Zu Fuß durch ein maßstabsgetreues Sonnensystem

Wie groß ist das Sonnensystem, wenn die Sonne eine Kugel ist, neben der man stehen kann?

Fast alle Bilder des Sonnensystems schummeln. Die Planeten sitzen ordentlich aufgereiht, eine Handbreit voneinander entfernt, und Jupiter sieht aus wie ein Wasserball, der neben der Sonne abgestellt wurde. Das Schummeln ist nötig, weil eine Seite nicht gleichzeitig die echten Größen und die echten Abstände zeigen kann. Dieses Exponat verzichtet darauf. Es verkleinert alles um denselben Faktor, Größen und Abstände zusammen, und legt das Ergebnis entlang eines Weges in einem Park aus.

Der Maßstab ist ein Milliardstel (1 : 1.000.000.000). In diesem Maßstab wird die Sonne mit ihren 1.391.400 km Durchmesser zu einer leuchtenden Kugel von 1,39 m. Die Erde wird zu einer 1,27-cm-Murmel auf einem Steinsockel 149,6 m den Weg hinunter. Neptun ist 4,5 km entfernt. Bei einem gewöhnlichen Schritttempo von 1,4 m/s erreichen Sie die Erde in weniger als zwei Minuten und Neptun in 54 Minuten.

Unterwegs gibt es 70 Dinge zu entdecken: die Sonne, acht Planeten, fünf Zwergplaneten, 21 Monde, ein Dutzend Asteroiden und Kometen, neun Raumsonden und die Ränder der Gürtel und der Sonnenblase selbst. Der Knopf für den Wegführer listet alle auf. Wählen Sie eines aus, und Sie werden dorthin gebracht.

Ein Meter für eine Million Kilometer

Bei einem Milliardstel steht ein Meter Weg für eine Million Kilometer und ein Millimeter Kugel für 1.000 km. Jede Kugel hat den mittleren Durchmesser des Himmelskörpers geteilt durch eine Milliarde, und jeder Sockel steht beim mittleren Abstand des Körpers von der Sonne (der großen Halbachse seiner Bahn) geteilt durch eine Milliarde. Die Werte stammen aus den Datenblättern der NASA NSSDCA, und die Tabelle unten wurde aus diesen Werten neu berechnet.

Ein paar Vergleiche helfen. Der Erddurchmesser passt 109-mal in den Sonnendurchmesser, also bräuchte man etwa 1,3 Mio. Erden, um das Volumen der Sonne zu füllen. Jupiter ist der einzige Planet, den man ohne Schild aus ein paar Schritten Entfernung erkennt. Merkur, Mars und Pluto sind so klein, dass sie verloren gingen, wenn man sie auf den Weg fallen ließe.

Vier kleine Planeten auf den ersten 230 Metern

Die Gesteinsplaneten kommen und gehen schnell. Merkur steht bei 57,9 m, Venus und Erde liegen 41 m auseinander, und Mars steht bei 228 m. Dann wird es still auf dem Weg. Jupiter wartet bei 778,5 m, Saturn bei 1,43 km, Uranus bei 2,87 km und Neptun bei 4,51 km. Jede Lücke ist ungefähr so lang wie alles davor zusammen, und deshalb wirkt das äußere Sonnensystem zu Fuß so leer.

Vom Sockel des Mars ist Jupiters 14-cm-Kugel 550 m entfernt. Sie erscheint nur etwa 0,015° groß, viel zu klein, um sie vor den Bäumen zu erkennen. Darum hat jede Station einen runden Wegweiser, und auf dem Weg ist alle 50 m eine Entfernungsmarke aufgemalt.

Monde auf Schienen

Die meisten Monde sind neben ihren Planeten winzig und bleiben dicht bei ihnen. Der Erdmond ist eine 3,5-mm-Perle 38,4 cm von der Murmel, auf einem eigenen Messingstift. Die Internationale Raumstation würde 0,4 mm über der Murmel kreisen, etwa so dick wie ein Fingernagel, und der Ring der geostationären Wetter- und Fernsehsatelliten liegt 3,6 cm darüber. Das James-Webb-Weltraumteleskop arbeitet nahe dem Punkt L2, 1,5 Mio. km jenseits der Erde, darum steht sein Pfosten 1,5 m hinter der Murmel.

