist eine große Nachricht, die in diesen Tagen jedoch untergeht: Die zweite Aufnahme eines schwarzen Loches führt Forscher mitten in die Abgründe der Gravitation.

Kommentar von Marlene Weiß

https://www.sueddeutsche.de/wissen/schwarzes-loch-bild-1.4872518

Man kann schon ganz schön Pech haben als Forscher. Da veröffentlicht man ein Bild, das – nüchtern betrachtet – einfach unglaublich ist, fabelhaft, faszinierend, bewusstseinsverändernd. Und dann ist es aber nicht das erste, sondern das zweite seiner Art, und vor allem ist Corona, und so gut wie niemand interessiert sich dafür. Tja.

Das kann man nun leider nicht ändern, Ausnahmezustand ist Ausnahmezustand, Viren gehen vor. Aber hier sei trotzdem festgehalten: Das zweite Bild, welches das Team des Event-Horizon-Teleskops in dieser Woche präsentierte, ist kaum weniger spektakulär als sein Vorgänger, der vor einem Jahr um die Welt ging – die erste Aufnahme eines Schwarzen Lochs.

Nummer zwei sieht mit etwas verschwommenen gelb-roten Formen auf schwarzem Grund ähnlich aus wie Nummer eins. Es zeigt zwar nicht direkt den kosmischen Abgrund, aus dem nicht einmal das Licht entkommen kann. Aber dafür dessen Rand, wo heiße Materie knapp dem Verschlungenwerden entgeht und, auf nahezu Lichtgeschwindigkeit beschleunigt, als „Jet“ weit ins All hinausgeschleudert wird. Und das mit einer Wucht, die alle menschliche Vorstellungskraft übersteigt.

Mit dem Event Horizon Telescope öffnete sich wirklich ein neues Fenster zum Universum

Es ist ein Bild, das in jeder Hinsicht an Grenzen geht: Das abgebildete Objekt ist fünf Milliarden Lichtjahre entfernt – rund hunderttausendmal weiter als die Nachbargalaxien der Milchstraße, viel weiter als das erste je fotografierte Schwarze Loch in der Galaxie M87. Es ist schwer, seine Leuchtkraft ist gewaltig, und es ist riesig; der Ursprung des Jets, nur eine Haaresbreite vom Abgrund entfernt, erstreckt sich über mehrere Lichtjahre. Von der Erde zur Sonne sind es acht Lichtminuten.

Vor allem aber zeigt die Aufnahme, dass das virtuelle Radioteleskop-Netzwerk namens Event Horizon Telescope ähnlich wie vor einigen Jahren die Gravitationswellen-Detektoren wirklich ein neues Fenster zum Universum geöffnet hat. Die Abgründe der Gravitation – früher ein reiner Fall für Theoretiker, jeder Beobachtung entzogen – werden nun sichtbar. Und das Teleskop wird immer besser: An der Messrunde im kommenden Jahr beteiligen sich drei weitere Teleskope, möglicherweise könnte irgendwann ein Weltraumteleskop hinzukommen. Es ist ein wissenschaftliches Abenteuer, und es fängt gerade erst an.

Forscher fotografieren erstmals Jet eines Schwarzen Lochs

  • Vor einem Jahr wurde das erste Bild eines Schwarzen Lochs veröffentlicht.
  • Jetzt gibt es ein zweites.
  • Es zeigt Materie, die dem Loch knapp entkommen ist.

Ziemlich genau ein Jahr nachdem das erste direkte Bild eines Schwarzen Lochs um die Welt ging, legen die Forscher von der internationalen Event-Horizon-Kollaboration nach: Am Dienstag veröffentlichten sie eine zweite Aufnahme, die auf Daten der gleichen Messrunde beruht. Sie zeigt ein Objekt namens 3C279. Es ist rund hundertmal weiter entfernt als die Galaxie M87, in der das erste Schwarze Loch fotografiert wurde – aber auch um ein Vielfaches heller. Es handelt sich dabei um einen Quasar: Eine Galaxie, in deren Zentrum sich ein Schwarzes Loch mit etwa einer Milliarde Sonnenmassen befindet. Und das, während es sich eifrig Materie einverleibt, enorm starke Radiostrahlung aussendet.

Erstmals haben die Forscher nun sichtbar gemacht, wie in der Nähe des Schwarzen Loches der sogenannte Jet entsteht, ein Strom heißer Materie, den das Objekt weit hinaus ins All schleudert. Und sie konnten beobachten, wie er sich krümmt und verändert: Innerhalb weniger Tage waren deutliche Unterschiede zu erkennen, was auf verblüffende Geschwindigkeiten schließen lässt.

Dass es Jets gibt, war bekannt – doch nie kamen Forscher ihrer Entstehung so nahe

Zwar lässt ein Schwarzes Loch nichts entkommen, was einmal seinen „Ereignishorizont“ überschritten hat; keine Materie, kein sichtbares Licht und auch keine Radiowellen, die das Event-Horizon-Teleskop (EHT) auffangen könnte. Aber dennoch können diese Objekte so hell strahlen, dass man sie wie 3C279 noch aus rund fünf Milliarden Lichtjahren Entfernung beobachten kann.

Die Strahlung, die Quasare freigeben, entsteht während ihrer üppigen Mahlzeiten: Bevor Materie ins Zentrum des Schwarzen Lochs stürzt, sammelt sie sich in einer schnell rotierenden sogenannten Akkretionsscheibe rund um das Zentrum. Dort heizt sie sich auf und beginnt zu strahlen. Hinzu kommen quasi die Krümel der Mahlzeit: Ein kleiner Teil der Materie in der Akkretionsscheibe wird nicht verschlungen, sondern senkrecht zur Scheibe ins All hinausgeschleudert; das ist der Jet.

Dass es solche Jets gibt, war lange bekannt; es gibt auch Aufnahmen, die zeigen, wie Materie weit aus dem Kern einer Galaxie herausbricht. Aber nie zuvor sind Forscher dem Entstehungspunkt eines solchen Jets so nahe gekommen – das Bild erlaubt einen Blick mitten hinein ins Zentrum der Galaxie, nah an der Akkretionsscheibe des Schwarzen Loches, am Rand des tiefsten denkbaren Abgrunds.

