{"id":474,"date":"2020-04-12T13:27:46","date_gmt":"2020-04-12T13:27:46","guid":{"rendered":"https:\/\/bulirsch.eu\/wordpress\/?p=474"},"modified":"2024-12-07T10:30:46","modified_gmt":"2024-12-07T10:30:46","slug":"johannes-kepler-und-der-weg-ins-all","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/bulirsch.eu\/home\/johannes-kepler-und-der-weg-ins-all\/","title":{"rendered":"Johannes Kepler und der Weg ins All"},"content":{"rendered":"\n

„\u2026\u2026 baut Schiffe, die sich f\u00fcr die Himmelsluft eignen\u2026\u2026“
Johannes Kepler und der Weg ins All
Universit\u00e4t der Bundeswehr M\u00fcnchen
September 2010<\/h3>\n\n\n\n
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Die Astronomie ist eine der \u00e4ltesten Wissenschaften. Das hat gute Gr\u00fcnde.
Der Himmel und seine Sterne waren den Menschen nie gleichg\u00fcltig gewesen. F\u00fcr unsere Ahnen war er Sitz der Gottheiten, wir blicken auf zu ihm, finden manchmal Trost beim Anblick seiner Sterne.<\/p>\n\n\n\n

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Aufgang und Untergang markanter Sterne und Sternbilder, bezogen auf den Ort der Sonne am Himmel, zeigten in der archaischen Zeit den Menschen den Stand des Jahres, waren Marken im Kalender, sie teilten das Jahr. Schriften aus dem Altertum, von Hesiod, von Arat, Vergil und Ovid geben davon Zeugnis.<\/p>\n\n\n\n

Am winterlichen Nachthimmel funkelt <\/p>\n\n\n\n

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Sirius der, so sagt die altgriechische Dichtung „Ilias“ „…… in strahlender Klarheit jeden Stern \u00fcbergl\u00e4nzt von den vielen im n\u00e4chtlichen Dunkel……“<\/em> In den Sommermonaten zieht Sirius am Tag \u00fcber den Himmel. Vor 4500 Jahren — die Cheopspyramide wurde um diese Zeit erbaut — stieg Sirius im Juni um die Sommersonnenwende am Osthorizont empor kurz bevor die Sonne aufging. Astronomen nennen das einen heliakischen Aufgang. Heliakische Aufg\u00e4nge von Sternen, der Stern also kurz vor der Sonne emporsteigt, waren f\u00fcr die alten V\u00f6lker von gro\u00dfer Bedeutung. Beim Sirius fiel sein heliakischer Aufgang zuf\u00e4llig auf den Beginn der Nil\u00fcberschwemmung, Quelle des Reichtums f\u00fcr das alte \u00c4gypten. F\u00fcr die alten \u00c4gypter war der heliakische Aufgang des Sirius ein g\u00f6ttliches Zeichen.<\/p>\n\n\n\n

Sirius ist der Hauptstern im Sternbild Gro\u00dfer Hund. Hochsommertage hei\u00dfen deshalb auch Hundstage.<\/p>\n\n\n\n

Wegen der Kreiselbewegung der Erdachse hat sich heute der heliakische Aufgang des Sirius \u00fcber die Jahrtausende hin in den August verschoben.<\/p>\n\n\n\n

Kenntnis des Sternenhimmels war f\u00fcr unsere Vorfahren lebenswichtig bei langen Fahrten, bei Navigation auf See.<\/p>\n\n\n\n

Die Ilias, Homers Dichtung vom Untergang Trojas, setzt den strahlenden Helden Achilles dem Sirius gleich … hell wie der Stern sei er<\/em>, sagt Homer. Sein anderer Held, der seefahrende und sternenkundige Odysseus1 richtet auf der Heimfahrt nach Ithaka das Flo\u00df zum Siebengestirn, <\/p>\n\n\n\n

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 den Plejaden, und dem Sternbild Bo\u00f6tes aus. Odysseus steuert das Flo\u00df so, da\u00df das Sternbild Gro\u00dfer Wagen immer zur Linken liegt. So hatte es ihm die G\u00f6ttin Kalypso bei der Abreise befohlen.<\/p>\n\n\n\n

Der Rat der G\u00f6ttin war nicht schlecht, wie man an einer Sternkarte \u00fcberpr\u00fcfen kann. Es ging trotzdem schief, aber das lag nicht an den Sternen.<\/p>\n\n\n\n

