Am 1. März 1982 landete eine sowjetische Raumsonde auf einem Planeten, dessen Oberfläche zu den lebensfeindlichsten Orten des Sonnensystems gehört. Rund 460 Grad Celsius Hitze, ein Luftdruck etwa 90-mal so hoch wie auf der Erde und eine dichte Atmosphäre aus überwiegend Kohlendioxid erwarteten Venera 13. Trotzdem arbeitete die Landesonde mehr als zwei Stunden lang. Sie übermittelte Farbpanoramen, untersuchte eine Bodenprobe und maß die Bedingungen unmittelbar auf der Venusoberfläche. Venera 13 lieferte damit einige der eindrucksvollsten direkten Zeugnisse, die es von unserem Nachbarplaneten gibt.

Die Bilder zeigen keine exotische Fantasiewelt, sondern eine überraschend vertraut wirkende steinige Landschaft unter einem gelblich gefilterten Himmel. Gerade darin liegt ihre Wirkung: Venera 13 machte die Venus erstmals in Farbe als wirklichen Ort sichtbar – und bestätigte gleichzeitig, wie fundamental anders sich der scheinbare Schwesterplanet der Erde entwickelt hat.

Wann startete Venera 13 zur Venus?

Venera 13 startete am 30. Oktober 1981 vom sowjetischen Kosmodrom Baikonur mit einer Proton-Rakete. Die Mission gehörte zum umfangreichen Venera-Programm der Sowjetunion, das über Jahrzehnte hinweg immer leistungsfähigere Raumsonden zur Venus schickte. Bereits Venera 7 hatte 1970 als erste Raumsonde nach einer erfolgreichen Landung Daten von der Oberfläche eines anderen Planeten übertragen. Venera 9 und Venera 10 lieferten 1975 die ersten Bilder direkt von der Venusoberfläche.

Venera 13 sollte diesen Erfolg deutlich erweitern. Die Mission bestand aus einer Flugstufe und einer robust konstruierten Landesonde. Zwei Tage vor der Ankunft wurde der Lander abgetrennt. Am 1. März 1982 trat er in die Venusatmosphäre ein und begann seinen Abstieg.

Während dieser Phase untersuchten Instrumente bereits die Atmosphäre. Nach dem Durchqueren der dichten Wolkendecke erreichte die Sonde schließlich die Oberfläche bei ungefähr 7,5 Grad südlicher Breite und 303 Grad östlicher Länge, östlich der Region Phoebe Regio.

Wie konnte Venera 13 die extreme Hitze der Venus überstehen?

Eine Landesonde auf der Venus muss mit Bedingungen fertigwerden, die gewöhnliche Raumfahrtelektronik innerhalb kurzer Zeit zerstören würden. Der Luftdruck an der Oberfläche beträgt ungefähr 9 Megapascal und entspricht damit dem Druck in etwa 900 Metern Meerestiefe auf der Erde. Gleichzeitig herrschen Temperaturen von mehr als 450 Grad Celsius.

Venera 13 wurde deshalb nicht wie ein gewöhnlicher Satellit gebaut. Die empfindlichen Instrumente und elektronischen Systeme befanden sich in einem massiven Druckbehälter, der sowohl den äußeren Druck als auch die Hitze möglichst lange von seinem Inneren fernhalten sollte.

Eine dauerhafte Kühlung war nicht vorgesehen. Stattdessen wurde die Sonde vor dem Eintritt in die Atmosphäre heruntergekühlt. Ihr massiver Aufbau nahm anschließend während der Mission zunehmend Wärme aus der Umgebung auf. Das verschaffte den Instrumenten ein begrenztes Zeitfenster, bevor die Temperaturen im Inneren zu hoch wurden.

Die Konstrukteure hatten damit gerechnet, dass Venera 13 nur vergleichsweise kurze Zeit auf der Oberfläche funktionieren würde. Tatsächlich übertraf die Sonde diese Erwartungen erheblich.

Wie lange überlebte Venera 13 auf der Venus?