Die Materie bewegt sich mit nahezu Lichtgeschwindigkeit

Und die Ergebnisse zeigen, wie wertvoll so ein Blick sein kann. Zum einen sind die Forscher verblüfft, dass der Jet offenbar nicht gradlinig verläuft, sondern eine Struktur quer zu seiner Flugbahn zeigt, als böge er um die Ecke. „Wir wissen noch nicht, warum der Jet sich an seinem Fußpunkt so stark krümmt“, sagt Thomas Krichbaum vom Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Bonn, der an der Messung beteiligt war. „Vielleicht wird das Jetplasma aufgrund der Magnetfelder auf gekrümmte Bahnen gezwungen. Es könnte aber auch ein Schockwellen-Phänomen sein.“

Aus den Unterschieden zwischen den Aufnahmen, die sich über zwei Wochen verteilten, ergibt sich, dass sich die abgebildete Materie scheinbar mit fast zwanzigfacher Lichtgeschwindigkeit bewegt. Die tatsächliche Geschwindigkeit dürfte zwar gemäß der Relativitätstheorie geringer sein als die Lichtgeschwindigkeit. Es wirkt nur so schnell, weil sich der Quasar auf die Erde zubewegt und seinem eigenen Licht hinterher eilt. Aber auch wenn man diese Korrektur mit einberechnet, bleibt das hohe Tempo schwer zu erklären. „Der Mechanismus, der den Jet antreibt, muss sehr effizient sein“, sagt Krichbaum.

Mit dem virtuellen Riesenteleskop EHT ließe sich sogar eine Apfelsine auf dem Mond erkennen

Die Auflösung der neuen Aufnahme ist auf den ersten Blick nicht mehr ganz so eindrucksvoll wie beim ersten Bild; statt dem Schatten des Schwarzen Lochs und seiner Akkretionsscheibe sind nur Teile des Jets als helle Flecken zu sehen. Das liegt aber nur daran, dass der Quasar so viel weiter entfernt ist als das erste jemals direkt abgebildete Schwarze Loch. Tatsächlich bleibt die Auflösung enorm, und sie kann nur erreicht werden, weil sich für das EHT acht Radioteleskope auf der ganzen Welt zu einem virtuellen Riesen-Teleskop zusammengeschlossen haben. Der vor einem Jahr häufig bemühte Vergleich gilt noch immer: Mit dem EHT könnte man eine Apfelsine auf dem Mond erkennen.

Die Daten für alle bislang veröffentlichten Bilder stammen aus der ersten Beobachtungsrunde im Jahr 2017. Das nun veröffentlichte Bild von 3C279 war ein Nebenprodukt, weil die Messdaten schon zur Kalibrierung der ersten Aufnahme verwendet wurden. Das nächste größere Etappenziel der Forscher ist ein Bild des Schwarzen Lochs im Herzen der Milchstraße. Allerdings flackert es so stark, dass sich die Auswertung bislang als schwierig erweist. Die für dieses Frühjahr geplante Beobachtungskampagne musste wegen der Corona-Pandemie abgesagt werden. Doch die EHT-Forscher fangen gerade erst an, die Daten von 2018 auszuwerten. Vorerst haben sie also genug zu tun, bis es 2021 weitergehen soll, dann mit einem auf elf Teleskope erweiterten Netzwerk.

Christian Dauck: Ein vergleich, die 90er Jahre und 2019/2020

So sah das Bild 1995 in meinen ersten Buch über, Planeten, Galaxien und Steren aus:

1995: Künstlerische Darstellung. Zu jener Zeit galt die Existenz der erst theoretisch beschriebenen Schwarzen Löcher zwar als sehr wahrscheinlich, war aber noch nicht durch Beobachtungen bestätigt.
2019: Ein reales Bild aus einer Beobachtung
Dieses Bild wird diesen geheimnisvollen Phänomenen erst überhaupt gerecht um dem sich viele Mythen/Legenden ranken und Stoff zahlreicher Science-Fiction-Romane sind. Kein Wunder, sogar Licht und Zeit müssen sich ihnen beugen.

EHT beobachtet den Jet eines Schwarzen Lochs in der Galaxie 3C 279 mit bisher nicht erreichter Bildschärfe. Eine Pressemeldung des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie, Bonn. https://www.mpg.de/14651902/jet-des-quasars-3c279-mit-eht

Blick ins Herz eines Quasars: Die Aufnahmen zeigen die Jetstruktur im Zentralbereich von 3C 279 in unterschiedlichen Wellenlängen mit jeweils höherer Winkelauflösung. Vermerkt sind die Beobachtungstage, die verwendeten Teleskopnetzwerke sowie die Wellenlängen.
© J.Y. Kim (MPIfR), Boston University Blazar Program, und Event-Horizon-Teleskop-Kollaboration

Das erste Bild eines schwarzen Lochs, das dem Event Horizon Telescope (EHT)gelungen war, gilt als wissenschaftliche Sensation. Jetzt, ziemlich genau ein Jahr später, legen die Forschenden dieser Kollaboration nach und präsentieren die Aufnahmen eines sogenannten Jets, der aus dem schwarzen Loch im Zentrum des Quasars 3C 279 heraussprüht. In bisher unerreichter Schärfe ist ein Strahl aus ionisiertem Gas zu sehen, den das Massemonster nahezu mit Lichtgeschwindigkeit ins All spuckt. Das internationale Team um Jae-Young Kim vom Bonner Max-Planck- Institut für Radioastronomie untersuchte die Gestalt des Plasmastrahls nahe seinerBasis, wo vermutlich hochenergetische und variable Gammastrahlung entsteht.

Als die EHT-Kollaboration im April 2017 das schwarze Loch im Zentrum der Galaxie M 87 beobachtete, nahm sie auch einige andere Objekte ins Visier. Dazu gehörte 3C 279 – ein rund fünf Milliarden Lichtjahre entferntes Milchstraßensystem im Sternbild Jungfrau. Wissenschaftler klassifizierten 3C 279 als quasi-stellares Objekt (Quasar), also als extrem kompakten und lichtstarken Kern einer Galaxie, der sehr große Energiemengen abstrahlt. Auch bei 3C 279 scheint diese aktive Zentralquelle ein schwarzes Loch mit der milliardenfachen Sonnenmasse zu sein.

