Das Sonnensystem in Zahlen: Mars

Bild: medienwerkstatt

Unser Sonnensystem ist unser Zuhause. Wir bewohnen den dritten Planeten von der Sonne aus gesehen – die Erde – und über die wissen wir so einigermaßen Bescheid. Doch was ist mit den anderen sieben? Wie groß sind sie? Aus was bestehen sie? Wie warm oder kalt ist es auf ihnen? Diese Fragen soll meine kleine Serie beantworten. Ich hatte sie bereits zu den Anfangszeiten meines Blogs in einem sehr statischen Format veröffentlicht, fand es aber etwas sehr langweilig und habe sie nochmal überarbeitet. Viel Spaß 😉

Mars

Bild: mepag.jpl.nasa.gov

Mars

Facts:

  • Durchmesser am Äquator:               6.792 km (0,53 x Erde)
  • Physikalische Eigenschaft:              Gesteinsplanet
  • Mittlere Entfernung zur Sonne:        227,99 Millionen Kilometer
  • Mittlere Umlaufzeit um die Sonne:   686,98 Tage
  • Mittlere Bahngeschwindigkeit:          24,1 km/sec
  •  Masse (Gramm):                              6,419 x 10/23g (0,11 x Erde)
  • Mittlere Dichte:                                 3,933 g/cm³ (0,72 x Erde)
    Fluchtgeschwindigkeit:                     5,03 km/sec (0,45 x Erde)
  • Rotation:                                           24 h 37 min 22 s
  • Temperatur:                                     +27 bis -133°C
  • Atmosphäre:                                    Kohlenstoffdioxid: 95,32%, Stickstoff: 2,7%, Argon: 1,6%, Sauerstoff: 0,13%, Kohlenstoffmonoxid: 0,08%, Wasser: 0,02%
  • Monde:                                             2

Die Oberfläche des Mars gleicht der des Mondes unserer Erde. Sie ist von zahlreichen Kratern, Rillen und Vulkanen überzogen. Da die Atmosphäre recht dünn ist, verglühen Asteroiden nicht einfach in ihr. Das bedeutet, es regnet kontinuierlich kleine Gesteinsbrocken, die überall auf der Oberfläche herumliegen.

Mars Umgebung
Bild der Marsoberfläche mit deutlich sichtbaren, weit verteilten Gesteinsbrocken. Foto: sonnensystem.haebler.

Doch das ist nicht das einzig bizarre auf dem Mars: Mit einer Höhe von 27 km und einem Durchmesser von etwa 600 km ist der Olympus Mons wohl der größte Vulkan im Sonnensystem. Es ist nicht bekannt, ob er noch aktiv oder bereits erloschen ist, doch Fakt ist, er konnte nur deshalb so gewaltig werden, weil die Anziehungskraft auf dem Mars nur etwa 38% der Erdanziehungskraft beträgt. Bei uns wäre der Vulkan längst unter seinem eigenen Gewicht in sich zusammengesackt.

Die Rillen auf der Marsoberfläche dürften wohl ein Beweis dafür sein, dass auf dem roten Planten einst Wasser geflossen ist, auch wenn uns der Mars heute als trockener Wüstenplanet erscheint. Die bislang vorliegenden Ergebnisse der Marsmissionen lassen den Schluss zu, dass die Marsatmosphäre in der Vergangenheit (vor Milliarden Jahren) wesentlich dichter war und auf der Oberfläche des Planeten reichlich flüssiges Wasser vorhanden war. Doch auch heute gibt es durchaus noch starke Anzeichen für flüssiges Wasser. Durch Radarmessungen mit der Sonde Mars Express wurden in der Südpolarregion, dem Planum Australe, Ablagerungsschichten mit eingelagertem Wassereis entdeckt, die weit größer und tiefreichender als die hauptsächlich aus Kohlendioxideis bestehende Südpolkappe sind. Die Wassereisschichten bedecken eine Fläche, die fast der Größe Europas entspricht, und reichen in eine Tiefe von bis zu 3,7 Kilometern. Das in ihnen gespeicherte Wasservolumen wird auf bis zu 1,6 Millionen Kubikkilometer geschätzt – circa zwei Drittel des irdischen Grönlandeispanzers – was laut der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) ausreichen würde, die Marsoberfläche mit einer etwa 11 Meter dicken Wasserschicht zu bedecken.

