Von der Erde aus wirkt die Venus beinahe freundlich. Sie ist nach Sonne und Mond das auffälligste natürliche Lichtobjekt an unserem Himmel und kann kurz nach Sonnenuntergang oder vor Sonnenaufgang so hell erscheinen, dass sie kaum zu übersehen ist. Seit Jahrtausenden kennen Menschen sie als Abendstern und Morgenstern. Doch hinter den hellen Wolken verbirgt sich eine Welt, die zu den lebensfeindlichsten Orten des Sonnensystems gehört. Am Boden herrschen Temperaturen von rund 465 bis 470 Grad Celsius, der Luftdruck ist mehr als 90-mal so hoch wie auf der Erde, und eine mächtige Kohlendioxidatmosphäre hält die Hitze nahezu überall fest.

Gerade das macht die Venus wissenschaftlich so interessant. Sie ist fast so groß wie die Erde, besitzt eine ähnliche Masse und besteht ebenfalls überwiegend aus Gestein. Beide Planeten entstanden in derselben kosmischen Nachbarschaft. Trotzdem entwickelten sie sich völlig unterschiedlich. Während auf der Erde Ozeane entstanden und Leben seit Milliarden Jahren existiert, wurde die Venus zu einer überhitzten Welt unter einer dichten Wolkendecke. Zu verstehen, warum das geschah, gehört heute zu den großen Fragen der Planetenforschung.

Wie groß ist die Venus?

Die Venus ist der zweite Planet von der Sonne und der unmittelbare planetare Nachbar der Erde nach innen. Ihr Durchmesser beträgt rund 12.100 Kilometer. Damit ist sie nur etwa 650 Kilometer kleiner als die Erde. Auch bei Masse und Schwerkraft sind sich beide Welten vergleichsweise ähnlich. Die Schwerkraft an der Venusoberfläche beträgt rund 90 Prozent der irdischen Schwerkraft.

Diese Ähnlichkeiten führten früher häufig dazu, Venus und Erde als Schwesterplaneten zu bezeichnen. Betrachtet man nur Größe und grundlegenden Aufbau, erscheint der Vergleich plausibel. Die Bedingungen an ihren Oberflächen könnten jedoch kaum unterschiedlicher sein.

Die Venus umkreist die Sonne in einer mittleren Entfernung von rund 108 Millionen Kilometern. Für einen vollständigen Umlauf benötigt sie knapp 225 Erdtage. Ein Venusjahr ist damit deutlich kürzer als ein Jahr auf der Erde.

Warum ist die Venus der heißeste Planet?

Merkur befindet sich wesentlich näher an der Sonne. Trotzdem ist nicht Merkur, sondern Venus der heißeste Planet unseres Sonnensystems. Der entscheidende Grund dafür liegt in ihrer Atmosphäre.

Mehr als 96 Prozent der Venusatmosphäre bestehen aus Kohlendioxid. Hinzu kommt eine dichte Wolkendecke, deren Tröpfchen überwiegend Schwefelsäure enthalten. Die Atmosphäre erzeugt einen extrem starken Treibhauseffekt. Sonnenenergie gelangt in das Klimasystem des Planeten, während ein großer Teil der abgegebenen Wärmestrahlung durch die dichte Atmosphäre zurückgehalten wird.

An der Oberfläche entstehen dadurch Temperaturen von durchschnittlich ungefähr 465 bis 470 Grad Celsius. Die Unterschiede zwischen Tag und Nacht sowie zwischen Äquator und Polen sind vergleichsweise gering. Die gewaltige Atmosphäre verteilt die Wärme sehr wirkungsvoll über den Planeten.

Merkur besitzt dagegen praktisch keine Atmosphäre, die Wärme speichern könnte. Seine sonnenbeschienene Seite kann extrem heiß werden, während die Nachtseite stark auskühlt. Die Venus hält ihre Hitze dagegen dauerhaft fest.

Wie hoch ist der Luftdruck auf der Venus?

Neben der Temperatur wäre der enorme Druck eines der größten Probleme für jedes Raumfahrzeug an der Oberfläche. Die Atmosphäre der Venus erzeugt am Boden einen Druck von ungefähr 92 bis 93 bar. Das entspricht mehr als dem 90-Fachen des Luftdrucks auf Meereshöhe der Erde und ungefähr dem Druck, der in einem irdischen Ozean in rund 900 Metern Tiefe herrscht.