Ein Teil der Materie, welche das schwarze Loch in der sogenannten Akkretionsscheibe umläuft, stürzt nach den Modellen der Astronomen nicht in die Schwerkraftfalle hinein, sondern wird in Form zweier stark gebündelter Plasmastrahlen – den Jets – mit nahezu Lichtgeschwindigkeit nach außen geschleudert. Tatsächlich werden solche Jets schon seit längerem beobachtet. Besonders die Technik der Very Long Baseline Interferometry, an deren Weiterentwicklung das Max-Planck-Institut in Bonn maßgeblich beteiligt war, lieferte dabei Bilder mit höchster Detailschärfe.

Die im EHT-Projekt verbundenen Teleskope haben die bisher erreichte Bildschärfe noch deutlich übertroffen und zeigen Details, die kleiner als ein Lichtjahr sind. Damit wird es möglich, den Jet bis heran an die erwartete Akkretionsscheibe zu verfolgen und die Wechselwirkung zwischen Scheibe und Jet zu beobachten. Dabei erscheint der normalerweise gerade verlaufende Jet an seiner Basis verdrillt. Und zum ersten Mal überhaupt werden Strukturen quer zur Jetrichtung sichtbar, die vermutlich Teile der Akkretionsscheibe sind.

Der Vergleich von Bildern, die an aufeinanderfolgenden Tagen aufgenommen wurden, zeigt deutlich, dass sich die Struktur verändert – vielleicht aufgrund des Einfalls und der Zerkleinerung von Materie auf eine rotierende Akkretionsscheibe nebst Ausstoß von Material in Form eines Jets. Ein solches Szenario kannte man bisher nur von Simulationsrechnungen.

„Wir haben erwartet, mit unserer superscharfen Aufnahme den Bereich abzubilden, in dem der Jet geformt wird. Wir konnten aber zusätzlich die senkrechte Struktur beobachten.“, sagt Jae-Young Kim. „Das ist, wie wenn man eine Matrjoschka-Puppe nach der anderen öffnet. Man glaubt zu wissen, was in der nächsten ist, und in der kleinsten findet sich eine Überraschung“.

Erstaunlicherweise ändern sich die Bilder auf sehr kurzer Zeitskala – und zwar nicht nur entlang des Jets, sondern auch quer dazu. „3C 279 war die erste bekannte astronomische Quelle, für deren Jet eine Bewegung mit scheinbarer Überlichtgeschwindigkeit nachgewiesen wurde“, sagt der Max-Planck-Astronom Thomas Krichbaum, der die Beobachtungen von 3C 279 als Projektleiter konzipiert hat. „Die jetzt beobachteten querverlaufenden scheinbaren Bewegungen mit fast 20-facher Lichtgeschwindigkeit lassen sich nur sehr schwer erklären, etwa mit wandernden Stoßfronten oder aber mit Instabilitäten in einem gekrümmten und vielleicht rotierenden Jet.“

Die an der Beobachtung im Jahr 2017 beteiligten Radioteleskope waren ALMA und APEX in Chile, das IRAM 30-Meter-Teleskop in Spanien, das James-Clerk-Maxwell-Teleskop und das Submillimeter-Array (beide Hawaii), das Large-Millimeter-Teleskop in Mexiko, das Submillimeter-Teleskop in Arizona sowie das Südpol-Teleskop. Die über den halben Globus verteilten Antennen waren mit der oben erwähnten Very Long Baseline Interferometry verbunden.

Diese Technik nutzt zudem die Rotation der Erde und bildet gleichsam ein virtuelles Radioteleskop von der Größe der Erde. Dessen Winkelauflösung würde es einem Astronauten auf dem Mond erlauben, auf der Erde eine einzelne Orange zu erspähen. Die Analyse, mit der die Rohdaten von den beteiligten Teleskopen zu einem Bild verbunden werden, erfordert spezielle Computer, Korrelatoren genannt. Diese befinden sich am Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Bonn und am MIT-Haystack-Observatorium in den USA.

„Im vergangenen Jahr konnten wir der Welt das erste Bild vom Schatten eines schwarzen Lochs vorstellen. Nun sehen wir unerwartete Veränderungen in der Form des Jets von 3C 279, und wir sind noch längst nicht am Ziel angekommen“, sagt J. Anton Zensus, Max-Planck-Direktor und Vorsitzender des EHT-Kollaborationsrats. „Wir arbeiten weiterhin an den Daten von Sagittarius A*, der Zentralquelle unserer Milchstraße, und von anderen aktiven Galaxien. Wie wir im vergangenen Jahr schon betont haben: Das ist erst der Anfang!“

Die für März und April 2020 vorgesehene EHT-Beobachtungskampagne musste aufgrund des globalen CoViD-19-Ausbruchs abgesagt werden. Die EHT-Kollaboration legt im Moment die nächsten Schritte sowohl in Hinblick auf neue Beobachtungen, als auch auf die Analyse der bereits aufgenommenen Daten fest.

„Wir konzentrieren uns jetzt auf die Veröffentlichung der Daten von 2017 und starten mit der Analyse der Daten, die wir mit einem Teleskop mehr im Jahr 2018 aufgenommen haben“, sagt Michael Hecht, Astronom am MIT/Haystack-Observatorium und Vize-Direktor des EHT-Projekts. „Und wir planen die nächste Kampagne im März 2021, dann mit einem auf elf Observatorien vergrößerten Netzwerk.“

Hintergrundinformation:
Die internationale EHT-Kollaboration hat am 10. April 2019 das erste Bild eines Schwarzen Lochs veröffentlicht, zustande gekommen durch Beobachtungen des innersten Bereiches der Radiogalaxie Messier 87 mit einem virtuellen Teleskop von nahezu der Größe der Erde. Unterstützt durch eine Reihe von internationalen Investitionen verbindet das EHT-Projekt bestehende Radioteleskope auf neuartige Weise und bildet so ein neues Instrument mit der besten bisher erreichten Winkelauflösung.

Die an der EHT-Kollaboration beteiligten Einzelteleskope sind zur Zeit: ALMA, APEX (beide in Chile), das IRAM-30m-Teleskop in Spanien, das IRAM-NOEMA-Observatorium in Frankreich (ab 2021), das Kitt-Peak-Teleskop (ab 2021), das James-Clerk-Maxwell-Teleskop (JCMT) und das Submillimeter Array (SMA), beide Hawaii, das Large-Millimeter-Teleskop (LMT) in Mexiko, das Submillimeter-Teleskop (SMT) in Arizona, das Südpol-Teleskop (SPT) direkt am Südpol, sowie das Grönland-Teleskop (GLT, seit 2018).