Venera 13 arbeitete nach der Landung 127 Minuten lang – zwei Stunden und sieben Minuten. Für eine Raumsonde, die ungeschützt einer Umgebung von mehreren Hundert Grad Celsius und einem enormen atmosphärischen Druck ausgesetzt war, war dies ein außergewöhnlicher Erfolg.

Während dieser Zeit übermittelte die Sonde kontinuierlich wissenschaftliche Daten. Anders als bei einem Marsrover, der Monate oder sogar Jahre arbeiten kann, war von Beginn an klar, dass Venera 13 nur ein sehr begrenztes Zeitfenster besitzen würde. Jede Messung musste deshalb innerhalb einer genau geplanten Abfolge durchgeführt werden.

Als die Elektronik schließlich der Hitze erlag, verstummte die Sonde. Venera 13 blieb auf der Oberfläche zurück.

Welche Bilder machte Venera 13 von der Venus?

Besonders bekannt wurde Venera 13 durch ihre Farbaufnahmen. Die Sonde war mit Panoramakameras ausgestattet, die ihre unmittelbare Umgebung aus niedriger Höhe fotografierten. NASA-Archive führen insgesamt 14 während der Oberflächenmission gewonnene Bilder auf. Aus den Kameradaten konnten weitwinklige Farbpanoramen zusammengesetzt werden.

Zu sehen sind flache, kantige Gesteinsplatten, kleinere Steine und feineres Bodenmaterial. Teile der Raumsonde erscheinen am unteren Bildrand. Auf dem Boden liegt außerdem eine abgeworfene Abdeckung eines Kamerasystems.

Die Farben der Landschaft müssen mit Vorsicht interpretiert werden. Die dichte Venusatmosphäre und ihre Wolken absorbieren beziehungsweise streuen insbesondere blaues Licht. Dadurch erhält die gesamte Umgebung einen gelblich-orangefarbenen Eindruck. Eine Darstellung dessen, wie ein Mensch die Oberfläche unter diesen Bedingungen tatsächlich wahrnehmen würde, lässt sich deshalb nicht allein aus den unbearbeiteten Kameradaten ableiten.

Unabhängig von der Farbinterpretation zeigen die Bilder jedoch eine reale außerirdische Landschaft. Bis heute gehören Aufnahmen sowjetischer Venera-Sonden zu den wenigen Fotografien, die unmittelbar auf der Oberfläche der Venus entstanden sind.

Was fand Venera 13 im Boden der Venus?

Venera 13 beschränkte sich nicht auf Bilder. Die Landesonde sollte auch herausfinden, woraus das Gestein an ihrem Standort bestand.

Dafür besaß sie ein System zur Entnahme und Untersuchung von Oberflächenmaterial. Eine Probe wurde in das Innere der Sonde befördert und unter anderem mit einem Röntgenfluoreszenzspektrometer analysiert. Zusammen mit der kurz darauf gelandeten Schwestersonde Venera 14 gelang damit erstmals eine direkte Bestimmung der elementaren Zusammensetzung von Gestein auf der Venus.

Das Material am Landeplatz von Venera 13 zeigte eine Zusammensetzung, die mit bestimmten irdischen alkalischen Basaltgesteinen vergleichbar ist. Die Ergebnisse deuteten damit auf einen vulkanisch geprägten Untergrund hin. Venera 14 fand an ihrem eigenen Landeplatz ebenfalls basaltartiges Material, dessen Zusammensetzung sich jedoch von jener bei Venera 13 unterschied.

Die Messungen lieferten einen frühen direkten Beleg dafür, dass vulkanische Prozesse eine bedeutende Rolle bei der Entwicklung der Venusoberfläche gespielt haben.

Was verrieten die Gesteinsplatten auf den Bildern?

Auf den Panoramen von Venera 13 fallen zahlreiche flache und teilweise geschichtete Gesteinsstücke auf. Wissenschaftler untersuchten nicht nur ihre chemische Zusammensetzung, sondern versuchten auch, Rückschlüsse auf die mechanischen Eigenschaften des Untergrunds zu ziehen.