Die beiden Marsmonde sind Staubkörner. Phobos, 22 km breit, wäre 0,02 mm groß und 9,4 mm von der 6,8-mm-Erbse entfernt. Das Modell hängt beide Marsmonde an einen haardünnen Draht, weil jeder Stift dicker wäre als sie.

Die Riesenplaneten brauchen mehr Platz. Von jedem Sockel führt eine Steinschiene weg, und die Monde stehen darauf in ihren echten Abständen. Jupiters vier große Monde, die Galilei 1610 entdeckte, stehen zwischen 42 cm und 1,88 m von der Grapefruit entfernt. Saturns Titan ist 1,22 m vom Saturn entfernt und Iapetus 3,56 m. Die fünf großen Uranusmonde passen in 58 cm, und Triton steht 35,5 cm vom Neptun. Plutos Mond Charon ist halb so breit wie Pluto und nur 2 cm von ihm entfernt, darum nennt man die beiden manchmal einen Doppel-Zwergplaneten.

Hier sind Sie schneller als das Licht

Licht legt in jeder Sekunde 299.792,458 km zurück. Teilt man das durch eine Milliarde, bewegt sich das Licht im Park mit 0,30 m/s. Normales Gehen sind 1,4 m/s, Sie können das Sonnenlicht hier also fast fünffach überholen. Sonnenlicht braucht 8 Minuten 19 Sekunden bis zum Sockel der Erde: 149.600.000 ÷ 299.792 ergibt 499 Sekunden, oft auf 8 Minuten 20 Sekunden gerundet.

Der Schalter „Licht von der Sonne senden“ macht das sichtbar. Ein Lichtpuls verlässt die Sonnenkugel mit 0,30 m/s, und die Anzeige sagt, wie weit Sie vor oder hinter ihm sind. Gehen Sie im voreingestellten Tempo von 3 m/s, erreichen Sie die Erde zehnmal schneller als das Licht.

Wie schnell können Sie sein?

Der Tempo-Knopf hat vier Stufen, die Zifferntasten 1 bis 4 wählen sie direkt:

„Zur nächsten gehen“ bringt Sie im gewählten Tempo zur nächsten Station. „Schnellreise“ springt in ein, zwei Sekunden dorthin, und der Wegführer springt direkt zu allem auf der Liste.

Die Sonne erscheint von jeder Station richtig groß

Vom Sockel der Erde nimmt die Sonnenkugel, 1,39 m breit und 149,6 m entfernt, 0,53° ein. Das ist derselbe Winkel, den die echte Sonne am Himmel der Erde einnimmt. Wenn alle Längen um denselben Faktor schrumpfen, bleiben alle Winkel gleich. Vom Mars aus sind es 0,35°. Vom Neptun aus 0,018°, etwa eine Bogenminute, nahe am kleinsten Detail, das ein scharfes Auge erkennen kann. Deshalb ist die Sonne nur noch ein heller Punkt, wenn Sie vom fernen Ende zurückblicken.

Warum der Asteroidengürtel fast leer ist

Zwei Tore überspannen den Weg bei 329 m und 479 m und markieren 2,2 und 3,2 AU, wo die meisten Asteroiden des Hauptgürtels kreisen. Ceres, der größte Körper im Gürtel und ein Zwergplanet, ist ein 0,95-mm-Korn bei 413 m. Vesta (525 km) und Pallas (512 km) sind halb so groß. Die NASA weist darauf hin, dass alle Asteroiden zusammen weniger wiegen als der Mond.

Der Splitt zwischen den Toren auf dem Weg dient nur der Anschauung. In diesem Maßstab wäre ein typischer Asteroid kleiner als ein Staubkorn, und die Lücken zwischen ihnen würden in Metern leerer Luft gemessen. Raumsonden haben den Gürtel oft durchquert, ohne irgendetwas ausweichen zu müssen.

Weiter innen markieren Pfosten drei Asteroiden, die Sonden besucht, von denen sie Proben geholt haben oder auf denen sie gelandet sind: Bennu, Ryugu und Eros. Der Pfosten von Apophis steht zwischen Venus und Erde. Am 13. April 2029 zieht er in 32.000 km Abstand an der Erde vorbei, in diesem Maßstab 3,2 cm von der Murmel.