Das EHT-Konsortium setzt sich aus 13 projektbeteiligten Instituten zusammen: dem Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics, der University of Arizona, der University of Chicago, dem East Asian Observatory, der Goethe-Universität Frankfurt, dem Institut de Radioastronomie Millimétrique, dem Large Millimeter Telescope, dem Max-Planck-Institut für Radioastronomie, dem MIT Haystack Observatory, dem National Astronomical Observatory of Japan, dem Perimeter Institute for Theoretical Physics, der Radboud University Nijmegen und dem Smithsonian Astrophysical Observatory.

Von den Autoren der vorliegenden Veröffentlichung sind 37 Personen mit dem Max-Planck-Institut für Radioastronomie verbunden. In der Reihenfolge ihrer Nennung in der Autorenliste sind das: J.Y. Kim, T.P. Krichbaum, T.K. Savolainen, W. Alef, R. Azulay, A.K. Baczko, S. Britzen, R.P. Eatough, R. Karuppusamy, M. Kramer, R. Lico, K. Liu, A.P. Lobanov, R.S. Lu, N.R. MacDonald, K.M. Menten, C. Müller, A. Noutsos, G.N. Ortiz-León, E. Ros, H. Rottmann, A.L. Roy, L. Shao, P. Torne, T. Traianou, J. Wagner, N. Wex, R. Wharton, J.A. Zensus, U. Bach, S. Dornbusch, S.A. Dzib, A. Eckart, D.A. Graham, A. Hernández-Gómez, S. Heyminck, und D. Muders.

Jae-Young Kim, der Erstautor der Veröffentlichung, wird in diesem Jahr mit der Otto-Hahn-Medaille der Max-Planck-Gesellschaft ausgezeichnet, für Untersuchungen der innersten Strukturen und der Entstehung von Jets in der Umgebung supermassereicher Schwarzer Löcher bei hoher Auflösung. Die Otto-Hahn-Medaille wird verliehen in Anerkennung außergewöhnlicher Leistungen in der frühen Schaffensperiode junger Wissenschaftler.

Exoplaneten: CHEOPS bereit für Wissenschaftsbetrieb

Nächster Meilenstein für CHEOPS: Nach umfangreichen Tests in der Erdumlaufbahn, die wegen der Coronakrise vom Missionspersonal teilweise vom Homeoffice aus durchgeführt werden mussten, wurde das Weltraumteleskop für wissenschaftsreif erklärt. CHEOPS steht für «CHaracterising ExOPlanets Satellite» und dient der Untersuchung bereits bekannter Exoplaneten, um unter anderem zu bestimmen, ob auf ihnen lebensfreundliche Bedingungen herrschen. Eine Medienmitteilung der Universität Bern.

CHEOPS ist eine gemeinsame Mission der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) und der Schweiz unter Leitung der Universität Bern in Zusammenarbeit mit der Universität Genf. Am Mittwoch, 25. März 2020 erklärte die ESA nach fast drei Monaten umfangreicher Tests und mitten in der Ausgangssperre zur Eindämmung des Coronavirus das Weltraumteleskop CHEOPS für wissenschaftsreif. Mit diesem Erfolg übergab die ESA die Verantwortung für den Betrieb von CHEOPS an das Missionskonsortium, das sich aus Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern und aus Ingenieurinnen und Ingenieuren von rund 30 Institutionen aus 11 europäischen Ländern zusammensetzt.

Erfolgreicher Abschluss der CHEOPS-Testphase trotz Coronakrise
Der erfolgreiche Abschluss der Testphase erfolgte in einer sehr herausfordernden Zeit, in der der fast das gesamte Missionspersonal seine Arbeit im Homeoffice verrichten musste. «Möglich wurde der Abschluss der Testphase nicht zuletzt dank dem vollen Einsatz aller Beteiligten und durch die Tatsache, dass die Mission über eine weitgehend automatisierte Betriebskontrolle verfügt, die es ermöglicht, auch von zu Hause aus Befehle zu senden und Daten zu empfangen», sagt Willy Benz, Astrophysikprofessor an der Universität Bern und Hauptverantwortlicher des CHEOPS-Konsortiums.

Von Anfang Januar bis Ende März testete und kalibrierte ein Team von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern, Ingenieurinnen und Ingenieure, Technikerinnen und Techniker CHEOPS ausgiebig. «Wir waren begeistert, als wir feststellten, dass alle Systeme wie erwartet oder sogar besser als erwartet funktionierten», erzählt die CHEOPS-Instrumentenwissenschaftlerin Andrea Fortier von der Universität Bern, die das Inbetriebnahme-Team des Konsortiums leitete.

Hohe Anforderungen an Messgenauigkeit
Das Team konzentrierte sich zunächst auf die Beurteilung der photometrischen Leistungen des Weltraumteleskops. CHEOPS ist als Gerät von extremer Präzision konzipiert worden, das in der Lage ist, Exoplaneten von der Grösse der Erde zu entdecken. «Der kritischste Test bestand darin, die Helligkeit eines Sterns auf eine Abweichung von 0,002% (20 Millionstel) genau zu messen», erklärt Willy Benz. Diese Präzision ist erforderlich, um die Verdunkelung durch den Durchgang eines erdgrossen Planeten vor einem sonnenähnlichen Stern (ein als «Transit» bezeichnetes Ereignis, das mehrere Stunden dauern kann), gut zu erkennen. CHEOPS sollte auch demonstrieren, dass es dieses Niveau an Präzision während zwei aufeinanderfolgenden Tagen halten könnte.

CHEOPS übertrifft Anforderungen
Um dies zu verifizieren, zielte das Team auf einen Stern namens HD 88111. Der Stern liegt 175 Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Hydra, und es ist nicht bekannt, ob ein Planet um ihn kreist. CHEOPS nahm alle 30 Sekunden während 47 aufeinanderfolgenden Stunden ein Bild des Sterns auf (siehe Abbildung 1), Jedes Bild wurde sorgfältig analysiert, zuerst durch eine spezialisierte automatische Software, dann durch die Teammitglieder, um anhand der Bilder die Helligkeit des Sterns so genau wie möglich zu bestimmen. Das Team erwartete, dass sich die Sternhelligkeit während der Beobachtungszeit aufgrund einer Vielzahl von Effekten etwas verändern würde, wie beispielsweise durch andere Sterne im Sichtfeld, durch leichte Zitterbewegungen des Satelliten oder durch den Einfluss der kosmischen Strahlung auf den Detektor.