Aus den Daten von Venera 13 und Venera 14 wurde geschlossen, dass Teile des untersuchten Oberflächenmaterials porös und vergleichsweise schwach verfestigt waren. Die Forscher brachten diese Eigenschaften mit vulkanischen Prozessen in Verbindung und diskutierten unter anderem die Möglichkeit, dass vulkanisch ausgeworfenes Material an der Gestaltung der Oberfläche beteiligt gewesen sein könnte.

Die Ergebnisse dürfen allerdings nicht auf die gesamte Venus übertragen werden. Venera 13 untersuchte lediglich einen einzelnen Punkt auf einem Planeten mit einer Oberfläche von mehr als 460 Millionen Quadratkilometern. Spätere Radarmissionen zeigten eine sehr viel größere Vielfalt an Vulkanlandschaften, Ebenen, Gebirgen und ungewöhnlich verformten Regionen.

Wie heiß und dicht war die Atmosphäre am Landeplatz?

Venera 13 bestätigte direkt die extremen Bedingungen, die frühere Venusmissionen bereits festgestellt hatten. An der Oberfläche herrschten Temperaturen von ungefähr 460 Grad Celsius und ein Druck von rund 90 Erdatmosphären.

Die dichte Atmosphäre besteht überwiegend aus Kohlendioxid. Darüber liegen mächtige Wolkenschichten, deren Tröpfchen hauptsächlich Schwefelsäure enthalten. Am Boden selbst ist die Umgebung dagegen außergewöhnlich trocken.

Diese Bedingungen sind das Ergebnis eines extrem starken Treibhauseffekts. Kohlendioxid hält einen erheblichen Teil der Wärmestrahlung zurück, die von der Oberfläche abgegeben wird. Dadurch ist die Venus sogar heißer als Merkur, obwohl Merkur der Sonne wesentlich näher kommt.

Venera 13 machte diese abstrakten Werte anschaulich: Die Sonde befand sich tatsächlich mitten in dieser Umgebung und maß sie, während gleichzeitig ihre eigenen Systeme allmählich durch die Wärme überlastet wurden.

War Venera 13 die erste Sonde auf der Venus?

Nein. Als Venera 13 landete, hatte die Sowjetunion bereits mehrere erfolgreiche Venusmissionen durchgeführt.

Venera 7 übermittelte 1970 erstmals Daten nach einer erfolgreichen Landung auf einem anderen Planeten. Venera 8 folgte 1972. Venera 9 und Venera 10 lieferten 1975 die ersten Fotografien von der Oberfläche. Venera 11 und Venera 12 erreichten den Planeten Ende 1978 und sammelten weitere atmosphärische und wissenschaftliche Daten.

Venera 13 war deshalb nicht der Beginn, sondern einer der Höhepunkte des sowjetischen Venusprogramms. Ihre besondere Bedeutung liegt in der Kombination aus langer Betriebsdauer, Farbaufnahmen, Atmosphärenmessungen und direkter chemischer Untersuchung des Bodens.

Nur wenige Tage später, am 5. März 1982, landete Venera 14 ebenfalls erfolgreich und ergänzte die Messungen an einem zweiten Standort.

Warum sind die Bilder von Venera 13 bis heute so besonders?

Von Mars, Mond und verschiedenen Asteroiden existieren inzwischen riesige Bildarchive. Die Venus ist anders. Ihre Oberfläche ist von einer dichten Wolkendecke permanent verborgen. Raumsonden im Orbit können den Boden deshalb im sichtbaren Licht nicht einfach fotografieren. Für globale Karten sind vor allem Radarmessungen notwendig.

Wer die Venusoberfläche so sehen will, wie sie aus wenigen Metern Entfernung aussieht, ist deshalb noch immer auf eine kleine Anzahl sowjetischer Landemissionen angewiesen.

Venera 13 nimmt darunter eine besondere Stellung ein, weil ihre Kameradaten Farbpanoramen ermöglichten und die Sonde ungewöhnlich lange arbeitete. Die Aufnahmen stammen aus einer Zeit, in der Computertechnik und Raumfahrtelektronik gegenüber heutigen Systemen äußerst begrenzt waren. Dennoch gelang es, Kameras, Messinstrumente, Kommunikationstechnik und ein komplettes Labor bis zur Oberfläche der Venus zu bringen und dort mehr als zwei Stunden in Betrieb zu halten.