Hinaus zum Kuipergürtel

Der Kuipergürtel ist ein breiter Ring aus Eiskörpern von etwa 30 bis 50 AU, und seine beiden Tore stehen 4,49 km und 7,48 km von der Sonne. Neptun liegt kurz vor dem ersten Tor. Pluto, ein 2,4-mm-Sesamkorn, steht bei 5,87 km. Danach kommen die Pfosten von Haumea, Quaoar, Makemake und Arrokoth, dem zweiteiligen Objekt, an dem New Horizons am 1. Januar 2019 vorbeiflog.

New Horizons selbst hat einen Pfosten bei 9,85 km, wo die Sonde im Oktober 2026 war, 65,8 AU von der Sonne. Der Weg endet bei 10,3 km, gleich hinter Eris. Eris ist fast genau so groß wie Pluto und etwas schwerer. Erst ihre Entdeckung 2005 brachte die Internationale Astronomische Union dazu, 2006 eine Definition des Planeten zu formulieren, und diese Definition stellte Pluto in die neue Klasse der Zwergplaneten.

Was die Wegweiser am Ende sagen

Vieles liegt zu weit draußen für einen Park. Die Wegweiser am Ende des Weges nennen alles als Abstand im Park:

• Voyager 1, die fernste Raumsonde, stand im Oktober 2026 bei 172 AU von der Sonne. Das sind 25,7 km im Park. Nach Berechnung der NASA ist sie am 18. November 2026 einen Lichttag von der Erde entfernt.
• Voyager 2 steht bei 144 AU (21,6 km), die verstummten Sonden Pioneer 10 und 11 bei 142 und 119 AU.
• Die Heliopause, der Rand der Blase aus Sonnenwind, lag 121,6 AU draußen, als Voyager 1 sie am 25. August 2012 durchquerte: 18,2 km im Park.
• Die Oortsche Wolke ist eine Hülle aus Kometen, die noch niemand direkt gesehen hat. Sie beginnt vielleicht irgendwo zwischen 2.000 und 5.000 AU (300 km oder mehr im Park) und reicht bis 100.000 AU, das wären etwa 15.000 km.
• Proxima Centauri, der nächste Stern, ist im Park 40.208 km entfernt, etwa einmal rund um den 40.075 km langen Erdäquator.

Stünde die Sonne also in einem Park Ihrer Stadt, wäre der nächste Stern eine weitere, etwa gleich große Kugel auf der anderen Seite des Planeten.

Planetenwege, die Sie besuchen können

Die Idee ist beliebt, und mehrere Orte haben einen solchen Weg aus Stein und Metall gebaut:

• Voyage auf der National Mall in Washington, DC, wurde am 17. Oktober 2001 im Maßstab ein Zehnmilliardstel eröffnet, ein Zehntel so groß wie dieser. Seine Sonne ist eine 13,9-cm-Kugel, Pluto steht etwa 600 m entfernt.
• Der Sagan Planet Walk in Ithaca, New York, wurde 1997 vom Sciencenter zu Ehren von Carl Sagan gebaut. Er ist 1,2 km lang, im Maßstab ein Fünfmilliardstel.
• Sweden Solar System nutzt die Avicii Arena in Stockholm, eines der größten kugelförmigen Gebäude der Welt, als Sonne. Im Maßstab ein Zwanzigmillionstel reihen sich die Planeten nordwärts durch das ganze Land.

Der Weg hier hat den zehnfachen Maßstab von Voyage. Dadurch ist die Erde groß genug, um sie als Kugel zu sehen (1,27 cm), und der Weg bis Neptun passt trotzdem in einen Nachmittag.

