Mars (Planet)
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| Eigenschaften des Orbits | |||||||
| Aphel | 249,23 Mio. km 1,666 AE | ||||||
| Mittlerer Radius | 227,92 Mio. km 1,524 AE | ||||||
| Perihel | 206,62 Mio. km 1,381 AE | ||||||
| numerische Exzentrizität | 0,0935 | ||||||
| Siderische Periode | 686,98 Tage (Marsjahr) | ||||||
| Synodische Periode | 779,94 Tage | ||||||
| Ø Orbitalgeschwindigkeit | 24,1309 km/s | ||||||
| Bahnneigung | 1,85° | ||||||
| Kleinster Erdabstand | 55,7 Mio. km | ||||||
| Größter Erdabstand | 401,3 Mio. km | ||||||
| Physikalische Eigenschaften | |||||||
| Durchmesser am Äquator | 6794 km | ||||||
| Oberflächeninhalt | 144 Mio. km2 (0,28-fache der Erde) | ||||||
| Masse | 6,4185 × 1023 kg (0,107 Erdenmassen) | ||||||
| Mittlere Dichte | 3,933 g/cm3 | ||||||
| Schwerkraft an der Oberfläche |
3,71 m/s² (0,379-fache der Erde) | ||||||
| Rotationsperiode | 24 Std. 37 Min. 22 Sek. | ||||||
| Neigung der Drehachse | 25,19° | ||||||
| Albedo | 0,15 | ||||||
| Fluchtgeschwindigkeit | 5,03 km/s | ||||||
| Temperatur an der Oberfläche |
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| Eigenschaften der Atmosphäre | |||||||
| Druck | 6,36 mbar | ||||||
| Kohlendioxid | 95,32% | ||||||
| Stickstoff | 2,7% | ||||||
| Argon | 1,6% | ||||||
| Sauerstoff | 0,13% | ||||||
| Kohlenmonoxide | 0,08% | ||||||
| Wasser | 210 ppm | ||||||
| Stickstoffmonoxid | 100 ppm | ||||||
| Neon | 2,5 ppm | ||||||
| Krypton | 300 ppb | ||||||
| Xenon | 80 ppb | ||||||
| Ozon | 30 ppb | ||||||
| Methan | 10,5 ppb | ||||||
| Sonstige Daten | |||||||
| Anzahl der Satelliten | 2, Phobos und Deimos | ||||||
Der Mars ist, von der Sonne her gesehen, der vierte Planet in unserem Sonnensystem. Er wird zu den erdähnlichen (terrestrischen) Planeten gerechnet. Aufgrund seiner roten Farbe wurde der Mars nach dem römischen Kriegsgott Mars benannt und wird auch oft der Rote Planet genannt. Zeichen: ♂
Wegen seiner mysteriösen roten Färbung hat der Mars schon immer die Menschen fasziniert. Die rötliche Färbung selbst verdankt der Mars Eisenoxid-Staub, der 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.
Da die Rotationsachse um 25°12' gegen die Bahnebene geneigt ist, gibt es auch auf dem Mars Jahreszeiten. Sie haben aber fast die doppelte Dauer der irdischen Jahreszeiten, da ihnen das Marsjahr (687 Tage) zugrunde liegt. In den Frühjahrsmonaten des Marsjahres erlebt der Mars in seinen ausgedehnten Wüstengebieten oft heftige Staubstürme. Olympus Mons (Nix Olympica), ein erloschener Vulkan in der Tharsis-Region, 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 (Trockeneis) bestehen. Gleichwohl gab es in früheren Zeiten Wasser auf dem Mars. Darauf deuten die zahlreich gefundenen Abflussrinnen (Flussbetten) hin, die auf Fotos von Mariner 9 gefunden wurden. In diesen Rinnen wurden auch stromlinienförmige Inseln gefunden. Alle diese Erkenntnisse weisen darauf hin, dass auf dem Mars früher ein milderes Klima geherrscht haben muss und dass es auf ihm geregnet hat. Die Sonden Spirit und Opportunity der NASA sowie der Orbiter Mars Express der ESA konnten im Februar und März 2004 die ehemalige Existenz von Wasser auf dem Mars nachweisen. Heute ist aufgrund der atmosphärischen Druckverhältnisse die Existenz flüssigen Wassers höchst unwahrscheinlich. Es wird vermutet, dass unterhalb einiger Staubabgänge an Kraterrändern Gletscher vorhanden sind, an deren Unterseite Wasser abgehen könnte.