Der Dichter und Verkehrspilot <\/p>\n\n\n\n

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Antoine de Saint-Exup\u00e9ry — seine B\u00fccher Wind, Sand und Sterne, Flug nach Arras, Nachtflug<\/em> u.a. waren damals Bestseller — mu\u00dfte h\u00e4ufig Post von Dakar nach Casablanca bringen. Beim Nachtflug \u00fcber Westafrika steuert Saint-Exup\u00e9ry sein Flugzeug nach dem Sternbild des Gro\u00dfen Wagens. Die Haube des Flugmotors richtet er rechts der Deichsel des <\/p>\n\n\n\n

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 Gro\u00dfen Wagens aus, der Gro\u00dfe Wagen liegt also beim Flug \u00fcber Westafrika zur Linken, so wie vor Jahrtausenden es Odysseus mit seinem Flo\u00df auf dem Mittelmeer machte. Des Dichterpiloten Saint-Exup\u00e9rys sch\u00f6nes M\u00e4rchen vom Kleinen Prinzen<\/em>, der den Miniplaneten B 612 bewohnt, ist ohne Wissen um Sterne und solche Erfahrung nicht denkbar.<\/p>\n\n\n\n

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Und heute? Interplanetare Raumsonden werden von ihren Sensoren auf den Fixstern Canopus2 ausgerichtet, der liegt beim S\u00fcdpol der Ekliptik. Mit Canopus als Bezugsstern, einem Leuchtfeuer am Himmel, steuern die Sonden ihre Ziele an.<\/p>\n\n\n\n

Not, aber auch Neugier — wir nennen es heute Wissenschaft — und Verehrung der G\u00f6tter, hatte die Menschen angetrieben, die sichtbaren Objekte des Himmels, seine Sterne, zu erforschen.<\/p>\n\n\n\n

Es ist wahr, der Himmel zieht uns an, und der Wunsch, den Sternen nahezukommen, mag fr\u00fcher nur durch die Angst vor dem Zorn der G\u00f6tter verdr\u00e4ngt worden sein.<\/p>\n\n\n\n

Heute f\u00fcrchten wir keine strafenden G\u00f6tter mehr, ob immer zu unserem Gl\u00fcck, wir wissen es nicht. <\/p>\n\n\n\n

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 Der Himmel um uns herum ist \u00fcbers\u00e4t mit k\u00fcnstlichen K\u00f6rpern. \u00dcber 3000 Satelliten, dazu 7000 Raketenteile von etwa Tonnenschwere bis hinunter zur Gr\u00f6\u00dfe eines Fu\u00dfballs und noch kleiner umkreisen die Erde. \u00dcber jedes einzelne Teil wird genau Buch gef\u00fchrt, die Bahn verfolgt, um gef\u00e4hrliche Zusammenst\u00f6\u00dfe mit neustartenden Raketen zu vermeiden — eine Aufgabe der „rechnenden“ Mathematik.<\/p>\n\n\n\n

Eine unerh\u00f6rte technische Entwicklung hat schier Unm\u00f6gliches wahr werden lassen. Wir besitzen Bilder unserer n\u00e4chsten Himmelsnachbarn, der Planeten, Bilder, f\u00fcr deren Anblick manche unserer forschenden Ahnen Jahre ihres Lebens hingegeben h\u00e4tten. Der Flug der Raumsonde VOYAGER II ist eine der gr\u00f6\u00dften technischen Leistungen des 20. Jahrhunderts. \u00dcber 3000 Wissenschaftler, Ingenieure, Techniker haben Jahrzehnte an diesem Projekt gearbeitet, den Flug der Sonde erst m\u00f6glich gemacht. Vor 33 Jahren, am 20. August 1977, wurde die Sonde mit einer Titan-Centaur-Rakete auf die Reise gebracht. 2 Jahre sp\u00e4ter, 1979, passierte die Sonde den Jupiter, 1980 Saturn, und 1986 war sie bei Uranus. Erst um das Jahr 2152 wird wieder ein solcher Flug m\u00f6glich sein.<\/p>\n\n\n\n

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 Wir haben phantastische Bilder schauen d\u00fcrfen: Jupiter ganz nahe, mit seinen Monden Io und Europa. <\/p>\n\n\n\n

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 Io, rotgelb, v\u00f6llig mit Schwefel \u00fcberzogen, seine tobenden Vulkane, angeheizt durch Jupiters zermalmende Gezeitenkraft, speien ununterbrochen neuen <\/p>\n\n\n\n

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 Schwefel auf ihn herab. Der andere, Europa, wei\u00df-blau, in Eis gepanzert<\/p>\n\n\n\n