Wie sich das Modell vom echten Sonnensystem unterscheidet

• Alles in einer Linie. Die Planeten stehen nie in einer Reihe. Jeder befindet sich irgendwo auf seiner Bahn, und das Modell stellt sie hintereinander, damit ein einziger Weg an allen vorbeiführt.
• Mittlere Abstände. Jeder Sockel steht im mittleren Abstand. Merkurs echter Abstand schwankt zwischen 46 und 70 Mio. km, der des Mars zwischen 207 und 249, der Plutos zwischen 30 und 49 AU, ein Sockel für „heute“ stünde also woanders.
• Monde in einer Reihe. Die Monde stehen auf einer Schiene in ihrem mittleren Abstand zum Planeten, nicht über ihre Bahnen verteilt.
• Die Abstände der Sonden haben ein Datum. Sonden, die das Sonnensystem verlassen, bewegen sich weiter. Voyager 1 legt pro Jahr etwa 3,6 AU zu, das sind 540 m Weg.
• Runde Kugeln. Saturn ist am Äquator rund 11 % breiter als von Pol zu Pol, die Kugeln haben den mittleren Durchmesser. Nur die eiförmige Haumea ist gestreckt dargestellt.
• Helligkeit. Die Sonnenkugel leuchtet, blendet aber nicht, und die Planeten werden vom Nachmittagslicht des Parks beleuchtet, nicht von der Sonnenkugel.
• Bäume, Laternen und Bänke haben echte Größe, nicht den Maßstab, damit Sie spüren, wie weit Sie gegangen sind.

Einen Rundgang berechnen, bevor man ihn baut

Beginnen Sie mit Metern auf beiden Seiten der Rechnung. Der Sonnendurchmesser in der Tabelle des Exponats beträgt 1.391.400 km. Mit 1000 multipliziert, werden daraus 1.391.400.000 m. Durch 1.000.000.000 geteilt, ergibt sich ein Modelldurchmesser von 1,3914 m. Teilt man und lässt den Ausgangswert in Kilometern stehen, erhält man Kilometer, nicht Meter. Eine falsch gesetzte Einheit kann ein parkgroßes Modell tausendmal zu klein machen.

Der Abstand der Erde folgt derselben Regel. Die Tabelle nennt 149.598.000 km; das sind vor der Verkleinerung 149.598.000.000 m und danach 149,598 m. Der Erddurchmesser von 12.742 km wird zu 0,012742 m oder 12,742 mm. Abstand und Durchmesser haben sehr unterschiedliche Ausgangswerte, müssen aber durch denselben Teiler geteilt werden. Die 4.514.953.000 km von Neptun werden zu 4514,953 m Weg. Mit diesen Werten werden die Stationen gesetzt, nicht mit Abständen, die man nach dem Aussehen auf dem Bildschirm schätzt.

Angenommen, ein Besucher macht 0,70 m lange Schritte. Das ist eine für diese Rechnung angenommene Schrittlänge, keine gemessene Eigenschaft des Besuchers und keine Einstellung im Exponat. Teilen Sie jeden Modellabstand durch 0,70. Die Erde ist etwa 214 Schritte von der Sonne entfernt, Neptun etwa 6450 Schritte. Bei 1,4 m/s macht dieser Besucher zwei Schritte pro Sekunde; bis zur Erde braucht er also etwa 107 Sekunden, bis Neptun etwa 3225 Sekunden oder 53,8 Minuten. Längere Schritte ändern die Schrittzahl, aber nicht, wo die Planeten hingehören.

Eine nützliche Probe ist, zuerst den Sonnendurchmesser zu wählen und daraus den Abstand zur Erde zu gewinnen. Hier beträgt der Abstand etwa 107,5 Sonnendurchmesser. Verwendet eine Schulklasse eine Sonne von nur 10 cm Durchmesser, muss die Erde etwa 10,75 m entfernt stehen. Die Erde bei 149,598 m zu lassen und die kleinere Sonne einzusetzen, würde zwei verschiedene Maßstäbe mischen. Das Ergebnis wäre vielleicht bequem zu zeigen, bewahrte aber weder die scheinbaren Größen noch den Anteil des leeren Raums.

Warum ein Lehrbuch mehr als einen Maßstab braucht

Stellen Sie sich vor, Sonne und Neptun sollen auf eine 30 cm breite Seite passen, die Sonne am einen Rand, Neptun am anderen. Presst man die 4514,953 m des Modells auf 0,30 m, verkleinert das alle Längen noch einmal etwa um den Faktor 15.050. Der Sonnendurchmesser von 1,3914 m wird zu etwa 0,092 mm, schmaler als ein gewöhnlicher Bleistiftstrich. Die Erde wird zu etwa 0,00085 mm oder 0,85 Mikrometern. Keine gedruckte Farbe und keine Beschriftung macht aus diesem Punkt eine erkennbare Kugel, ohne ihn im Verhältnis zu den Abständen zu vergrößern.