Monde
Zwei kleine Monde, Phobos und Deimos ("Furcht" und "Schrecken") umkreisen den Mars. Sie wurden 1877 von dem amerikanischen Astronomen Asaph Hall entdeckt und nach den in der Ilias überlieferten beiden Pferden, die den Wagen des Kriegsgottes Ares (lat. Mars) ziehen, benannt. 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.
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.
Damit hat er das Bahnverhalten der Monde für die damalige Zeit erstaunlich gut vorhergesagt. 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 Phasen der Venus mitzuteilen, als die Entdeckung zweier Marsmonde aufgefasst.
Daten zu Phobos und Deimos
| Phobos | Deimos | |
| Mittlerer Abstand vom Marszentrun | 9270 km (0,0000625 AE) | 23400 km (0,0001570 AE) |
| Mittlerer Abstand vom Mars bei mittlerer Opposition: | 24´´,6 | 1´01´´,8 |
| Mittlere siderische Umlaufszeit: | 0,3189 Tage | 1,2624 Tage |
| Mittlere synodische Umlaufszeit: | 7 Stunden 39 Minuten 26,6 Sekunden | 1 Tag 6 Stunden 21 Minuten 15,7 Sekunden |
| Bahnneigung zum Marsäquator: | 1°,1 | 1°,8 |
| Bahnexzentrizität: | 0,0210 | 0,0028 |
| Mittlere Oppositionshelligkeit: | 11,6m | 12,8m |
| Maximale scheinbare Helligkeit, vom Mars gesehen: | -3.m9 | -0.m1 |
| Entweichgeschwindigkeit (km/s): | 0,016 | 0,008 |
| Durchmesser (km): | 27 * 22 * 18 | 15 * 12 * 10 |
| Dichte (g pro cm³): | 2,0 | 1,7 |
Erforschung
In früheren Zeiten
Tycho Brahe (1546-1601) maß die Planetenpositionen des Mars mit bloßem Auge recht genau und schuf damit die Voraussetzung für Johannes Kepler (1577-1630), der aufgrund Brahes Aufzeichnungen die elliptischen Bahnen der Planeten berechnete und die drei Keplerschen Gesetze entdeckte.
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 Gegensatz 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.
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 grobem Programmierfehler 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. Mars Express wies auf Fotos Sedimente in einer einem Flusstal ähnelnden Formation nach, die als Beweis für die Existenz von fließendem Wasser gelten. Am 10. Juni 2003 wurde die amerikanische Marssonde Spirit (MER-A) zum Mars gestartet. An Bord befand sich ein Geländefahrzeuge (rover), welches nach der Landung drei Monate lang Gesteinsproben entnehmen und nach Wasser suchen soll. Die Landung erfolgte am 4. Januar 2004, der Kontakt brach zunächst wegen eines Softwarefehlers nach wenigen Tagen ab, der aber nach zwei Wochen behoben werden konnte. Am 8. Juli 2003 wurde die Sonde Opportunity (MER-B) mit einer Delta-II-Rakete gestartet. Opporunity ist die Schwestersonde von Spirit und gehört zur Mars Exploration Rover Mission. Der Start wurde mehrfach wegen ungünstigen Wetters und wegen technischer Defekte der Rakete verschoben. Die Landung erfolgte am 25. Januar 2004 um 6.05 Uhr (MEZ) in der Meridiani Planum Tiefebene. Wie Mars Express konnten beide Sonden im März 2004 anhand von Fotos und Untersuchungen von Steinen nachweisen, dass zumindest vor längerer Zeit auf dem Mars flüssiges Wasser vorhanden war. Darauf weisen unter anderem Ablagerugen hin. Das Landegebiet von Spirit scheint von so viel Wasser bedeckt gewesen zu sein, dass dort Leben hätte existieren können, was im Landegebiet von Opportunity nicht bestätigt werden konnte, da die Ablagerungen hier für nur wenig Wasser sprechen. Beide Sonden befinden sich auf der jeweils komplementären Marshemisphäre.
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.
Im Januar 2004 kündigte der amerikanische Präsident George W. Bush Anstrengungen der USA für eine bemannte Mars-Mission an.
Siehe auch: Marsmissionen der Sowjetunion
Leben auf dem Mars?
Der Gedanke an die Möglichkeit von Leben auf dem Mars hat schon immer die Fantasie 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 konnte der italienische Astronom Giovanni Schiaparelli auf dem Mars lange, gerade Linien sehen, die er canali (Gräben oder Kanäle) nannte. Allerdings wurde das Wort falsch ins Englische übersetzt (Canals statt richtig Channels), so dass sie von sensationshungrigen Journalisten sehr bald als künstlichen Ursprungs gedeutet wurden.