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. Klein erscheint sie, die Erde, neben den gro\u00dfen Planeten, manche Leute gefallen sich darin, daraus auf die Bedeutungslosigkeit der Erde schlie\u00dfen zu m\u00fcssen. Aber die Natur kennt keine Werteskala, in die sie die von ihr geschaffenen Objekte einreiht, und ganz gewi\u00df keine solche, in der nach Kilometern und Tonnen gemessen wird.<\/p>\n\n\n\n

Aber wie sind solche Bilder zustande gekommen?<\/p>\n\n\n\n

Es ist der 25. August 1989, kurz nach 1 Uhr morgens, 21 Jahre ist es gerade her. In der Versuchsanstalt f\u00fcr Strahlantriebe im kalifornischen Pasadena treffen Signale ein. Wenige Millisekunden zuvor hatten die riesigen Richtantennen, die eine in <\/p>\n\n\n\n

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 Goldstone in der kalifornischen W\u00fcste und die andere bei Canberra in Australien, die unvorstellbar schwachen Signale im 8400 Megahertz-Band aufgefangen, zugeschaltet waren noch 27 gro\u00dfe <\/p>\n\n\n\n

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 Parabolantennen des Quadratkilometer gro\u00dfen Antennenfeldes in Socorro, Neu-Mexico.<\/p>\n\n\n\n

4 Stunden vorher hatte ein kleiner 20 Watt-Sender, weit drau\u00dfen im Weltall, Signale ausgesandt. 4 Lichtstunden weit waren sie unterwegs gewesen und hatten die riesige Distanz von 7 Milliarden km \u00fcberbr\u00fcckt. Aber jetzt waren sie da, 10-18 Watt stark, die Energie hatte gerade noch ausgereicht, die gek\u00fchlten elektrischen Schwingkreise im Brennpunkt der Parabolantennen, jede einzelne so gro\u00df wie ein <\/p>\n\n\n\n

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 Fu\u00dfballfeld, zu erregen. Die mit unsch\u00e4tzbaren Informationen befrachteten Str\u00f6me wurden verst\u00e4rkt, demoduliert, entschl\u00fcsselt, mehrfach gefiltert und zu neuen Signalen zusammen-gesetzt. 3 Stunden sp\u00e4ter, in der Fr\u00fche des kalifornischen Morgens, in M\u00fcnchen war Mittag vorbei, erscheinen die Signale als Bilder auf der gro\u00dfen Leinwand im von K\u00e1rman-Auditorium der Technischen Hochschule in Pasadena:<\/p>\n\n\n\n

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 Bilder des Planeten Neptun, die die Raumsonde Voyager II bei der Begegnung mit Neptun zur Erde gefunkt hatte. Jubel bei den 1000 Zuschauern, die geduldig die ganze Nacht darauf gewartet hatten.<\/p>\n\n\n\n

Das also war Neptun, dem selbst mit den st\u00e4rksten Fernrohren und ihren 5 und 6-Meter Spiegeln nichts zu entrei\u00dfen war. Jetzt, mit den \u201aAugen der n\u00e4herkommenden Sonde, konnte man ihn sehen Orkane mit Geschwindigkeiten von weit \u00fcber 1000 km pro Stunde peitschten die Methan-Stickstoff-Atmosph\u00e4re, riesige Wirbel — gr\u00f6\u00dfer als die gesamte Erde — tobten auf der S\u00fcdhalbkugel, <\/p>\n\n\n\n

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 die Kameralinse hatte auch hohe Wolken in der Stratosph\u00e4re entdeckt, die Schatten auf die darunter liegende Atmosph\u00e4re warfen; die Ringe des Neptun konnte man sehen, und dann die Begegnung mit dem <\/p>\n\n\n\n

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 Neptunmond Triton: Gegen 6 Uhr morgens trafen die Bildsignale in Pasadena ein, und wenig sp\u00e4ter sah man Triton mit seinen Seen aus fl\u00fcssigem Stickstoff und <\/p>\n\n\n\n

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 Stickstoffeis, Vulkane und Geysire, die Strickstoffeis ausspien.<\/p>\n\n\n\n

4 Stunden braucht das Licht vom Neptun zur Erde, 12 Jahre hatte Voyager f\u00fcr den Flug zum Neptun gebraucht, obwohl er in jeder Sekunde 16 km zur\u00fcckgelegt hat. Und heute? <\/p>\n\n\n\n