Versuchen Sie nun die umgekehrte Forderung: Die Erde soll ein sichtbarer Punkt von 1 mm sein. Das ist etwa 1/13 ihres Durchmessers im Park. Neptun müsste dann etwa 354 m von der Sonne entfernt stehen, nicht am anderen Rand einer Seite. Ein breiteres Buch löst das Problem nicht, außer die Seite wird ein langer Streifen von mehreren hundert Metern. Acht schöne Planetenporträts auf einer Doppelseite zu zeigen, ist eine andere Aufgabe, als ihre Größen und Abstände getreu darzustellen.

Das macht nicht jede Zeichnung unzuverlässig. Eine Zeichnung kann die Reihenfolge der Bahnen, relative Durchmesser, das Aussehen der Oberflächen oder die Form einer Flugbahn zeigen. Lesen Sie die Bildunterschrift, um zu erfahren, welche Größen maßstabsgetreu gezeichnet sind. Ein Bahndiagramm kann alle Planeten gleich stark vergrößern, kleine stärker als große oder die äußeren Abstände stauchen. Keine dieser Entscheidungen taugt dazu, mit dem Lineal eine Reisestrecke zu messen.

Auch die Stationenreihe hier hat eine Grenze: Sie vergleicht Bahnabstände und ist keine Karte der heutigen Planetenpositionen. Zieht man die Erdstation von der Neptunstation ab, erhält man in dieser Anordnung die Differenz der Sonnenabstände. Man erhält nicht den Abstand zwischen Erde und Neptun an einem bestimmten Datum. In Wirklichkeit zählt neben den einzelnen Abständen zur Sonne auch der Winkel zwischen ihren Richtungen. Eine echte Mission braucht eine Ephemeride und eine Bahnrechnung, nicht den kürzesten Fußweg zwischen zwei Sockeln.

Eine Signalverzögerung ist keine Flugzeit

Der Lichtschalter lässt die Zeiteinheit unverändert und verkleinert nur den Abstand. Bei 149.598.000 km zwischen Sonne und Erde braucht das Licht einfach etwa 499 Sekunden, üblicherweise auf 8 Minuten 20 Sekunden gerundet. Für Neptun ergeben sich etwa 15.060 Sekunden oder 4 Stunden 11 Minuten. Ein Modell-Lichtpuls braucht also dieselben Zeiten, um an den entsprechenden Stationen vorbeizukommen. Der Maßstab hat seine Geschwindigkeit auf etwa 0,30 m/s verringert; das Sonnenlicht kommt dadurch nicht plötzlich sofort an.

Eine Antwort bringt eine weitere Verzögerung. Für ein einfaches Gedankenexperiment stellen Sie einen Empfänger im mittleren Sonnenabstand von Neptun auf und schicken ihm von der Sonne eine Frage. Selbst eine sofortige Antwort könnte nicht in weniger als etwa 8 Stunden 22 Minuten zurückkommen. Das verdoppelt die einfache Verzögerung und lässt die Verarbeitungszeit außer Acht. Es ist keine Vorhersage für eine Antenne auf der Erde: Dafür müssten die Position der Erde und der tatsächliche Abstand der Sonde einbezogen werden. Die Flugleitung muss den Zeitpunkt, zu dem ein Befehl die Erde verlässt, von dem späteren Zeitpunkt unterscheiden, zu dem die Sonde ihn ausführen kann.

Die NASA-Mission New Horizons zeigt, warum man Lichtlaufzeit und Flugzeit trennen muss. Die Sonde startete am 19. Januar 2006, passierte Jupiter am 28. Februar 2007 für einen Schwerkraftschub und flog am 14. Juli 2015 an Pluto vorbei. Das sind rund 9,5 Jahre vom Start bis Pluto. Ein Photon braucht für eine vergleichbare Strecke Stunden. Eine Strecke durch die Lichtgeschwindigkeit zu teilen, beantwortet eine Frage der Kommunikation, nicht die Frage, wann eine Raumsonde ankommt.