So entstanden viele Geschichten um vermeintliche Zivilisationen auf dem Mars. Die 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.
Für ihn waren die Kanäle das Produkt außerirdischer Ingenieure zu dem Zweck, die Marszivilisation vor einer großen Trockenheit zu retten.
Obwohl nur wenige Astronomen die Kanäle sehen konnten und keine Fotos existieren, hielt sich die Theorie, begleitet von einer heftigen Debatte. Denn die Vorstellung von außerirdischem Leben übt bis heute eine Faszination auf die Menschen aus, die mit wissenschaftlichem Interesse alleine oft nicht erklärt werden kann. Durch bessere Teleskope konnten die Flecken später als Sandstürme und veränderliche Eiskappen an den Polen erkannt werden und durch die bessere Auflösung der Geräte entpuppten sich auch die "Kanäle" meistens als Täuschung, manchmal auch als ausgetrocknete Wasserläufe aus Urzeiten.
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 April 1998 für viele die Ernüchterung.
Alle entdeckten Strukturen waren das Ergebnis natürlicher Erosion. Durch neue Bilder mit wesentlich höherer Auflösung wurde deutlich, dass es keine gebauten Strukturen außerirdischer Intelligenz auf dem Mars gibt.
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 positiv. 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.
Am 23. Januar 2004 entdeckte die europäische Marssonde Mars Express am Südpol des Mars große Mengen gefrorenen Wassers, doch nirgendwo anders. Höheres oder gar intelligentes Leben scheint es auf dem Mars also nicht zu geben, Wissenschaftler halten jedoch primitive Lebensformen (Mikroben) für denkbar.
Ende März 2004 wurde bekannt, dass NASA- und ESA-Forscher unabhängig voneinander Methan in der Marsatmosphäre nachgewiesen haben, für das es keine überzeugende geologische Ursache gibt (Vulkanismus und Einschläge großer Meteoriten liegen zu lange zurück). Dies wird als Indiz für Leben auf dem Mars gewertet.
Ebenfalls Anfang 2004 entdeckte die Marssonde Opportunity Gesteine, die in offenstehendem Wasser abgelagert worden sein müssen und viele regelmäßig verteilte kugelige, bis 1 cm große Hämatit-Konkretionen enthalten. Solche Konkretionen kommen auch auf der Erde vor. Unter irdischen Bedingungen ist wahrscheinlich, dass bei ihrer Entstehung Bakterien beteiligt sind. Ob dies auch für den Mars gilt, könnten nur Laboruntersuchungen auf der Erde zeigen.
Weitere Mikrostrukturen, die die Rover Spirit und Opportunity 2004 entdeckt hatten und in denen ein Teil der interessierten Öffentlichkeit Hinweise auf Leben hatte sehen wollen, erwiesen sich bei näherer Untersuchung als abiotisch oder künstlich, so zum Beispiel Schleifspuren auf durch die Instrumente bearbeiteten Gesteinsoberflächen oder Filamente, die sich als Textilfasern der Lande-Airbags herausstellten.
Kulturgeschichte
In der Astrologie ist Mars unter anderem das Symbol der Triebkraft. Es wird dem Element Feuer, den Tierkreiszeichen Widder und Skorpion und dem 1. Haus zugeordnet.
Literatur
- Robert Henseling: Mars. Seine Rätsel und seine Geschichte., Kosmos Gesellschaft der Naturfreunde, Franckh´sche Verlagsbuchhandlung Stuttgart 1925
- Paul Raeburn: Mars : Die Geheimnisse des roten Planeten. Steiger Augsburg 2000.
- William Sheehan: The Planet Mars : A History of Observation and Discovery. Tucson 1996.
Siehe auch: Terraforming
Weblinks
- Planet Mars @ Raumfahrer.net (deutsch)
- Mars Society Deutschland e. V., Homepage mit täglich aktualisierten Nachrichten
- Deutsche Seite mit Hintergrundinformationen zum Mars
- Bilderserie zum Planeten Mars und seiner Trabanten
- Deutsches Mars-Forum für Diskussionen und Informationsaustausch
- Marskanäle Schiaparelli 1877 und Vergleich mit Mars-Orbiter (pdf)
- Deutsche Raumfahrt: Photometrie, Analysen von Marsgestein
- Raumfahrer.net Sonderseite: Planet Mars
- Proof that the Cydonia face is artificial
- Mars Global Surveyor images of the Cydonia Region
- Mars Mission Launch Sequence
Videos
Real Video Streams (aus der Fernsehsendung Alpha Centauri):