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 Voyager II ist auf dem Weg ins Nichts! Im Jahre 26 262 wird er die halbe Distanz zum sonnenn\u00e4chsten Fixstern, dem Toliman, \u03b1-Stern im Sternbild des Zentaurus, zur\u00fcckgelegt haben und dabei die gro\u00dfe Kometenwolke, die in 2 Lichtjahren Entfernung um die Sonne kreist, passieren. Anno domini 296 036 wird er nicht weit vom Sirius vorbeiziehen. Und l\u00e4ngst wird von uns nichts mehr existieren! 8 \u00bd Jahre braucht das Licht des Sirius zur Erde, fast 300 000 Jahre wird Voyager II f\u00fcr die Reise dorthin brauchen. Technisch gesehen wird er l\u00e4ngst aufgeh\u00f6rt haben zu funktionieren, im Jahre 2034 wird es endg\u00fcltig vorbei sein.<\/p>\n\n\n\n

Haben aber Mathematiker zur Raumfahrt beigetragen?<\/p>\n\n\n\n

Aus einem Buch \u00fcber <\/p>\n\n\n\n

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\u00a0den Flug zum Mond: …\u00a0Die Anfangsbewegung ist f\u00fcr den Mondfahrer die schlimmste, denn er wird so emporgeschleudert, als wenn er, wie durch die Kraft des Pulvers angetrieben, auf einer Kanonenkugel dahinfl\u00f6ge.\u00a0<\/a>\u00a0<\/em><\/p>\n\n\n\n

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Der Mondfahrer mu\u00df sorgf\u00e4ltig abgest\u00fctzt werden, damit sich die Gewalt des R\u00fccksto\u00dfes gleichm\u00e4\u00dfig \u00fcber alle K\u00f6rperteile verteilt. Sodann neue Schwierigkeiten: Die ungeheure K\u00e4lte auf der Reise. …<\/em><\/p>\n\n\n\n

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<\/a>\u00a0Nach dem ersten Teil der Reise geht es leichter, der Mondfahrer entrinnt der Kraft der Erde und ger\u00e4t in die des Mondes, die nun die Oberhand gewinnt …. Und der Autor des Buches f\u00e4hrt fort: … Da n\u00e4mlich die Kr\u00e4fte der Erde und des Mondes den K\u00f6rper anziehen und in der Schwebe halten, ist die Wirkung genau die gleiche, als wenn keine Kraft den K\u00f6rper anziehen w\u00fcrde.<\/em><\/p>\n\n\n\n

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Der Autor hat den Mondflug physikalisch absolut korrekt beschrieben, auch die Wirkung der Schwerelosigkeit, alles mutet modern an, doch dieses Buch, Somnium, seu astronomia lunaris<\/em>, das ist Traum oder Astronomie des Mondes<\/em> wurde vor genau 400 Jahren, 1610, geschrieben. Der Autor: Ihrer Kaiserlichen Majest\u00e4t Rudolf II. von Habsburg Hofmathematikus <\/p>\n\n\n\n

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Johannes Kepler<\/em>. Es ist der erste echte Zukunftsroman der Weltliteratur!<\/p>\n\n\n\n

Keplers Mondfahrer erlebt auf dem Weg ins All Dinge, die 340 Jahre sp\u00e4ter die Mondfahrer unserer Zeit am eigenen K\u00f6rper erfahren haben. Wie der Genius Kepler vor 400 Jahren zu so tiefen Erkenntnissen und Einblicken fand, ist nicht mehr nachvollziehbar.<\/p>\n\n\n\n

1610 schreibt Kepler an Galilei nach Padua: …baut Schiffe…, die sich f\u00fcr die Himmelsluft eignen, und es wird genug Menschen geben, die vor der \u00f6den Weite des Raumes nicht zur\u00fcckschrecken. Inzwischen wollen wir f\u00fcr die tapferen Himmelsfahrer Karten der Himmelsk\u00f6rper anfertigen — ich die des Mondes, ihr Galilei, die des Jupiter….<\/em><\/p>\n\n\n\n

Seine Schrift \u00fcber den Flug zum Mond hatte Kepler nur Ungl\u00fcck gebracht. Er, damals in Prag lebend, kannte die Sage von der gro\u00dfen b\u00f6hmischen K\u00f6nigin und Seherin Libussa, und er kannte auch die nordische Sagenwelt der Edda. Und so hatte er in seinem Roman die Kunstfigur eines D\u00e4mons geschaffen, der in isl\u00e4ndischer Sprache, der Sprache der Edda, <\/p>\n\n\n\n