Die Kombination aus Hitze und Druck machte Landungen auf der Venus technisch außerordentlich schwierig. Mehrere sowjetische Venera-Sonden erreichten zwischen den 1970er- und 1980er-Jahren die Oberfläche und übermittelten Messwerte und Bilder. Doch selbst speziell geschützte Raumfahrzeuge konnten unter diesen Bedingungen nur begrenzte Zeit arbeiten.

Weiter oben verändert sich die Situation deutlich. In Höhen von ungefähr 50 bis 60 Kilometern herrschen wesentlich gemäßigtere Temperaturen und Drücke. Gerade deshalb interessieren sich Wissenschaftler nicht nur für die Oberfläche, sondern auch für die verschiedenen Schichten der Venusatmosphäre.

Warum dreht sich die Venus rückwärts?

Eine der merkwürdigsten Eigenschaften der Venus ist ihre Rotation. Von oberhalb des Nordpols des Sonnensystems betrachtet drehen sich die meisten Planeten gegen den Uhrzeigersinn. Die Venus rotiert dagegen in die entgegengesetzte Richtung. Astronomen sprechen von einer retrograden Rotation.

Warum die Venus diese ungewöhnliche Rotation besitzt, ist nicht abschließend geklärt. Möglicherweise spielten große Einschläge während der frühen Entwicklung des Planeten eine Rolle. Auch langfristige Wechselwirkungen zwischen Atmosphäre, Sonne und planetarer Rotation werden als Teil möglicher Erklärungen untersucht.

Hinzu kommt, dass sich die Venus extrem langsam dreht. Für eine vollständige Rotation relativ zu den Sternen benötigt sie ungefähr 243 Erdtage. Ein Venusjahr dauert dagegen nur knapp 225 Erdtage. In diesem Sinn dauert eine vollständige Eigenrotation der Venus länger als ihr Umlauf um die Sonne.

Die Verhältnisse von Tag und Jahr sind allerdings komplizierter, als dieser bekannte Vergleich zunächst vermuten lässt. Wegen der rückläufigen Rotation dauert ein Sonnentag, also die Zeit von einem Sonnenhöchststand bis zum nächsten, auf der Venus etwa 117 Erdtage.

Wie sieht die Oberfläche der Venus aus?

Lange Zeit wusste niemand, was sich unter den undurchsichtigen Wolken der Venus verbirgt. Teleskope können die Oberfläche im sichtbaren Licht nicht erkennen. Erst Raumsonden und insbesondere Radarmessungen ermöglichten detaillierte Karten.

Heute wissen wir, dass die Venus eine ausgeprägte Landschaft besitzt. Große Ebenen bedecken weite Teile der Oberfläche. Daneben gibt es Hochländer, Berge, Einschlagkrater und zahlreiche vulkanische Strukturen. Einige Vulkane erreichen beeindruckende Dimensionen. Maat Mons beispielsweise erhebt sich mehrere Kilometer über seine Umgebung.

Ein Großteil der Venusoberfläche ist geologisch vergleichsweise jung. Die Zahl der sichtbaren Einschlagkrater deutet darauf hin, dass große Bereiche innerhalb der vergangenen einigen hundert Millionen Jahre stark verändert wurden. Wie genau diese Erneuerung der Oberfläche ablief, wird weiterhin untersucht.

Die Venus besitzt offenbar keine Plattentektonik nach dem irdischen Muster mit einem globalen System beweglicher Krustenplatten. Trotzdem ist sie geologisch keineswegs tot.

Gibt es heute noch aktive Vulkane auf der Venus?

Lange blieb offen, ob der Vulkanismus auf der Venus nur ein Relikt ihrer Vergangenheit ist. Inzwischen haben neue Auswertungen älterer Radardaten die Hinweise auf gegenwärtige geologische Aktivität deutlich verstärkt.

Besonders aufschlussreich waren Aufnahmen der NASA-Sonde Magellan, die die Venus zwischen 1990 und 1994 mit Radar kartierte. Forscher verglichen Bilder derselben Regionen, die zu unterschiedlichen Zeitpunkten aufgenommen worden waren. Dabei wurden Veränderungen an vulkanischen Strukturen festgestellt, die sich plausibel durch vulkanische Aktivität erklären lassen.