Abbildung 1: Aufnahme von CHEOPS des Sterns namens HD 88111. Der Stern liegt 175 Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Hydra, und es ist nicht bekannt, ob ein Planet um ihn kreist. CHEOPS nahm alle 30 Sekunden während 47 aufeinanderfolgenden Stunden ein Bild des Sterns auf. (Bild: ESA/Airbus/CHEOPS Mission Consortium)

Die Helligkeit des Sterns, die aus den 5’640 von CHEOPS über 47 Stunden aufgenommenen Bilder bestimmt wurde, ist in Abbildung 2 als «Lichtkurve» dargestellt. Die Kurve zeigt die durchschnittliche Veränderung in den Messungen der Helligkeit, deren mittlere quadratische Abweichung 0,0015% (15 Millionstel) beträgt. «Die von CHEOPS gemessene Lichtkurve war somit erfreulich flach. Das Weltraumteleskop übertrifft damit die Anforderung, die Helligkeit auf eine Abweichung von 0,002% (20 Millionstel) genau messen zu können», sagt der CHEOPS Mission Manager Christopher Broeg von der Universität Bern.

Abbildung 2: Die Helligkeit aus den 5’640 von CHEOPS über 47 Stunden aufgenommenen Fotos des Sterns namens HD 88111 als «Lichtkurve» dargestellt. (Bild: ESA/Airbus/CHEOPS Mission Consortium)

Ein Exoplanet, der schwimmen würde

Das Team beobachtete zahlreiche weitere Sterne, darunter einige, von denen bekannt ist, dass Planeten um sie kreisen, sogenannte Exoplaneten. CHEOPS zielte auf das Planetensystem HD 93396, das 320 Lichtjahre von uns entfernt im Sternbild der Sextans liegt. Dieses System besteht aus einem riesigen Exoplaneten namens KELT-11b, der 2016 entdeckt wurde und der in 4,7 Tagen den Stern HD 93396 umkreist. Der Stern ist fast dreimal so gross wie die Sonne. Das Team wählte dieses spezielle System, weil der Stern so gross ist, dass der Planet lange braucht, um vor ihm vorbeizuziehen, nämlich fast acht Stunden. «Dies gab CHEOPS die Gelegenheit, seine Fähigkeit zu demonstrieren, lange Transitereignisse einzufangen. Diese sind vom Boden aus nur schwer zu beobachten sind, weil die Nächte, in denen es möglich ist, acht Stunden lang mit hoher Qualität zu beobachten, sehr selten sind», erklärt Didier Queloz, Professor am Departement für Astronomie an der Naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität Genf und Sprecher des CHEOPS-Wissenschaftsteams. Die erste Transitlichtkurve von CHEOPS ist in Abbildung 3 dargestellt; der durch den Planeten verursachte Einbruch in der Kurve tritt etwa neun Stunden nach Beginn der Beobachtung auf.

Abbildung 3: Die Lichtkurve, die die erste Transiterkennung eines Exoplaneten durch CHEOPS zeigt. Der Exoplaneten KELT-11b kreist in 4,7 Tagen um den Stern HD 93396. Der durch den Exoplanten verursachte Einbruch in der Kurve beginnt etwa neun Stunden nach dem Beginn der Beobachtung. Unten: Residuen, die man durch Subtraktion der Lichtkurve (rote Kurve oben) von den CHEOPS Datenpunkten erhält.
(Bild: CHEOPS Mission Consortium)

Der von CHEOPS gemessene Transit von KELT-11b erlaubte es, die Grösse des Exoplaneten zu bestimmen. Er hat einen Durchmesser von 181’600 km, den CHEOPS mit einer Genauigkeit von 4’290 km messen kann. Der Durchmesser der Erde beträgt nur etwa 12’700 km, derjenige des Jupiters dagegen – des grössten Planeten unseres Sonnensystems – 139’900 km. Der Exoplanet KELT-11b ist also grösser als Jupiter, mittlerweile ist er aber fünfmal weniger massiv als dieser, was eine extrem geringe Dichte bedeutet: «Dieser Exoplanet würde in einem Aquarium schwimmen, das gross genug ist», sagt David Ehrenreich, CHEOPS-Projektwissenschaftler von der Universität Genf. Die geringe Dichte wird der Nähe zwischen diesem Exoplaneten und seinem grossen Stern zugeschrieben. Abbildung 4 zeigt eine Skizze des ersten von CHEOPS erfolgreich beobachteten Transitplanetensystems.

Abbildung 4: Grafik des ersten Transitplanetensystems, das von CHEOPS erfolgreich beobachtet wurde. Die farbigen Kreise zeigen die relative Grösse des Sterns (farbig) zum transitierenden Planeten (schwarz), für den Fall von HD 93396 (orange) und seinem Planeten
Kelt-11b und zum Vergleich die Sonne (gelb), die Erde und den Jupiter.
(Bild: CHEOPS Mission Consortium)

Diese Messungen von CHEOPS seien fünfmal genauer als solche von der Erde aus, sagt Benz. «Dies gibt einen Vorgeschmack, was wir mit CHEOPS in den kommenden Monaten und Jahren erreichen können», so Benz weiter.

CHEOPS – Auf der Suche nach potenziell lebensfreundlichen Planeten

Die CHEOPS-Mission (CHaracterising ExOPlanet Satellite) ist die erste der neu geschaffenen «S-class missions» der ESA (small class Missions mit einem ESA-Budget unter 50 Mio) und widmet sich der Charakterisierung von Exoplaneten-Transiten. CHEOPS misst die Helligkeitsänderungen eines Sterns, wenn ein Planet vor diesem Stern vorbeizieht. Aus diesem Messwert lässt sich die Grösse des Planeten ableiten und mit bereits vorhandenen Daten daraus die Dichte bestimmen. So erhält man wichtige Informationen über diese Planeten – zum Beispiel, ob sie überwiegend felsig sind, aus Gasen bestehen oder ob sich auf ihnen tiefe Ozeane befinden. Dies wiederum ist ein wichtiger Schritt, um zu bestimmen ob auf einem Planeten lebensfreundliche Bedingungen herrschen.

