Mars (Planet)

Mars ist der, von der Sonne her gesehen, vierte Planet in unserem Sonnensystem. Er wird zu den erdähnlichen (terrestrischen) Planeten gerechnet. Aufgrund seiner roten Farbe wurde Mars nach dem römischen Kriegsgott Mars benannt. In der Astrologie ist er unter anderem das Symbol der Triebkraft. Zeichen: ♂

Wegen seiner mysteriösen roten Färbung hat der Mars auch schon immer die Menschen fasziniert. Die rötliche Färbung selbst verdankt der Mars Eisenoxid-Staub, das sich auf der Oberfläche verteilt hat. Man kann sagen, "der Mars rostet".

Aufbau

Der Mars hat ein Zehntel der Masse der Erde und nur ein Viertel ihrer Oberfläche. Da er jedoch keine Ozeane besitzt, ist die Landoberfläche der beiden Planeten annähernd gleich. Die Temperaturen erreichen im Sommer (bezogen auf das Marsjahr) in Äquatornähe etwa 20°C am Tag und bis zu -85°C in der Nacht. Der große Temperaturunterschied ist auf die dünne Atmosphäre zurückzuführen, die keine Sonnenwärme halten kann. Ihr Druck beträgt nur 6,36 mbar im Vergleich zu durchschnittlich 1013 mbar auf der Erde. Das entspricht der Erdatmosphäre in einer Höhe von 35 km.

Größenvergleich: Mars und Erde
Fotomontage: Erde und Mars im gleichen Maßstab

In den Frühjahrsmonaten des Marsjahres erlebt der Mars in seinen ausgedehnten Wüstengebieten oft heftige Staubstürme. Olympus Mons, ein erloschener Vulkan, ist mit 26,4 km Höhe und einem Durchmesser von fast 600 km der größte bekannte Berg im Sonnensystem. Das Grabensystem Valles Marineris ist mit seiner stellenweise bis zu 6 km Tiefe, 200 km Breite und 4000 km Länge das größte Grabensystem (Canyon) des Sonnensystems. Dies entspricht fast einem Fünftel des Marsäquators.

Der überwiegende Teil des auf dem Mars vorkommenden Wassers ist in den Polkappen gebunden, die aus gefrorenem Wasser und Kohlendioxid bestehen (Trockeneis).

Da die Umdrehungsachse des Mars ähnlich der der Erde ist (schräg zur Bahnebene), gibt es auch auf dem Mars Jahreszeiten. Die Jahreszeiten auf dem Mars haben aber fast die doppelte Dauer der Jahreszeiten auf der Erde, da ihnen das Marsjahr (687 Tage) zugrunde liegt.

Monde

Zwei kleine Monde, Phobos und Deimos ("Furcht" und "Schrecken") umkreisen den Mars. Sie wurden 1877 von Asaph Hall entdeckt und nach den in der Ilias überlieferten beiden Pferden, die den Wagen des Kriegsgottes ziehen, benannt.

Ihre Existenz war schon lange vorher mehrmals beschrieben worden, zuletzt von Voltaire, der in seiner 1750 erschienenen Geschichte Micromégas von zwei Marsmonden schreibt. Es ist wahrscheinlich, daß Voltaire diese Idee von Jonathan Swift übernommen hat, dessen Buch Gullivers Reisen 1726 erschienen war. Darin wird im dritten Teil beschrieben, die Astronomen des Landes Laputa hätten ebenfalls zwei kleinere Sterne oder Satelliten entdeckt, die um den Mars kreisen, wovon der innere vom Zentrum des Hauptplaneten genau drei seiner Durchmesser entfernt ist und der äußere fünf. Es wird vermutet, daß Swift von einer Fehlinterpretation Johannes Keplers gehört hatte. Dieser hatte das Anagramm, das Galileo Galilei 1609 an ihn schickte, um ihm die Entdeckung der Saturnringe mitzuteilen, als die Entdeckung zweier Marsmonde aufgefaßt.

Bei Phobos und Deimos handelt sich um unregelmäßig geformte Felsbrocken (Ellipsoid) und es besteht die Möglichkeit, dass es sich um Asteroiden handelt, die von der Gravitation des Mars eingefangen wurden.

Erforschung

In früheren Zeiten

Tycho Brahe (1546-1601) maß die Planetenpositionen des Mars mit bloßem Auge recht genau und schuf damit die Voraussetzung für seinen Schüler Johannes Kepler (1577-1630), der aufgrund Brahes Aufzeichnungen die elliptischen Bahnen der Planeten berechnete und die drei Keplerschen Gesetze entdeckte.

In der Mitte ist Valles Marineris, die größte Schlucht im Sonnensystem. Links die Vulkane der Tharsis-Hochebene.
In der Mitte ist Valles Marineris,
die größte Schlucht im Sonnensystem.
Links die Vulkane der Tharsis-Hochebene.
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Christiaan Huygens (1629-1695) entdeckte eine dunkle, dreieckige Zone (Syrtis Major) auf der Marsoberfläche. Aus deren Positionsveränderungen errechnete er die Eigenrotation des Mars von rund 24,5 Stunden (heutiger Wert: 24,623 h).