Damit verdichtet sich das Bild einer Venus, deren Inneres noch immer Wärme freisetzt und deren Oberfläche auch heute verändert werden kann. Wie häufig solche Ausbrüche auftreten und wie stark sie die Atmosphäre beeinflussen, ist jedoch noch nicht ausreichend bekannt.

Gerade diese Frage ist für die zukünftigen Venusmissionen wichtig. Neue Radarkarten könnten Veränderungen sichtbar machen, die sich seit den Magellan-Beobachtungen ereignet haben.

Hatte die Venus früher Wasser?

Die heutige Venus ist extrem trocken. Dennoch gibt es gute Gründe anzunehmen, dass ihre Vergangenheit anders aussah. Das Verhältnis verschiedener Wasserstoffisotope in der Atmosphäre deutet darauf hin, dass die Venus im Laufe ihrer Geschichte erhebliche Mengen Wasser verloren hat.

Wie viel Wasser tatsächlich vorhanden war und wie lange es sich halten konnte, ist allerdings nicht geklärt. Einige Klimamodelle zeigen, dass auf einer frühen Venus über lange Zeit gemäßigte Bedingungen und möglicherweise sogar flüssiges Oberflächenwasser denkbar gewesen wären. Andere Modelle kommen zu dem Ergebnis, dass die Venus möglicherweise schon sehr früh so heiß war, dass sich niemals dauerhaft Ozeane bilden konnten.

Genau diese Unsicherheit macht die Frage so interessant. Erde und Venus könnten zu Beginn ihrer Entwicklung wesentlich ähnlicher gewesen sein als heute. Irgendwann trennten sich ihre klimatischen Wege jedoch grundlegend.

Mit zunehmender Erwärmung verdunstete immer mehr Wasser. Wasserdampf verstärkte den Treibhauseffekt zusätzlich. In höheren Atmosphärenschichten konnte ultraviolette Sonnenstrahlung Wassermoleküle zerlegen. Der leichte Wasserstoff entwich anschließend teilweise in den Weltraum. Am Ende blieb die trockene und von Kohlendioxid dominierte Welt zurück, die wir heute beobachten.

Kann es Leben auf der Venus geben?

Auf der heutigen Oberfläche erscheint Leben nach unserem derzeitigen Verständnis äußerst unwahrscheinlich. Temperaturen von fast 470 Grad Celsius, enormer Druck und praktisch kein verfügbares flüssiges Wasser schaffen Bedingungen, unter denen bekannte Lebensformen nicht bestehen können.

Anders sieht die Diskussion in den höheren Wolkenschichten aus. In ungefähr 50 bis 60 Kilometern Höhe herrschen Temperaturen und Drücke, die deutlich gemäßigter sind. Deshalb wird seit Jahrzehnten darüber diskutiert, ob Mikroorganismen theoretisch in den Wolken existieren könnten.

Große Aufmerksamkeit erregte 2020 die Meldung über einen möglichen Nachweis des Gases Phosphin in der Venusatmosphäre. Auf der Erde kann Phosphin unter bestimmten Bedingungen mit biologischen Prozessen verbunden sein. Die ursprünglichen Messungen und ihre Interpretation wurden anschließend jedoch intensiv diskutiert. Andere Forschergruppen stellten sowohl die Stärke des Signals als auch dessen eindeutige Zuordnung infrage.

Ein Nachweis von Leben auf der Venus ist daraus nicht entstanden. Selbst ein sicherer Nachweis von Phosphin wäre allein noch kein Beweis für biologische Aktivität, solange nichtbiologische Entstehungswege ausgeschlossen werden können.

Hinzu kommt ein weiteres Problem: Die Wolken bestehen zu großen Teilen aus konzentrierter Schwefelsäure und enthalten nur sehr wenig Wasser. Ob eine Lebensform unter solchen Bedingungen überhaupt existieren könnte, ist vollkommen offen.

Hat die Venus Monde?