Nachdem wir im Laufe dieser Serie bisher nur einen Mond kennengelernt haben, und zwar unseren Erdmond, verfügt der Mars bereits über 2 davon. Sie heißen Phobos und Deimos (griech. Furcht und Schrecken), sehen allerdings nicht wirklich aus wie unser Mond. Es sind mehr große, unförmige Gesteinsbrocken, die den Mars umkreisen.

phobos - deimos
Phobos (oben) und Deimos Foto: Wikipedia

Möglicherweise handelt es sich um Asteroiden, die vom Mars eingefangen wurden. Phobos‘ große Halbachse beträgt 9.376 km, diejenige von Deimos 23.459 km. Phobos ist damit kaum mehr als 6.000 km von der Oberfläche des Mars entfernt, der Abstand ist geringer als der Durchmesser des Planeten. Die Umlaufzeit von Phobos ist kürzer als die Rotationszeit von Mars. Der Mond kommt dem Planeten durch die Gezeitenwechselwirkung auf einer Spiralbahn langsam immer näher und wird schließlich auf diesen stürzen oder durch die Gezeitenkräfte auseinander gerissen werden, so dass er für kurze Zeit zu einem Marsring wird. Für ihn berechneten DLR-Forscher, basierend auf neueren Daten der europäischen Raumsonde Mars Express, dass dies in ca. 50 Millionen Jahren geschehen wird. Deimos wird dagegen in einer noch ferneren Zukunft dem Mars entfliehen. Er driftet durch die Gezeitenwechselwirkung langsam nach außen, wie alle Monde, die langsamer (und nicht retrograd) um einen Planeten kreisen, als dieser rotiert.

Kommen wir jetzt zu der Erkundung des Mars, die nicht nur wahnsinnig Umfangreich, sondern auch genauso aufschlussreich war und ist. Ich kann leider nicht auf jede einzelne Mission ausführlich eingehen, doch hier kommt eine chronologische Übersicht, von der ersten bis zur letzten:

1960

Die Sowjetunion schickt am 10. Oktober als erste Nation eine Sonde auf den Weg zum Mars. Sie erreicht nicht einmal die Erdumlaufbahn.

1962

Die Sowjet-Sonden Sputnik 22, Mars 1 und Sputnik 24 schlagen fehl.

1964

Auch die erste NASA-Marsmission, Mariner 3, missglückt. Die Sonde konnte nicht von der Trägerrakete getrennt werden.

1965

Mariner 4 passiert als erste Sonde den Roten Planeten. Sie war mit einer Kamera ausgestattet und schießt 22 Fotos – darüber hinaus verfügt sie über Instrumente, mit denen unter anderem kosmischer Staub, kosmische Strahlung und Magnetfelder untersucht werden sollen. Eine wichtige, aus den Aufnahmen gewonnene Erkenntnis: Die Marsoberfläche ist karg, öde und gleicht eher einer Mondlandschaft. Von höherem Leben keine Spur. Mariner 4 bleibt drei Jahre funktionsfähig und wird in dieser Zeit für Untersuchungen des Sonnenwindes genutzt.

Die Sowjet-Sonde Zond 2 fliegt zwar am Mars vorbei, der Funkkontakt geht jedoch verloren.

1969

Die NASA schickt Mariner 6 und Mariner 7 zum Mars. Sie liefern zusammen rund 200 Fotos von unserem Nachbarplaneten. Die Aufnahmen der Sonden konnten zeigen, dass die berühmten Marskanäle, die der italienische Astronom Giovanni Schiaparelli 1877 entdeckt zu haben glaubte, nicht existieren. Fehlstart zweier sowjetischer Sonden.

1971

Auch Mariner 8 schlägt bereits beim Start fehl. Die Sowjet-Sonde Kosmos 419, die als erste auf dem Mars landen soll, kommt nur bis zur Erdumlaufbahn. Mars 2 und Mars 3 (Sowjetunion) erreichen den Planeten, liefern jedoch nur wenige Daten. Das Landemodul von „Mars 3“ setzt als erstes irdisches Objekt auf dem Roten Planeten auf. Die NASA startet Mariner 9, die mehrere tausend Marsfotos liefert.

1973

Die sowjetischen Sonden Mars 4 bis Mars 7 machen sich auf den Weg zum Roten Planeten. Sie liefern 1974 einige Daten und Fotos. Mars 6 setzt erneut eine Kapsel auf dem Roten Planeten ab, zu der jedoch der Funkkontakt abreißt.

1975

Die NASA-Sonden Viking 1 und Viking 2 starten zum Mars – die ersten amerikanischen Missionen, bei denen Raumfahrzeuge auf der Oberfläche des Mars aufsetzen sollen.

1976

Viking 1 gelingt am 20. Juni die weiche Landung auf dem Roten Planeten, auch Viking 2 landet erfolgreich. Die beiden Sonden liefern eine Fülle von Daten und mehr als 50.000 Fotos. Ausgerüstet sind die Lander unter anderem mit Gas-Chromatografen, Massenspektrometern, meteorologischen Instrumenten, Farbkameras, einer Vorrichtung zur Entnahme von Bodenproben und Instrumenten für biologische Versuche. Die Hoffnung, Spuren von Leben zu finden, erfüllte sich jedoch nicht. Die Viking Orbiter funktionieren noch bis 1978 und 1980. Die Landegeräte halten länger. Viking 1 Lander sendet bis zum 11. November 1982, Viking 2 Lander immerhin bis zum 11. April 1980.