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 den Erdenbewohnern im Traum zuraunt, wie man mit Hilfe spinnenbeiniger Mondgeister von Island aus zum Mond reisen kann. Kepler mag an die Seherin V\u00f6lva der Edda gedacht haben, die in der V\u00f6lusp\u00e1, das ist der V\u00f6lva Prophezeiung, Vision\u00e4res schaut<\/p>\n\n\n\n

Von S\u00fcden die Sonne, des Monds Gesell,
r\u00fchrt mit der Rechten den Rand des Himmels …<\/em><\/p>\n\n\n\n

Den Namen der Seherin finden wir in seinem Roman wieder, in doppelter Bedeutung, als Bezeichnung f\u00fcr die Erde. Den Mond, Mittelpunkt seines Romans, nennt Kepler mit seinem hebr\u00e4ischen Namen: Lbana, latinisiert Levania. Bei Kepler, dem frommen Protestanten und universalen Geist ist nichts zuf\u00e4llig: F\u00fcr Martin Luther war Hebr\u00e4isch die Sprache aller Sprachen.<\/p>\n\n\n\n

Zu dem isl\u00e4ndischen D\u00e4mon konnte man aber nur durch die Vermittlung der wissenden Zauberin Fjolxhilde gelangen, die Kepler seine Mutter nannte. Seine Mutter eine Zauberin nennen, das h\u00e4tte Kepler nicht tun d\u00fcrfen –und er hat sich sp\u00e4ter daf\u00fcr verw\u00fcnscht– denn das war eine weitere Fuhre Brennholz f\u00fcr den Scheiterhaufen, der schon auf Keplers Mutter wartete: Katharina Kepler war als Hexe angeklagt und sollte in G\u00fcglingen lebendig verbrannt werden, und sogar Kepler selbst geriet in gro\u00dfe Bedr\u00e4ngnis. Da die Keplerin nicht gest\u00e4ndig war, wollte man sie foltern. aber es kam nicht mehr dazu, der Hexenprozess wurde eingestellt. Der Herzog von W\u00fcrttemberg, Johann Friedrich, gab Anweisung, die Keplermutter sofort freizulassen \u2013 sie hat es nicht lange \u00fcberlebt.<\/p>\n\n\n\n

Kepler hat unsterbliche Leistungen vollbracht, seine drei von ihm gefundenen Gesetze \u00fcber die Bewegung der Planeten, ja aller Himmelsk\u00f6rper, sind Wegweiser, Marksteine auf dem geistigen Flug ins All.<\/p>\n\n\n\n

Noch einmal kurz zur\u00fcck.<\/p>\n\n\n\n

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 Prag um das Jahr 1600. In der Hauptstadt des Heiligen R\u00f6mischen Reiches wirkt der ber\u00fchmte Tycho Brahe, Hofastronom Kaiser Rudolf II.. Johannes Kepler, 29 Jahre alt, ist Assistent Brahes. In seiner d\u00e4nischen Zeit hatte Brahe Messungen der Bahn des Planeten Mars durchgef\u00fchrt. <\/p>\n\n\n\n

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 Brahe \u00fcbergibt Kepler einen gro\u00dfen Teil des Zahlenmaterials \u00fcber die Positionen des Mars mit der Aufgabe, die G\u00fcltigkeit des Ptolem\u00e4ischen Weltbildes nachzuweisen: das ist, die Erde steht im Mittelpunkt, Sonne, Planeten und Sterne umkreisen sie. Ein Drittel der Bev\u00f6lkerung Deutschlands glaubt das noch heute.<\/p>\n\n\n\n

1601 stirbt <\/p>\n\n\n\n

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 Tycho Brahe. Kepler hat Brahes Zahlen \u00fcber die Marsbahn in m\u00fchevoller Arbeit in einem komplizierten Verfahren auf ein neues Koordinatensystem umgerechnet, jede einzelne Position f\u00fcr sich. Jetzt erst konnte die eigentliche Arbeit beginnen. Aber Kepler wu\u00dfte wahrscheinlich selbst nicht, wie er vorgehen sollte. Er hoffte auf und suchte Kopernikanische Kreise als Bahnkurven des <\/p>\n\n\n\n

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 Planeten Mars. Aber die gemessenen Zahlen gaben das nicht her, jahrelange m\u00fchevollste Arbeit folgte. Wieviel Verzweiflung ihn dabei \u00fcbermannt haben mag, kann man nur ahnen. Aber dann fand Kepler etwas, das mit den gemessenen Positionen des Mars am Himmel nicht mehr im Widerspruch stand.<\/p>\n\n\n\n

1609, vor 401 Jahren, ver\u00f6ffentlichte er in der Astronomia Nova<\/em><\/p>\n\n\n\n

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