Anders als Erde und Mars besitzt die Venus keinen natürlichen Mond. Auch Merkur hat keinen. Warum die beiden innersten Planeten ohne Monde geblieben sind, lässt sich nicht mit einer einzigen Ursache erklären.

Bei der Venus ist die Frage besonders interessant, weil sie der Erde in Größe und Masse so ähnlich ist. Unser Mond entstand nach der führenden Theorie durch eine gewaltige Kollision in der Frühgeschichte der Erde. Ob Venus nie einen vergleichbaren Mond besaß oder ein früher Begleiter später verloren ging, lässt sich heute nicht sicher rekonstruieren.

Auch ein Ringsystem wie bei den großen äußeren Planeten besitzt die Venus nicht.

Warum leuchtet die Venus so hell am Himmel?

Die Venus kann heller erscheinen als jeder Stern. Dafür kommen mehrere Eigenschaften zusammen. Sie befindet sich vergleichsweise nahe an der Erde, ist fast so groß wie unser Planet und besitzt eine äußerst reflektierende Wolkendecke. Ein großer Teil des einfallenden Sonnenlichts wird wieder in den Weltraum zurückgeworfen.

Weil die Venus innerhalb der Erdbahn um die Sonne kreist, kann sie von uns aus gesehen niemals beliebig weit von der Sonne am Himmel entfernt stehen. Deshalb erscheint sie typischerweise am Abend nach Sonnenuntergang oder am Morgen vor Sonnenaufgang. Daraus entstanden die traditionellen Bezeichnungen Abendstern und Morgenstern.

Es handelt sich jedoch nicht um zwei verschiedene Himmelskörper. Schon seit der Antike ist bekannt, dass Morgen- und Abendstern dieselbe Venus sind.

Durch ein Teleskop zeigt die Venus außerdem Phasen ähnlich denen des Mondes. Je nach Stellung von Erde, Venus und Sonne sehen wir unterschiedlich große Teile ihrer beleuchteten Hälfte. Die Beobachtung dieser Phasen durch Galileo Galilei zu Beginn des 17. Jahrhunderts wurde zu einem wichtigen Argument gegen das alte geozentrische Weltbild.

Welche Raumsonden haben die Venus erforscht?

Die Venus war eines der ersten Ziele der interplanetaren Raumfahrt. 1962 flog Mariner 2 an ihr vorbei und wurde damit zur ersten erfolgreichen Raumsonde, die einen anderen Planeten aus unmittelbarer Nähe untersuchte.

Besonders weit ging anschließend das sowjetische Venera-Programm. Mehrere Sonden drangen durch die Atmosphäre und erreichten die Oberfläche. Venera 7 gelang 1970 die erste erfolgreiche Übertragung von Daten von der Oberfläche eines anderen Planeten. Spätere Venera-Missionen lieferten unter anderem die ersten Bilder der Venusoberfläche.

In den 1990er-Jahren kartierte die amerikanische Sonde Magellan mit Radar große Teile des Planeten in hoher Auflösung. Von 2006 bis 2014 untersuchte Venus Express der Europäischen Weltraumorganisation vor allem Atmosphäre und Klima. Auch die japanische Sonde Akatsuki lieferte über Jahre wichtige Beobachtungen der komplexen atmosphärischen Zirkulation.

Die Daten dieser Missionen prägen unser Venusbild bis heute. Gleichzeitig stammen viele der detailliertesten Radarkarten noch immer aus der Magellan-Ära. Deshalb ist das Interesse an einer neuen Generation von Missionen besonders groß.

Welche neuen Missionen fliegen zur Venus?

Die Venus rückt wieder stärker in den Mittelpunkt der internationalen Planetenforschung. Die NASA entwickelt mit DAVINCI und VERITAS zwei Missionen, die unterschiedliche Fragen untersuchen sollen. DAVINCI soll insbesondere die Atmosphäre und ihre Zusammensetzung detailliert vermessen. VERITAS ist darauf ausgelegt, die Oberfläche und die geologische Entwicklung des Planeten mit modernen Radarinstrumenten zu untersuchen.

Auch die Europäische Weltraumorganisation plant mit EnVision eine neue Venusmission. Sie soll Oberfläche, Untergrund und Atmosphäre gemeinsam untersuchen und helfen zu verstehen, wie diese Bereiche miteinander verbunden sind.