1988

Nach 15-jähriger Pause startet die Sowjetunion die Marssonden Phobos 1 und Phobos 2. Beide gehen auf dem Weg verloren.

1993

Die NASA verliert den 1992 gestarteten Mars-Observer kurz vor dem Ziel.

1996

Die multinationale Mission Mars 96 unter russischer Führung schlägt schon beim Start fehl. Die Rakete stürzt ins Meer – für viele beteiligte deutsche Wissenschaftler ein herber Rückschlag.

1997

Die NASA feiert einen Doppelerfolg. Mit dem Pathfinder landet erstmals seit der Viking-Serie wieder eine Sonde auf dem Roten Planeten. Der Pathfinder und sein Robotfahrzeug Sojourner funken 16.000 Aufnahmen zur Erde. Im September erreicht der Mars Global Surveyor die Umlaufbahn des Mars. Er kartiert die Oberfläche. Die wichtigste Entdeckung der Mission: Die Radardaten lassen auf umfangreiche Vorkommen von Wassereis im Untergrund der Polargebiete des Mars schließen.

1998

Japan steigt mit dem Start der Sonde Nozomi (Hoffnung) in die Marserkundung ein. Doch die Mission scheitert. Durch eine starke Sonneneruption beschädigt, kann Nozomi nicht mehr in den Orbit um den Mars eintreten. Die Sonde wird Ende 2003 aufgegeben.

1999

Die 1998 gestarteten NASA-Sonden Mars Climate Orbiter und Mars Polar Lander gehen beide bei Ankunft am Ziel verloren. Ein peinliche Pleite für die NASA, denn bei Mars Climate Orbiter wurden anscheinend die Maßeinheiten Meter und Fuß bei der Programmierung verwechselt, was zu Berechnungsfehlern führte – die Sonde verglühte in der Marsatmosphäre. Falsche Befehlszeilen in der Software des Bordcomputers ließen vermutlich auch Mars Polar Lander am Boden zerschellen.

2001

Am 24. Oktober 2001 schwenkt die NASA-Sonde Mars Odyssey in eine Umlaufbahn um den Roten Planeten ein. In rund 400 Kilometer Höhe umrundet sie alle zwei Stunden den Mars. Sie liefert Daten über die Marsoberfläche, sucht nach Spuren früherer Wasservorkommen und erfasst mit einem Gammaspektrometer die Oberflächen- und Mineralienzusammensetzung. Mars Odyssey ist technisch so ausgerüstet, dass sie für nachfolgende Landemissionen als Funkrelais zur Erde dienen kann.

2003

Die europäische Mission Mars Express ist ein Erfolg. Die Sonde erstellt eine dreidimensionale Karte der Marsoberfläche mit nie dagewesener Auflösung. Der zugehörige Lander Beagle 2 jedoch bleibt verschollen. Er verlässt Mitte Dezember Mars Express. Danach kann kein Kontakt mehr hergestellt werden.

Die Mission Mars Exploration Rover von der NASA besteht aus zwei Landerobotern, die mit Hilfe einer Delta II-Trägerrakete am 10. Juni 2003 um 19.58 Uhr und am 8. Juli 2003 um 5.18 Uhr starten.

2004

Im Januar 2004 landen die beiden Marsrover der NASA, Spirit und Opportunity, auf dem Mars. Anfang März liefern sie die Sensation: Es gab einst flüssiges Wasser auf dem Mars. Opportunity findet Sulfate (Schwefelverbindungen), die sich nur in flüssigem Wasser bilden können. Die beiden Rover funken mehrere hunderttausend Fotos zur Erde. Von Spirit werden im März 2010 letzte Signale empfangen. Opportunity ist auch nach neun Jahren weiterhin auf der Marsoberfläche aktiv und sendet Daten zur Erde.

2006

Im November 2006 schwenkt der Mars Reconnaissance Orbiter der NASA in eine Umlaufbahn ein. Er entdeckt Spuren der wechselhaften Klimageschichte des Mars, in deren Verlauf auch Wasser für mehrere hundert Millionen Jahre auf der Oberfläche vorhanden gewesen sein muss. Die Sonde kartiert weite Teile des Mars und übermittelt Wetterdaten. Wie Mars Odyssey kann auch der Mars Reconnaissance Orbiter als Funkrelais für die Rover auf der Marsoberfläche eingesetzt werden.

