Astronomische Einheit

Die Astronomische Einheit (AE, international AU) entspricht ungefähr dem mittleren Abstand zwischen Erde und Sonne. Seit 2012 ist sie durch Beschluss der Internationalen Astronomischen Union als exakt 149.597.870.700 Meter festgelegt, also rund 150 Millionen Kilometer.

Innerhalb des Sonnensystems ist die AE die praktischste Entfernungseinheit. Mars liegt etwa 1,5 AE von der Sonne entfernt, Jupiter bei 5,2 AE, Neptun bei 30 AE, und die fernen Objekte des Kuipergürtels noch weit dahinter. Für interstellare Distanzen wird die AE dagegen unhandlich, weshalb Astronomen dort zu Lichtjahren oder Parsec greifen.

Die Bestimmung dieses Maßstabs war über Jahrhunderte eine der größten Herausforderungen der Astronomie. Im 18. Jahrhundert reisten Forscher um die halbe Welt, um die seltenen Venusdurchgänge vor der Sonne von verschiedenen Orten aus zu vermessen und daraus den Erde-Sonne-Abstand zu berechnen. Erst im 20. Jahrhundert lieferte die Radarvermessung von Planeten wie Venus den Wert mit großer Genauigkeit, bevor er schließlich als feste Konstante definiert wurde.

Die AE ist zugleich die unterste Sprosse der kosmischen Entfernungsleiter. Sie liefert die Basislinie für die Parallaxenmessung, mit der sich die Distanz naher Sterne bestimmen lässt, und damit den Maßstab für alles Weitere. In Hard-SF-Romanen taucht die Einheit regelmäßig auf, wenn Autoren realistische Reisezeiten innerhalb eines Sternsystems beschreiben. Sie macht eindrücklich klar, wie riesig schon unser eigenes Sonnensystem ist: Das Licht, das Schnellste im Universum, braucht über acht Minuten für eine einzige AE.

Die Geschichte der AE-Bestimmung ist ein Lehrstück in internationaler wissenschaftlicher Kooperation. Die Venustransit-Expeditionen des 18. Jahrhunderts, bei denen Astronomen aus Europa, Russland und anderen Ländern an weit voneinander entfernten Punkten der Erde den Übergang der Venus vor der Sonnenscheibe zeitlich präzise vermessen sollten, waren logistisch extrem anspruchsvoll. James Cook segelte 1769 nach Tahiti, um von dort den Transit zu beobachten, eine Reise, die nebenbei zur Entdeckung Australiens führte. Trotz aller Bemühungen blieb die Parallaxenmessung durch die sogenannte Tropfen-Effekt-Verzerrung (Black Drop Effect) schwieriger als erwartet.

Moderne Radarmessungen haben die AE mit einer Genauigkeit von wenigen Metern bestimmt. Raumsonden ermöglichten noch präzisere Werte, indem ihre Positionen über Dopplerverschiebung ihrer Funksignale exakt gemessen wurden. Die IAU fixierte die AE 2012 als Naturkonstante, um Berechnungen in der Himmelsmechanik zu vereinfachen.

In der Science Fiction fungiert die AE als Maßstab für die subjektiv erlebbare Weite des Sonnensystems. Wenn Charaktere in Kim Stanley Robinsons 2312 mit Sonnensegeln von der Erde zu den äußeren Planeten reisen, wird die Reisedauer in AE-Distanzen gemessen und ergibt Wochen oder Monate. Die AE ist damit das Maß, das Weltraumtourismus menschlich skaliert, und gleichzeitig die Einheit, die zeigt, warum selbst eine Mars-Mission eine monumentale logistische Aufgabe bleibt.