Cheops: the science begins

CHEOPS wurde im Rahmen einer Partnerschaft zwischen der ESA und der Schweiz entwickelt. Unter der Leitung der Universität Bern und der ESA war ein Konsortium mit mehr als hundert Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern, Ingenieurinnen und Ingenieuren aus elf europäischen Nationen während fünf Jahren am Bau des Satelliten beteiligt.

CHEOPS hat am Mittwoch, 18. Dezember 2019 an Bord einer Sojus-Fregat-Rakete vom Europäischen Weltraumbahnhof Kourou, Französisch-Guyana, seine Reise ins Weltall angetreten. Seither umkreist CHEOPS die Erde innerhalb von ungefähr anderthalb Stunden in einer Höhe von 700 Kilometer entlang der Tag-Nacht-Grenze.

Der Bund Schweiz beteiligt sich am CHEOPS-Teleskop im Rahmen des PRODEX-Programms (PROgramme de Développement d’EXpériences scientifiques) der Europäischen Weltraumorganisation ESA. Über dieses Programm können national Beiträge für Wissenschaftsmissionen durch Projektteams aus Forschung und Industrie entwickelt und gebaut werden. Dieser Wissens- und Technologietransfer zwischen Wissenschaft und Industrie verschafft dem Werkplatz Schweiz letztlich auch einen strukturellen Wettbewerbsvorteil – und er ermöglicht, dass Technologien, Verfahren und Produkte in andere Märkte einfliessen und so einen Mehrwert für unsere Wirtschaft erbringen.

CHEOPS im Orbit. © ESA – ATG medialab

Rechenkapazitäten für die Forschung am Coronavirus bzw. Krankheiten spenden/ Quantencomputer:Inbetriebnahme voraussichtlich 2021

Was kann man tun, außer im Büro und zu Hause hocken, sich die Hände waschen und die Nachrichten verfolgen? Nun, wer (quasi) aktiv etwas gegen das Coronavirus tun will, der kann dem Aufruf von Wissenschaftlern der Universität Stanford folgen. Denn diese bitten derzeit Unterstützer auf der ganzen Welt, ihnen Rechenkapazität für die Forschung an Therapien gegen das neuartige Coronavirus zur Verfügung zu stellen.

FOLDING @ HOME-UPDATE ZU SARS-COV-2 (10. MÄRZ 2020)

Dies ist ein Update zu den Bemühungen von Folding @ home, Forschern auf der ganzen Welt dabei zu helfen, den globalen Kampf gegen COVID-19 aufzunehmen .

Nach anfänglichen Qualitätskontrollen und begrenzten Testphasen hat das Folding @ home-Team eine erste Welle von Projekten veröffentlicht, in denen potenziell druggierbare Proteinziele aus SARS-CoV-2 (dem Virus, das COVID-19 verursacht) und dem zugehörigen SARS-CoV-Virus (für das) simuliert werden Weitere Strukturdaten sind verfügbar) für die vollständige Produktion auf Folding @ home. Vielen Dank an die große Anzahl von Folding @ home-Spendern, die uns bisher im Beta- oder Advanced-Modus unterstützt haben.

Diese erste Welle von Projekten konzentriert sich auf ein besseres Verständnis, wie diese Coronaviren mit dem menschlichen ACE2-Rezeptor interagieren, der für den Viruseintritt in menschliche Wirtszellen erforderlich ist, und wie Forscher in der Lage sein könnten, sie durch das Design neuer therapeutischer Antikörper oder kleiner Moleküle, die möglicherweise stören, zu stören ihre Interaktion.

Wir hoffen, in den kommenden Tagen einige der neuen strukturbiologischen und biochemischen Daten nutzen zu können, die von Forschern auf der ganzen Welt, die daran arbeiten, diese Viren und Strategien zu ihrer Bekämpfung zu verstehen, schnell veröffentlicht werden. Diese Arbeit wurde größtenteils von Preprint-Servern wie bioRxiv und chemRxiv verbreitet , die darauf abzielen, die Forschung anderen Forschern und der Öffentlichkeit schnell zur Verfügung zu stellen, damit andere Wissenschaftler sie umfassend bewerten und sofort darauf aufbauen können. Wir haben auch mehrere neue Kooperationen mit anderen Labors geschlossen, in denen wir hoffen, dass Folding @ home wertvolle Unterstützung bei den COVID-19-Forschungsbemühungen bietet.

Während wir die Simulationsdatensätze schnell für andere zur Verwendung oder Analyse freigeben werden, möchten wir nach alternativen Konformationen und versteckten Taschen innerhalb der vielversprechendsten Wirkstofftargets suchen, die nur in der Simulation und nicht in statischen Röntgenstrukturen zu sehen sind. Wir hoffen, dass diese Strukturen – sobald sie durch neu auftretende zusammengesetzte Screening-Daten validiert wurden – dazu beitragen können, die virtuellen Screening-Kampagnen oder das Targeting neuer Taschen zu steuern, für die noch keine atomistischen Strukturen verfügbar waren.

Nachfolgend finden Sie kurze Beschreibungen der Projekte. Beachten Sie, dass alle Eingabedateien hier auf GitHub verfügbar gemacht werden, damit andere Forscher Folgendes nutzen können:

https://github.com/foldingathome/coronavirus

Dieses Repository wird sich in den kommenden Tagen weiterentwickeln, wenn wir weitere Projekte und Dokumentationen hinzufügen. Wir werden Datensätze mit Strukturen auf öffentlich verfügbaren Servern veröffentlichen, sobald wir nützliche Daten zu melden haben.

Alle Projekte verwenden den neuen GPU-beschleunigten Core22, der auf der Open-Source- OpenMM- Engine für biomolekulare Simulationen basiert . Quelle: https://foldingathome.org/2020/03/10/covid19-update/

„Verteiltes Rechnen“ und „Quantencomputer“

Habe mich den Projekten Folding@home und Rosetta@home angeschlossen. Zumal ich schon vor 20 Jahren auf die Projekte und der Software gestoßen bin und sehr begeistert von der Idee war. Installation hat 5 Minuten gedauert und Angemeldet bin ich auch bei beiden Projekten.

Ich werde es auch nach der Corona-Pandemie im Hintergrund auf den PC laufen lassen. Übrigens wäre es jetzt toll für die Forschung Quantencomputer zunutzen, wird höhste Zeit.