Was wissen wir heute durch Venera 13 über die Venus?

Eine einzelne Landesonde kann keinen ganzen Planeten erklären. Viele der großen Fragen zur Venus blieben nach Venera 13 offen und beschäftigen die Forschung bis heute. Dazu gehören die Geschichte ihres Klimas, der Umfang früherer Wasservorkommen, die Entwicklung ihrer Atmosphäre und die Frage, wie aktiv der Vulkanismus heute noch ist.

Doch Venera 13 lieferte etwas, das keine Beobachtung aus der Erdumlaufbahn ersetzen kann: Messungen direkt am Boden.

Die Mission zeigte basaltisch geprägtes Gestein, untersuchte die mechanischen Eigenschaften des Untergrunds und dokumentierte eine steinige Landschaft unter einer extrem dichten Atmosphäre. Sie bewies zugleich, dass selbst hochkomplexe wissenschaftliche Geräte zumindest für begrenzte Zeit auf der Venus betrieben werden können. Die chemischen Untersuchungen von Venera 13 und 14 gehören bis heute zu den wenigen direkten Analysen venusianischen Gesteins.

Vor allem aber hinterließ Venera 13 Bilder. Sie machen aus einem Planeten, dessen Oberfläche von der Erde aus vollständig unter Wolken verborgen bleibt, einen greifbaren Ort: flache Gesteinsplatten, Staub, ein gelblicher Himmel und am unteren Bildrand Teile einer Maschine, die dort eigentlich kaum hätte überleben dürfen.

Nach 127 Minuten verstummte Venera 13. Mehr als vier Jahrzehnte später gehören ihre Aufnahmen noch immer zu unseren unmittelbarsten Blicken auf die Oberfläche der Venus.

Mehr zum Thema Rover, Lander und Raumsonden

• Rover, Lander und Raumsonden – Wie erkunden wir fremde Welten?
• Perseverance – Was macht der Mars-Rover heute?
• Curiosity – Ist der Mars-Rover noch aktiv und was macht er heute?
• Perseverance und Curiosity – Was ist der Unterschied zwischen den Mars-Rovern?
• Voyager 1 – Wo ist die Raumsonde heute?
• Voyager 2 – Wo ist die Raumsonde heute?
• New Horizons – Wo ist die Pluto-Sonde heute?
• Opportunity – Was geschah mit dem Mars-Rover?
• Juno – Was macht die Raumsonde am Jupiter?
• Cassini – Was entdeckte die Raumsonde am Saturn?
• Huygens – Was entdeckte der Lander auf Titan?
• Europa Clipper – Wann erreicht die Raumsonde den Jupitermond Europa?
• JUICE – Wann erreicht die Raumsonde Jupiter und seine Monde?
• Rosetta – Was entdeckte die Raumsonde am Kometen 67P?
• Philae – Was geschah mit dem Lander auf dem Kometen?
• Rosetta und Philae – Was entdeckten die Raumsonden auf dem Kometen 67P?
• Hayabusa2 – Wie brachte die Raumsonde Proben des Asteroiden Ryugu zur Erde?
• OSIRIS-REx – Was fanden Forscher in den Proben des Asteroiden Bennu?
• Galileo – Was entdeckte die Raumsonde bei Jupiter und seinen Monden?
• Parker Solar Probe – Wie nah kommt die Raumsonde der Sonne?
• MESSENGER – Was entdeckte die Raumsonde auf dem Merkur?
• Magellan – Wie kartierte die Raumsonde die Venus durch ihre Wolken?
• Yutu-2 – Chinas Rover auf der Rückseite des Mondes

Quellen
▪︎ NASA National Space Science Data Center – Venera 13 und Aufnahmen der Venusoberfläche
▪︎ Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt – Venera 13 Missionsdaten und Ergebnisse
▪︎ Surkov et al., Journal of Geophysical Research – Elementare Zusammensetzung der Gesteine an den Landeplätzen von Venera 13 und Venera 14
▪︎ Surkov et al., Journal of Geophysical Research – Zusammensetzung, Struktur und Eigenschaften venusianischer Oberflächengesteine