Die Jupiterbegegnung veränderte Bahn und Geschwindigkeit der Sonde. Eine Raumsonde zielt üblicherweise nicht auf ein Ziel und fliegt dann mit einer festen Geschwindigkeit an einem geraden Lineal entlang. Sie folgt einer Bahn unter dem Einfluss der Schwerkraft, und ihre Geschwindigkeit ist immer relativ zu etwas, etwa zur Erde oder zur Sonne. Die Tempo-Einstellungen des Exponats beschreiben die Bewegung des Besuchers im Park, nicht wählbare Raumschiff-Triebwerke. Wer mit der Schnellreise rasch bei Pluto ankommt, erfährt nichts über die Energie oder das Startfenster eines echten Flugs.

Größere Modelle füllen ein ganzes Land

Das Sonnensystem in Schweden gibt dem gleichen Maßstabsproblem eine andere Antwort. Seine Organisatoren nennen einen Maßstab von 1:20 Millionen: Der Globe in Stockholm stellt die Sonne dar, die inneren Planeten stehen im Raum Stockholm. Das Modell zieht sich nach Norden; sein Pluto steht in Delsbo, etwa 300 km vom Globe entfernt. Das sind getrennte Anlagen mit örtlichen Betreuern, keine Objekte, die man alle von einem Standpunkt aus ansehen könnte.

Vergleichen Sie diesen Maßstab mit dem 1:1 Milliarde dieses Exponats. Eine Milliarde geteilt durch zwanzig Millionen ergibt 50, also sind die entsprechenden Modelllängen in Schweden 50-mal größer. Auf die Sonne dieses Exponats angewandt, ergibt dieser Faktor etwa 69,6 m, für den Erdabstand etwa 7,48 km und für den Plutoabstand etwa 293 km. Das letzte Ergebnis lässt sich sinnvoll als etwa 300 km ausdrücken. Das sind Berechnungen mit den hier verwendeten astronomischen Werten, keine neuen Messungen eines Gebäudes oder der Straße zwischen den Anlagen.

Der Vergleich erklärt, warum man mit Wegangaben vorsichtig sein muss. Der maßstäbliche Abstand einer Station steht für einen astronomischen Abstand. Eine Straße kann Kurven machen, und ein Besucher muss vielleicht einen Umweg gehen. Die Zeit in einer Routenplanung ist also keine weitere Messung der Astronomischen Einheit. Sowohl die schwedischen Anlagen als auch die kleineren Parkmodelle brauchen Schilder, die erklären, worauf sich die gemessenen Abstände beziehen. Aus der Länge einer Busfahrt darf man nicht auf den Radius einer maßstäblichen Planetenbahn schließen.

Drei Proben am Bildschirm

Beginnen Sie bei der Sonne und wählen Sie im Wegführer die Erde. Sagen Sie vor dem Losgehen eine 1,27 cm große Kugel in etwa 150 m Entfernung voraus. Vergleichen Sie diese Vorhersage mit der Entfernungsanzeige und der kleinen Kugel auf ihrem Sockel. Wählen Sie danach Neptun. Seine Kugel ist nur etwa 3,9-mal so breit wie die Erde, doch seine Station liegt etwa 30,2-mal weiter von der Sonne entfernt. Diese Verhältnisse beantworten verschiedene Fragen. Ein Planet muss nicht größer sein, nur weil er eine größere Bahn hat.

Gehen Sie zum Anfang zurück und schalten Sie „Licht von der Sonne senden“ ein. Nehmen Sie die Einstellung 1,4 m/s und „Zur nächsten gehen“ für einen Vergleich mit gewöhnlichem Gehen. Nach 60 Sekunden könnte der Besucher 84 m zurücklegen, während das maßstäbliche Licht nur etwa 18 m schafft. Hindernisse oder eine geänderte Route können den Fortschritt des Besuchers verändern; verstehen Sie das als Vorhersagen für einen geraden Weg, nicht als Versprechen, dass jede manuelle Bewegung zu den Zahlen passt. Die Langsamkeit des Pulses folgt aus dem räumlichen Maßstab und behauptet nicht, dass Menschen in Wirklichkeit dem Licht davonlaufen können.