Die Wissenschaftler erhoffen sich von Quantencomputern Durchbrüche in vielen rechenintensiven Disziplinen, etwa bei der Erforschung neuer Medikamente, bei der Entwicklung Künstlicher Intelligenz oder auch für die Optimierung von Lieferketten in der Logistik.

Und das funktioniert so: Gewillte Nutzer können ihre Computer über ein kleines Programm an „folding@home“ (FAH) teilnehmen lassen. Via so genanntem „Distributed Computing“ kann der eigene Rechner dann an der Erforschung des Andock-Prozesses des Virus am menschlichen Körper teilnehmen lassen. Das Komplizierte daran ist, dass das Spike-Protein, mit dem der Virus an Lungenzellen andockt, ständig eine Proteinfaltung („protein folding“) durchmacht und so permanent neue Formen annimmt.

Für Mac, Windows & Linux

Mit der folding@home-Software, die man am eigenen Rechner installiert, sollen ungenutzte CPU- und GPU-Rechenkapazitäten für die Forschung zugänglich gemacht werden. Als Nutzer kann man festlegen, ob der Computer nur verwendet wird, wenn man ihn gerade selbst nicht verwendet, oder ob nebenbei gerechnet werden kann. Verfügbar ist das kostenlose Programm für Linux, Windows und MacOS.

Insgesamt erhoffen sich die Stanford-Wissenschaftler, Erkenntnisse für ein Gegenmittel zu gewinnen. Die Software für verteiltes Rechnen (man sieht es ihr an) gibt es schon seit vielen Jahren – und wurde bisher schon dafür eingesetzt, um bei der Entwicklung von Therapien für Krankheiten helfen, die durch Proteinfaltung ausgelöst wurden. Insofern passt der jetzige Einsatz rund um COVId-19 sehr gut.

IBM Q System One: Fraunhofer holt Quantencomputer nach Baden-Württemberg

Der Quantencomputer IBM System One soll in Deutschland in der Nähe von Stuttgart aufgestellt werden. In diesem Jahr wird es aber nichts mehr.

IBM Q System One: Fraunhofer holt Quantencomputer nach Baden-Würtemberg
IBM Q System One

Die Fraunhofer Gesellschaft und der Computerkonzern IBM haben eine Vereinbarung unterschrieben, um die Forschung zu Quantencomputern in Deutschland voranzutreiben. Dafür soll ein IBM-Quantencomputer der Serie „Q System One“ im Rechenzentrum des Konzerns in Ehningen bei Stuttgart stationiert werden. Es wird nach Angaben von Fraunhofer das erste seiner Art in Europa sein. Unter dem Dach der Fraunhofer Gesellschaft sollen Technologie, Anwendungsszenarien und Algorithmen erforscht werden. Außerdem soll in Wirtschaft und Wissenschaft in Deutschland Kompetenz aufgebaut und damit internationale Wettbewerbsvorteile hergestellt werden.

Mit dem Konzept der Quantencomputer reagiert die Branche auf die Tatsache, dass die bislang übliche Entwicklung von Hochleistungscomputern an ihre physikalischen Grenzen stößt. Während bei herkömmlichen Computern Bits jeweils den Zustand Null oder Eins annehmen, können bei Quantencomputern die Qbits gemäß der Quantenmechanik mehrere Zustände gleichzeitig darstellen – ein Paradox, das auch heute noch für Physiker eine große Herausforderung darstellt. Die Zustände der Qbits sind zudem sehr flüchtig und ändern sich schon allein bei der Betrachtung. Das Q-System One soll dagegen in der Lage sein, die Quantenzustände länger stabil zu halten und somit auch die kommerzielle Nutzung zu ermöglichen.

Quantencomputer können theoretisch um ein Vielfaches schneller und leistungsfähiger sein als herkömmliche Rechner. Noch sind sie aber eher Forschungsobjekte, eine kommerzielle Nutzung gab es bislang nicht.

Das System in Ehningen soll Anfang 2021 in Betrieb genommen werden. Dort befindet sich auch die IBM-Zentrale für Deutschland, Österreich und die Schweiz. Die Wissenschaftler erhoffen sich von Quantencomputern Durchbrüche in vielen rechenintensiven Disziplinen, etwa bei der Erforschung neuer Medikamente, bei der Entwicklung Künstlicher Intelligenz oder auch für die Optimierung von Lieferketten in der Logistik.

IBM hatte seinen „Q System One“ im Januar 2019 als ersten auch kommerziell nutzbaren Quantencomputer vorgestellt. Die Anlage besteht aus einer Kühl- und Leitungseinheit, der Cryostat, die wie ein Kandelaber aussieht. An dessen unteren Ende befindet sich der Quantenchip. Dahinter steht eine schrankgroße Steuereinheit, mit der die Signale zu den Qubits geschickt und auch wieder ausgelesen werden.

Die Fraunhofer Gesellschaft und IBM hatten bereits 2019 vereinbart, den Q System One nach Deutschland zu bringen. Damals war jedoch unklar, wo der Standort des Quantencomputers sein soll. 

Folding@home: Coronavirus-Forschung – Stanford-Wissenschaftler bitten um Rechenressourcen

Wissenschaftler der Stanford University benötigen für ihre Coronavirus-Forschung viel Rechenkapazität, die über Distributed Computing erzielt werden soll.

Coronavirus-Forschung: Stanford-Wissenschaftler bitten um Rechenressourcen

Wissenschaftler der Gruppe folding@home (FAH) der US-amerikanischen Stanford University suchen weltweit Unterstützer, die Rechenkapazität für die Forschung an neuen Therapien gegen das neuartige Coronavirus (SARS-CoV-2) bereitstellen. Helfer können dazu eine Software herunterladen und installieren, die bei komplexen Berechnungen zum Coronavirus helfen soll.

Die Rechenkapazität der am Projekt teilnehmenden Rechner wird nach Angaben der Forscher dazu verwendet, um den Prozess der Infektion im menschlichen Körper über das Andocken des Virus über Proteine genauer zu entschlüsseln. Wie die Stanford Wissenschaftler beschreiben, dockt das aktuell grassierende Coronavirus über ein Spike-Protein, das sich an der Oberfläche des Virus befindet, an Lungenzellen an. Das Protein verändere sich allerdings ständig über Proteinfaltung (protein folding) und nehme dabei unterschiedliche Formen an. Um gegebenenfalls Antikörper und damit entsprechende Impfstoffe herstellen zu können, sei es notwendig, die unterschiedlichen Formen des Spike-Proteins zu kennen.