Wilhelm Herschel (1738-1822) entdeckte 1784 die eisbedeckten Polkappen des Mars. Wilhelm Beer fertigte 1830 die erste Marskarte an.

Raumfahrtzeitalter

Viele unbemannte Raumsonden sind schon zum Mars geschickt worden, einige waren sehr erfolgreich, aber eine bemerkenswert hohe Anzahl von ihnen versagte. Bei einigen der Fehler handelte es sich schlicht um menschliches Versagen, aber bei vielen anderen ist der Grund für das Scheitern unbekannt. Im Gegesatz zum Erdmond gibt es bis heute keine Gesteinsproben, die vom Mars zurückgebracht wurden, so dass Marsmeteorite die einzige Möglichkeit sind, Material vom Mars in irdischen Laboratorien zu erforschen.

Zwei sowjetische Sonden wurden im Oktober 1960 gestartet, um am Mars vorbeizufliegen, erreichten aber nicht die Erdumlaufbahn. 1962 versagten drei weitere sowjetische Sonden, zwei von ihnen blieben im Erdorbit, die dritte verlor auf dem Weg zum Mars den Kontakt mit der Erde. Auch ein weiterer Versuch 1964 schlug fehl.

Zwischen 1962 und 1973 wurden 10 Mariner-Raumsonden vom Jet Propulsion Laboratory der NASA entwickelt und gebaut, um das innere Sonnensystem zu erforschen. Es waren relativ kleine Sonden, die meistens nicht einmal eine halbe Tonne wogen. Mariner 3 und Mariner 4 waren identische Raumsonden, die am Mars vorbeifliegen sollten. Mariner 3 wurde am 5. November 1964 gestartet, aber die Transport-Verkleidung löste sich nicht richtig und die Sonde erreichte den Mars nicht. Drei Wochen später, am 28. November 1964, wurde Mariner 4 erfolgreich auf eine achtmonatige Reise zum roten Planeten geschickt. Am 14. Juli 1965 flog die Sonde am Mars vorbei und lieferte die ersten Nahaufnahmen - insgesamt 22 Fotos - des Planeten. Die Bilder zeigten mondähnliche Krater, von denen einige von Frost bedeckt zu sein schienen. 1969 folgten Mariner 6 und Mariner 7 und liefern insgesamt 200 Fotos. 1971 missglückte der Start von Mariner 8, dafür erhielt die NASA von Mariner 9 mehrere 1000 Bilder.

Mars-Bild von Viking 1
Bild von Viking 1. Der große Felsen links
von der Mitte ist etwa 2 Meter breit.
Er wurde "Big Joe" genannt.
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In den 1970er Jahren landeten die Viking-Sonden erfolgreich auf dem Mars und lieferten die ersten Farbbilder sowie Daten von Bodenproben: Viking 1 schaffte am 20. Juni 1976 die erste weiche Landung. Die Sowjetunion versuchte auch mehrere Landungen auf dem Mars, scheiterte jedoch.

1992 wurde der Mars-Observer gestartet. Er ging 1993 kurz vor der Landung verloren. Besonderes Aufsehen erregte 1997 der Mars Pathfinder, bei dem zum ersten Mal ein kleines Fahrzeug - das Marsmobil Sojourner - 16.000 Bilder von der Umgebung der Landestelle machen konnte. Eine weitere erfolgreiche Mission war 1997 der Mars Global Surveyor, bei der die Marsoberfläche in sehr hoher Auflösung (teilweise unter 1 km) kartographiert wird; dieser Satellit umkreist noch heute (Jan. 2004) den Mars. Die Marssonden Mars Climate Orbiter (ging wegen groben Programmierfehlern in der Navigation verloren) und Mars Polar Lander (aus unbekannten Gründen bei der Landung verschollen) stellten 1999 Rückschläge der Marsforschung dar. Seit dem 24. Oktober 2001 umkreist außer dem Global Surveyor noch 2001 Mars Odyssey den roten Planeten, der spezielle Instrumente für Fernerkundung von Wasservorkommen an Bord hat.

Von den bis 2002 insgesamt 33 Missionen zum Mars waren nur 8 erfolgreich, allesamt amerikanisch.

Am 2. Juni 2003 startete im Rahmen der ersten europäischen Mars-Mission die ESA-Raumsonde Mars Express erfolgreich zum Mars. Das Landegerät Beagle 2 landete am 25. Dezember 2003 auf der Marsoberfläche, der Kontakt konnte aber nicht aufgebaut werden. Am 10. Juni 2003 wurde die amerikanische Marssonde Spirit zum Mars gestartet. An Bord befinden sich Geländefahrzeuge, welche nach der Landung drei Monate lang Gesteinsproben entnehmen und nach Wasser suchen sollen. Die Landung erfolgte am 4. Januar 2004. Seit dem 8. Juli 2003 ist die nächste amerikanische Sonde, Opportunity, die mit einer Delta-II-Rakete gestartet wurde, auf der Reise zum Mars. Der Start wurde mehrfach wegen ungünstigen Wetters und wegen technischer Defekte der Rakete verschoben. Die Ankunft wird für den 25. Januar 2004 erwartet.