Die neuen Missionen könnten einige der größten offenen Fragen beantworten: Besitzt Venus heute aktive Vulkane? Wie ist ihre Kruste aufgebaut? Wie entwickelte sich ihre Atmosphäre? Gab es tatsächlich einmal Ozeane? Und warum wurde aus einem Planeten, der der Erde in Größe und Aufbau so ähnlich ist, eine vollkommen andere Welt?

Warum ist die Venus für die Erde so wichtig?

Die Venus ist nicht nur wegen ihrer extremen Bedingungen interessant. Sie ist ein natürliches Vergleichsobjekt für unseren eigenen Planeten. Erde und Venus zeigen, dass ähnliche Ausgangsbedingungen keineswegs zu einer ähnlichen Entwicklung führen müssen.

Besonders deutlich wird dies beim Klima. Auf beiden Planeten spielt Kohlendioxid als Treibhausgas eine Rolle, doch die Ausgangsbedingungen und die Entwicklung ihrer Atmosphären unterscheiden sich fundamental. Die heutige Venus zeigt einen extremen planetaren Treibhauseffekt. Sie ist deshalb kein einfaches Modell für die zukünftige Entwicklung der Erde, bietet der Klimaforschung aber wertvolle Informationen darüber, wie Atmosphären, Strahlung, Wasser und geologische Prozesse über sehr lange Zeiträume zusammenwirken können.

Darüber hinaus gewinnt die Venus durch die Erforschung von Exoplaneten an Bedeutung. Astronomen entdecken zahlreiche Gesteinsplaneten in anderen Planetensystemen. Nicht jeder erdgroße Planet muss deshalb erdähnlich sein. Manche könnten vielmehr Venuswelten sein, deren dichte Atmosphären und hohe Temperaturen sie für Leben an der Oberfläche ungeeignet machen.

Was wissen wir über die Venus noch nicht?

Trotz mehr als sechs Jahrzehnten Raumfahrtforschung sind grundlegende Fragen offen. Wir wissen nicht sicher, ob die Venus jemals über längere Zeit Ozeane besaß. Wir kennen das genaue Muster ihrer heutigen vulkanischen Aktivität nicht. Auch die Entstehung ihrer ungewöhnlichen Rotation, die Entwicklung ihrer Oberfläche und viele Einzelheiten der Atmosphäre sind noch nicht vollständig verstanden.

Gerade deshalb ist die Venus eine der spannendsten Welten des inneren Sonnensystems. Sie ist fast so groß wie die Erde und doch vollkommen anders. Unter ihren hellen Wolken liegt eine Oberfläche, auf der Blei schmelzen könnte, während hoch darüber eine Atmosphäre in wenigen Tagen um den gesamten Planeten rast.

Die entscheidende Geschichte der Venus könnte jedoch in ihrer Vergangenheit liegen. Wenn sie tatsächlich einmal Wasser und gemäßigtere Bedingungen besaß, stellt sich die Frage, wann und warum diese Welt ihren heutigen Zustand erreichte. Wenn sie dagegen schon früh eine heiße, trockene Welt war, müssen unsere Vorstellungen von der Entwicklung erdähnlicher Planeten entsprechend angepasst werden.

Die Venus ist deshalb weit mehr als der heißeste Planet unseres Sonnensystems. Sie ist ein Gegenentwurf zur Erde und zugleich ihr nächster planetarer Vergleich. Je genauer wir verstehen, warum diese beiden ähnlich großen Welten so unterschiedliche Wege genommen haben, desto besser verstehen wir auch, welche Bedingungen einen Planeten langfristig bewohnbar machen können.

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Quellen
▪︎ NASA Science – Venus Facts und Venus Exploration
▪︎ NASA Jet Propulsion Laboratory – Magellan, DAVINCI und VERITAS
▪︎ European Space Agency – Venus Express, EnVision und Untersuchungen der Venusoberfläche
▪︎ Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt – Venus, Atmosphäre und Entwicklung des Planeten
▪︎ Way et al. – Untersuchungen möglicher früher habitabler Klimazustände der Venus
▪︎ Fachliteratur zur Atmosphärenchemie und zur Diskussion möglicher Phosphin-Nachweise auf der Venus