Um computergenerierte Modelle der Proteinstrukturen zu erstellen sei „viel Rechenpower“ notwendig, die über das vernetzte Rechnen (Distributed Computing) mit der folding@home-Software generiert wird. Die Software verwendet auf den Rechnern lediglich ungenutzte CPU- und GPU-Rechenpower, heißt es. Interessierte können die Software des folding@home-Projektes von der Website der Gruppe herunterladen. Die Software ist für Linux, Windows und MacOS verfügbar.

Das folding@home-Projekt wurde nach Angaben von FAH 2000 gestartet. Das Projekt für verteiltes Rechnen an der Stanford University soll bei der Entwicklung von Therapien für Krankheiten helfen, die durch protein folding ausgelöst werden.

Wissenschaftler arbeiten verschärft daran, einen Coronavirus-Impfstoff zu finden. Doch du musst nicht nur tatenlos rumsitzen und abwarten, sondern kannst dabei auch helfen.

Während viele nicht mehr wissen, wie sie sich richtig verhalten sollen und wie hoch die Gefahr um die gefürchtete Krankheit wirklich ist, arbeiten Forscher auf Hochtouren daran, einen Coronavirus-Impfstoff zu finden. Du selbst musst dabei nicht völlig untätig sein, sondern kannst sogar mithelfen, ein Heilmittel gegen das Virus zu finden.

Projekt Folding@home: (oft auch kurz F@H oder FAH) ist ein verteiltes Computerprojekt für die Krankheitsforschung, das die Proteinfaltung, die rechnergestützte Entwicklung von Medikamenten und andere Arten von Molekulardynamik simuliert. Das Projekt nutzt die ungenutzten Verarbeitungsressourcen von Hunderttausenden von Personalcomputern, die sich im Besitz von Freiwilligen befinden, die die Software auf ihren Systemen installiert haben.

Sein Hauptzweck ist die Bestimmung der Mechanismen der Proteinfaltung, d. h. des Prozesses, durch den Proteine ihre endgültige dreidimensionale Struktur erreichen, und die Untersuchung der Ursachen von Proteinfehlfaltungen. Dies ist von Interesse für die medizinische Forschung über Alzheimer, Huntington und viele Formen von Krebs, neben weiteren, anderen Krankheiten. In geringerem Umfang versucht Folding@home auch, die endgültige Struktur eines Proteins vorherzusagen und zu bestimmen, wie andere Moleküle mit ihm interagieren können, was sich auf die Entwicklung von Medikamenten auswirkt. Folding@home wird vom Pande Laboratory der Stanford University, gemeinnützig unter der Leitung von Prof. Vijay Pande entwickelt und betrieben und von verschiedenen wissenschaftlichen Einrichtungen und Forschungslabors weltweit gemeinsam genutzt. Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Folding@home

Rosetta@home: Coronavirus-Impfstoff – So kannst du bei der Suche helfen

Die Suche nach dem Coronavirus-Impfstoff geht weiter. (Symbolbild)

Das Prinzip für die Suche nach einem geeigneten Coronavirus-Impfstoff ist ziemlich einfach und vor allem nicht neu: Im wissenschaftlichen Bereich wird das verteilte Rechnen oft eingesetzt, um schneller auf Ergebnisse zu kommen. Dafür musst du dir nur einen Client auf deinem Rechner installieren. So hilfst du an den Stellen aus, wo weitere Rechenleistung benötigt wird. Solche Möglichkeiten stellen Software wie BOINC (Berkeley Open Infrastructure for Network Computing) oder Folding@Home zur Verfügung.

Stelle die Rechenleistung deines PCs zur Verfügung

Ungenutzte Rechenleistung deines Computers kann ganz einfach für die Forschung eines Coronavirus-Impfstoffes zur Verfügung gestellt werden. Dafür musst du nicht einmal aktiv etwas machen, denn die Rechnungen laufen im Hintergrund ab.

So funktioniert BOINC:

  • Du downloadest BOINC und installierst die Datei.
  • Der Assistent erleichtert die Installation.
  • Per BOINC Manager, der Client, kannst du deine Rechenzeit für verschiedene Projekte anbieten.
  • Als neuer User musst du dir vorher ein Konto anlegen.

Hast du diese Schritte erledigt, kannst du dir ein Projekt aussuchen, dass sich auch mit dem Coronavirus-Impfstoff befasst. Darunter fällt beispielsweise Rosetta@home. Wähle das Projekt einfach in deiner Liste aus. Der BOINC Manager nimmt den Kontakt zum Projektserver auf und holt sich selbstständig die Aufgaben.

Wählst du „Erweiterte Ansicht“ aus, kannst du mehr Informationen zu den Aufgaben erhalten und auch die Statistiken einsehen. Es ist nicht möglich, gezielt Aufgaben, die den Coronavirus-Impfstoff betreffen, auszuwählen. Die Aufgaben werden zugewiesen. Benötigst du die Rechenleistung deine PCs selbst, kannst du die Projekte auch pausieren oder stoppen.

Projekt Rosetta@home: ist ein nichtkommerzielles Volunteer-Computing-Projekt, das mittels der Technik des verteilten Rechnens versucht, Proteinstrukturen und Proteinbindungen aus einer Aminosäuresequenz vorherzusagen.

Dabei werden Algorithmen entwickelt und getestet, die eine zuverlässige Strukturvorhersage ermöglichen. Eine akkurate Vorhersage von Proteinstrukturen könnte sich als sehr hilfreich für die Entwicklung von Heilverfahren für beispielsweise AIDSKrebsMalariaAlzheimer und Virenerkrankungen erweisen. Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Rosetta@home

Fazit: Kampfansage statt Panik

Die Ausbreitung des Coronavirus ist eine ernste Sache. Dennoch sollte man sich nicht verrückt machen. Stattdessen ist die Suche nach einem Coronavirus-Impfstoff ein guter Versuch, der Krankheit den Kampf anzusagen. Trotzdem kann es noch eine Weile dauern, bis das passende Heilmittel gefunden wird. Wenn es hart auf hart kommt, könnte der Coronavirus-Horror so enden.