Am 27. August 2003 war die Distanz zwischen Mars und Erde so gering wie seit ca. 60.000 Jahren nicht mehr. Die beiden Planeten waren etwa 55,76 Mio. Kilometer voneinander entfernt. Erst am 28. August 2287 werden sich die Erde und der Mars mit 55,69 Mio. Kilometer noch näher kommen.

Siehe auch: Marsmission der Sowjetunion

Leben auf dem Mars?

Karte der Marsoberfläche nach Schiaparelli
Karte der Marsoberfläche nach Schiaparelli (1888)
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Karte der Marsoberfläche nach Lohse
Karte der Marsoberfläche nach Lohse (1888)
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Wegen der Möglichkeit von Leben auf dem Mars hat er schon immer die Phantasie der Menschen beflügelt. Im 18. Jahrhundert erkannte man, dass die Flecken, die auf der Oberfläche des Mars beobachtet worden waren ihre Farbe änderten und wuchsen oder schrumpften. 1877 wollte der italienische Astronom Giovanni Schiaparelli auf dem Mars lange gerade Linien gesehen haben, die er canali (Graben oder Kanal) nannte und die sehr bald als künstlich errichtete Kanäle gedeutet wurden. So entstanden viele Geschichten um vermeintliche Zivilisationen auf dem Mars. Die heftigen Diskussionen um die "Marsmenschen" hielten etwa ein Jahrhundert an. Der Amerikaner Percival Lowell, einer der heftigsten Verfechter der "Marskanäle"-Theorie, gründete sogar eine eigene Sternwarte, um die Marsbewohner zu erforschen.

Durch bessere Teleskope konnten die Flecken als Sandstürme und veränderliche Eiskappen an den Polen erkannt werden und durch die bessere Auflösung der Geräte entpuppten sich auch die "Kanäle" bald meistens als eine Art optische Täuschung, manchmal auch als ausgetrocknete Wasserläufe aus Urzeiten.

Marsgesicht in der Cydonia-Region
Das "Marsgesicht" in der Cydonia-Region

Als im Juli 1976 der Orbiter 1 der Viking-Mission Bilder der Cydonia-Region machte und diese zur Erde schickte, wurde der Mars in der Öffentlichkeit wieder zum Gesprächsthema. Eine der Aufnahmen zeigte eine Formation auf der Marsoberfläche, die einem menschlichen Gesicht ähnelte, das gen Himmel blickt. In der unmittelbaren Nähe wurden außerdem Strukturen entdeckt, die Pyramiden auf der Erde ähnelten (von den Wissenschaftlern "Inka-Stadt" getauft). Erst die Mission Mars Global Surveyor der NASA brachte im Mai 2001 für viele die Ernüchterung. Alle entdeckten Strukturen waren das Ergebnis natürlicher Erosion.

Viking 1 und 2 hatten u.a. die Aufgabe, der Frage nach dem Leben auf dem Mars nachzugehen. Dabei wurden ein chemisches und drei biologische Experimente durchgeführt. In dem chemischen Experiment wurde versucht, organische Substanzen im Marsboden nachzuweisen. Dazu wurde ein am MIT entwickelter Gaschromatograph-Massenspektrometer benutzt. Es konnten allerdings keine auf Kohlenstoff aufbauenden organischen Substanzen nachgewiesen werden. Das erste organische Experiment beruhte auf Stoffwechselaktivitäten von Organismen. Eine Bodenprobe wurde mit einer Nährlösung benetzt und entstehende Gase registriert. Der Marsboden reagierte auf das Experiment mit Abgabe großer Mengen Sauerstoff. Im zweiten Experiment wurde eine Nährlösung mit radioaktiven Kohlenstoffatomen versehen und auf eine Probe gegeben. Als Ergebnis eines Stoffwechsels hätten sie unter den ausgeschiedenen Gasen nachgewiesen werden müssen. Tatsächlich wurden radioaktive Kohlenstoffatome nachgewiesen. Das dritte Experiment war das Photosynthese-Experiment. Radioaktiv markiertes Kohlendioxid wurde dem Marsboden zugesetzt. Dieses Kohlendioxid hätte assimiliert werden müssen. Dieses hätte später nachgewiesen werden müssen. Auch dieses Ergebnis war postiv. Obwohl die Ergebnisse der biologischen Experimente positiv waren, gaben sie aufgrund des negativen Ergebnisses des Gaschromatographen-Massenspektrometer-Versuchs keinen schlüssigen Beweis für Existenz oder Nichtexistenz von Leben auf dem Mars.

Im Jahr 1996 fanden David S. McKay und seine Mitarbeiter Strukturen im Marsmeteoriten ALH84001, die sie als Spuren von fossilen Bakterien deuteten. Allerdings wird die Beweiskraft der gefundenen Strukturen von vielen Wissenschaftlern angezweifelt.

Höheres oder gar intelligentes Leben scheint es auf dem Mars also nicht zu geben, Wissenschaftler halten jedoch primitive Lebensformen (Mikroben) für denkbar.

Weblinks

Sonnensystem:
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Tabellarische Übersicht der Planeten