Nutzen Sie schließlich den Wegführer, um die Erde, ihren Mond und die Jupitermonde zu vergleichen. Der Mondabstand von 38,4 cm wird leicht unterschätzt, wenn die Erdkugel nur 1,27 cm breit ist. Halten Sie beim Wechsel des Blickwinkels die angezeigte Entfernung und die scheinbare Lücke auseinander: Die Perspektive kann ferne Objekte nah beieinander erscheinen lassen. Das Modell bewahrt die Längen in seiner Szene, während die Kamera sie auf einen flachen Bildschirm projiziert. Ein Screenshot allein ist kein Lineal für diesen dreidimensionalen Raum.

157 Dinge entlang des Weges

Der Wegführer enthält nun 157 Dinge: die Sonne, acht Planeten und fünf Zwergplaneten, 44 Monde, 40 Asteroiden und Kometen, 45 Raumsonden sowie zwölf Grenzen und Sterne. Jedes steht dort, wo sein wirklicher Abstand es hinsetzt, und jede Kugel hat die maßstäblich richtige Größe. Die meisten sind deshalb viel kleiner als ein Sandkorn. Der Wegführer hat zwei Filterreihen: die erste nach Art, die zweite nach Wegabschnitt (Sonne bis Mars, Asteroidengürtel, Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun sowie Kuipergürtel und darüber hinaus). Eine Namenssuche sucht in der Seitensprache und auf Englisch oder Koreanisch; ein Häkchen markiert alles bereits Gesehene.

Die Monde stehen in ihrem mittleren Abstand vom Planeten aus den JPL-Tabellen zu Satellitenbahnen und Größen. Nahe Monde sind auf verschiedene Winkel verteilt, damit ihre Stifte einander nicht verdecken: Jupiters vier kleine innere Monde Metis, Adrastea, Amalthea und Thebe stehen alle innerhalb von 23 cm um die 14 cm große Jupiterkugel. Saturns Ringhüter Pan, Atlas, Prometheus und Pandora stehen innerhalb oder knapp außerhalb des 27 cm breiten Rings. Drei Monde sind für eine Schiene viel zu weit entfernt. Himalia steht 11.4 m von Jupiter, Phoebe 12.9 m von Saturn und Nereid 5.5 m von Neptun entfernt, jeweils auf einem eigenen Pfosten im Gras. Plutos vier kleine Monde hängen an haarfeinen Drähten 4 bis 7 cm von der 2.4 mm großen Plutoperle entfernt.

Asteroiden und Kometen stammen aus der JPL-Kleinkörperdatenbank, die die große Halbachse jeder Bahn und, soweit gemessen, den Durchmesser angibt. Itokawa, Bennu und Ryugu, die drei von Probenmissionen besuchten Asteroiden, sind hier jeweils kleiner als ein Mikrometer. Jupiters Trojaner teilen seine Bahn 60 Grad vor und hinter ihm. Ihre Pfosten stehen innerhalb von 15 m um Jupiters Sockel: Orus, Polymele, Patroclus, Eurybates und Leucus, alle auf der Zielliste der Sonde Lucy.

Sonden, die einen Planeten besuchten, sind an dessen Ausstellungspult aufgeführt; ihre Einträge im Wegführer führen dorthin. Sonden an einem Punkt im Raum bekommen ein eigenes Schild auf einem Pfosten: SOHO und DSCOVR bei L1, 1.5 m vor der Erdmurmel; Webb und Euclid bei L2, 1.5 m dahinter; Parker Solar Probe und Solar Orbiter an ihren sonnennächsten Punkten. Raumsonden sind nie in ihrer wirklichen Größe dargestellt. Bei einem Milliardstel wäre selbst die größte kleiner als ein Atom. Die Schilder sind daher Wegzeichen, keine Modelle.

Ein Ausstellungspult an jeder Station

Vor der Sonne, jedem Planeten, Ceres und Pluto steht ein Pult mit einer Zahlenkarte und einem vergrößerten Schnittmodell. Die Karte nennt mittleren Durchmesser, Masse, Tages- und Jahreslänge, mittlere Temperatur und Zahl bekannter Monde aus dem NASA-Planetendatenblatt. Merkur hat den längsten Tag auf der Karte: 175.9 Erdtage von Mittag bis Mittag, zwei seiner 88 Tage langen Jahre. Venus dreht sich rückwärts; ihr Tag von 116.8 Erdtagen dauert etwa ein halbes Venusjahr. Saturn zeigt 274 bekannte Monde, Jupiter 95.