2008

Im Mai 2008 landet die NASA-Sonde Phoenix in den arktischen Breiten der nördlichen Marshemisphäre. Mit einem mehr als zwei Meter langen Greifarm ist sie in der Lage, nach dem im Untergrund vermuteten Eis zu suchen. Die ersten Baggerarbeiten auf dem Mars werden ein Erfolg: Schon wenige Zentimeter unter dem Marsstaub kann Phoenix zweifelsfrei Wassereis nachweisen. Da im hohen Norden des Mars, ähnlich wie auf der Erde, mit dem nahenden Winter die Tage immer kürzer werden, ist die Lebensdauer der auf Solarenergie angewiesenen Sonde begrenzt. Ihre letzten Signale werden am 2. November 2008 aufgefangen.

2012

Auf spektakuläre Weise landet am 6. August 2012 der NASA-Rover Curiosity auf dem Mars. Weil Curiosity groß wie ein Kleinwagen und mit 900 Kilogramm Masse weitaus schwerer ist als die Vorgängermodelle, kommt eine Landung im schützenden Airbag nicht in Frage. Er würde beim Aufprall zerplatzen. Der Rover wird deshalb von einer mit Hilfe von Bremsraketen in 20 Meter Höhe über der Marsoberfläche schwebenden Plattform, dem Skycrane, an Kunststoffseilen auf die Oberfläche herabgelassen. Curiosity liefert schon nach wenigen Tagen weitere Beweise für frühere Wasservorkommen auf dem Mars. Unter anderem findet der Rover zu Sedimenten zusammengebackene Flusskiesel. Im weiteren Verlauf der Mission soll Curiosity Bodenproben im bordeigenen Labor auf Spuren von einfachen Lebensformen untersuchen und den Zentralberg des Gale-Kraters emporklettern, um in dessen geologischen Schichten weitere Informationen über die Klimageschichte des Mars zu finden.

Wir sehen also, es ist in Bezug auf den Mars schon jede Menge geschehen und auch in Zukunft ist noch einiges geplant. Bemannte Marsexpeditionen (mit oder ohne Rückkehr wird sich noch zeigen), Marskolonien usw. Ich persönlich bin schon sehr gespannt, was uns der Mars in den nächsten paar Jahrzehnten noch alles offenbaren und bescheren wird und wann wir die Menschheit es schaffen wird, einen Fuß in den roten Sand zu setzen.

Über stellariumblog

Stellariumblog ist ein Info-und Newslog. Ich versuche, die oftmals komplizierte und unübersichtliche Fülle an Informationen und Wissen verständlich zu erklären. Mein Ziel ist es, mit diesem Blog so viele Menschen wie möglich von der Astronomie zu begeistern. Natürlich versuche ich, täglich die wichtigsten News aus den Bereichen Astronomie, Astrophysik und vergleichbaren Wissenschaften zu bloggen, ich bin allerdings Berufstätig und habe leider nicht jeden Tag ein bis zwei Stunden Zeit – seid also bitte etwas nachsichtig falls ich nicht immer alles als erster poste ;) Ich freue mich immer über positive Bewertungen, aber auch über konstruktive Kritik sowie Vorschläge und/oder Hinweise auf mögliche Fehler (ich bin auch nur ein Mensch). Ansonsten wünsche ich euch viel Spaß in meinem Blog.
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4 Antworten zu Das Sonnensystem in Zahlen: Mars

  1. wordBUZZz schreibt:

    Mein Nerdherz hüpft förmlich vor Freude 😀

    Wusstest du, dass Phobos allerdings in mehreren Millionenjahren von den Gezeitenkräften zertrümmert werden könnte? Der Mars könnte dann wie der Saturn so einen schicken Asteroidenring bekommen… Dazu dreht er sich so schnell um den Mars, dass er an einem Marstag zweimal auf- und untergeht. Ich mag die beiden fliegenden Kartoffeln irgendwie.

    übrigens hat man 1984 einen Meteoriten (ALH 84001 (Warum kann man denen keine vernünftigen Namen geben)) in der Antarktis gefunden, der vom Mars stammte auf ihm fanden die Forscher ein mehr als 3,6 Milliarden Jahren altes Mikrofossil… Also Außerirdische wären vielleicht sogar dort gewesen, sogar in unserer Nähe nur wir sind einfach zu spät dran.

    Aber der Artikel war verdammt gut! Übrigens die ausführliche Rückmeldung zu einem Schriftstück könntest du von Fr. – So. bekommen. Ich habe es zwar schon fertig gelesen, aber die Notizen mal ordentlich aufzuschreiben etc. dauert dennoch ein wenig mehr Zeit, die ich unter der Woche leider eher weniger habe Sorry!

    Gefällt 1 Person

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