Das Schnittmodell neben der Karte ist nicht maßstäblich. Es ist eine Kugel von 34 cm Durchmesser mit einem herausgeschnittenen Viertel. Es zeigt die von NASA beschriebenen Schichten: Kern, Strahlungs- und Konvektionszone der Sonne; inneren Kern, äußeren Kern, Mantel und Kruste der Erde; metallischen Wasserstoff in Jupiter und Saturn; Wasser-, Ammoniak- und Methaneis in Uranus und Neptun. Das Innere der Riesenplaneten beruht auf Modellen aus Schwerkraftmessungen und könnte sich ändern. Daher steht am Pult, dass die Schichtgrößen gerundet sind. Die Erdschichten sind durch Erdbebenwellen gemessen und die sichersten Zahlen auf dem Weg.

Aufgaben, versteckte Platten und die Karte

Das Aufgabenfenster enthält sieben Aufgaben, die Ihre Handlungen in der Ausstellung statt Ihrer Klicks prüfen. Eine sucht den Ort, an dem Sonnenlicht 8 Minuten 20 Sekunden alt ist: den Erdsockel. Eine andere verlangt alle vier großen Jupitermonde, die Sie entlang der Schiene neben Jupiter finden. Eine ist eine Frage: Wie lange spaziert man zu Voyager 1? Der Weg wäre 25.7 km lang, die Antwort lautet also etwas mehr als fünf Stunden. Am seltsamsten ist das Rennen: den Lichtimpuls einschalten und vor ihm Merkur erreichen. Das kann in diesem Maßstab jeder.

Es gibt 13 Messingplatten. Sie liegen ohne Namensschild im Gras neben dem Weg. Sie markieren die sonnennächsten und sonnenfernsten Punkte von Merkur, Erde, Mars und Pluto, die Stellen mit einer Minute und einer Stunde altem Licht, den Aufnahmeort von Voyager 1 für Pale Blue Dot und den Ort, an dem Jupiter den Kometen Shoemaker-Levy 9 zerriss. Der Reiter „Versteckte Funde“ zeigt bis zum Herantreten Fragezeichen und die nächste Station als Hinweis.

Die Karte unten presst den 10.3 km langen Weg auf einen Streifen. Bei linearer Skalierung lägen die vier inneren Planeten innerhalb eines Pixels von der Sonne. Deshalb verwendet die Karte einen logarithmischen Maßstab; der weiße Pfeil zeigt Ihren Standort. Ein Tippen führt zur nächsten Station. Der Reiter „Größe und Abstand“ zeigt dieselben Planeten zweimal im selben Milliardstelmaßstab: als Kugeln nebeneinander und als Punkte am Weg. Damit die Kugeln sichtbar bleiben, ist ihre Reihe tausendfach größer als die Abstandsreihe gezeichnet. Das Fenster nennt beide Maßstäbe.

Von Lichtgeschwindigkeit bis zum Auto

Die Geschwindigkeitstaste hat sechs Stufen. Spaziergang, zügiges Gehen, Laufen und Fahrrad entsprechen echten menschlichen Geschwindigkeiten. Das Auto fährt 25 m/s, also 90 km/h, und erreicht Neptun in drei Minuten. Licht ist mit 0.30 m/s die langsamste Stufe, denn seine 299,792 km pro Sekunde werden im Park auf ein Milliardstel verkleinert. Nur beim Gehen mit Lichtgeschwindigkeit stimmen Uhr und angezeigte Lichtlaufzeit immer überein: Nach 8 Minuten 19 Sekunden erreichen Sie die Erde.

Umlaufbahnen sind keine Kreise

Jede Kugel steht beim mittleren Abstand ihres Planeten, aber keine Bahn ist ein vollkommener Kreis. Merkur bewegt sich zwischen 46.0 und 69.8 Millionen km; seine beiden Platten liegen deshalb 24 m auseinander. Die Erdplatten liegen nur 5 m auseinander, bei 147.1 und 152.1 m. Anfang Januar ist die Erde der Sonne am nächsten. Deshalb kann der Abstand nicht die Jahreszeiten verursachen. Plutos Bahn ist die länglichste auf dem Weg: Ihr nächster Punkt bei 4,436.8 m liegt innerhalb der Neptunmarke. Von 1979 bis 1999 war Pluto tatsächlich sonnennäher als Neptun.