Mars - Der Rote Planet

Steckbrief Mars

Entfernung zur Sonne: 227.900.000 km
Durchmesser: 6.779 km
Tageslänge: 1d 0h 37min
Umlaufzeit: 687 Tage
Temperatur:
Art: Gesteinsplanet
Position: 4
Radius: 3.389,5 km

Mars

Der Mars befindet sich an der vierten Stelle unseres Sonnensystems. Er ist der letzte der vier inneren Planeten. Damit ist er der äußere Nachbar der Erde. Schon den Griechen war der rote Lichtpunkt am Nachthimmel bekannt. Sie nannten ihn Ares, da die Farbe Rot für Blut und Krieg stand. Später wurde die Bedeutung von den Römern übernommen. Er wurde von ihnen umbenannt in den römischen Kriegsgott. Seitdem hat sich der Name gehalten.

Obwohl er wie eine komplett andere Welt aussieht, ist er von allen Planeten in unserem System der Erde am ähnlichsten. Ein Tag auf dem Mars ist fast genau so lang wie auf der Erde. Seine Oberfläche ist bedeckt mit weiten Ebenen und auch hohen Gebirgen. Es gibt hügelige Landschaften, Schluchten und selbst Eis an den Polkappen.

Auf dem roten Planeten herrscht oft windiges Wetter. Das hat große Sandstürme zur Folge. Aus dem Sand können sich regelrecht Wolken bilden.

Er besitzt zwei Monde, Phobos und Deimos. Das sind womöglich zwei Asteroiden, die er im Laufe der Zeit durch seine Schwerkraft eingefangen hat. Im Vergleich zum Planeten selbst sind sie sehr klein, anders als bei der Erde und ihrem Mond.

Auf dem roten Planeten ist es deutlich kühler als auf der Erde. Das liegt an seiner Entfernung zur Sonne. Fast überall gibt es Temperaturen unter dem Gefrierpunkt. Nur in der Nähe des Äquators steigen die Temperaturen für kurze Zeit über Null Grad an.

Flüssiges Wasser kommt vielleicht im Inneren des Planeten vor. Ebenso könnte es vor langer Zeit wärmer gewesen sein. Diese zwei Umstände bieten Hoffnung für mögliches Leben in unserer direkten kosmischen Nachbarschaft.

Beschaffenheit

Seinen Spitznamen, der Rote Planet, trägt der Mars aufgrund seiner Farbe. Die Oberfläche ist rostrot. Das liegt daran, dass das Gestein des Planeten eisenhaltig ist. Im Laufe der Zeit hat sich Eisenoxid, Rost, gebildet. Da es in seiner Atmosphäre kaum Sauerstoff gibt, kann das sehr lange gedauert haben.

Weiterhin gibt es Gesteinsbrocken und Sandwüsten auf dem Planeten. Dünen bewegen sich wie auf der Erde durch den Wind fort. Das wurde durch die Beobachtung verschiedener Marssonden bestätigt. Bei starkem Wind können Sandstürme (“Staubteufel”) entstehen.

Es gibt auch Gebirge auf dem Mars. Der höchste planetare Berg unseres Systems befindet sich auf dem Roten Planeten. “Olympus Mons” ist ganze 26400 m hoch und 600 km breit. Damit ist er ca. drei mal so hoch wie der Mount Everest. Er ist ein junger Vulkan. Zuletzt ist er womöglich vor zwei Millionen Jahren ausgebrochen. Man weiß nicht, ob er noch aktiv oder schon erloschen ist.

Auch der Vulkan mit der größten Fläche ist auf dem Planeten zu finden. Er ist über 1200 km breit, allerdings nur 3 km hoch.

Der Rote Planet besitzt mit Eis bedeckte Polkappen. Diejenige am Nordpol ist größer als am Südpol. Durch die Neigung seiner Achse ist immer eine der beiden Kappen der Sonne zugewandt. Diese beginnt dann zu schmelzen, bis sie der Sonne abgewandt ist. Dann vereist sie wieder. Das Eis besteht nur zu einem kleinen Teil aus Wasser. Der Löwenanteil ist gefrorenes Kohlendioxid. An den Rändern der Polkappen bilden sich durch das Wasser Rillen und Streifen.

Jede menge Marskrater

Der Planet ist von Kratern übersät. Sie zeigen, dass im Laufe von Milliarden Jahren viele Asteroiden eingeschlagen sind. Die Winde sind zu schwach, um die Krater komplett zu verwehen. Das liegt am geringen Druck der Atmosphäre.

Auch ausgedehnte Gräben gibt es auf dem Planeten. Er beherbergt das größte Grabensystem des Sonnensystems. “Valles Marineris” liegt südlich des Äquators. Es ist ca. 4000 km lang, bis zu 700 km breit und 7 km tief. Zum Vergleich: Der Grand Canyon ist 450 km lang, bis zu 30 km breit und 1800 m tief. Das Grabensystem ist vermutlich durch die tektonische Verschiebung der Oberfläche entstanden.

Andere Strukturen auf der Oberfläche von Mars erinnern an Stromtäler. Sie bieten Hinweise auf eine frühere Flut. Die NASA hat 2006 veröffentlicht, dass auf verschiedenen Fotografien des Mars Veränderungen der Oberfläche erkennbar sind. Diese erinnern stark an die Veränderungen durch flüssiges Wasser.

 

Marskrater

Auch ausgetrocknete Flussdeltas kommen auf dem Mars vor. Sie sind ein weiterer Hinweis, dass es auf dem roten Planeten einmal flüssiges Wasser gegeben haben könnte.

Man weiß nicht viel über den inneren Aufbau des Planeten. Es wird vermutet, dass er einen komplett flüssigen Kern besitzt. Er besteht zum Großteil aus Eisen und Schwefel. Da er vollständig flüssig ist, kann kein Dynamo-Effekt aufgebaut werden. Das flüssige Eisen strömt also nicht. Deswegen besitzt der rote Planet nur ein sehr schwaches Magnetfeld.

Darüber befindet sich ein fester Mantel. Er formte wahrscheinlich viele Merkmale der Oberfläche, wie Risse und Vulkane. Jedoch scheint er inaktiv zu sein. Über dem Mantel befindet sich die Kruste. Diese ist mit 50 bis 125 km deutlich dicker als die Erdkruste.

Die Mars Atmosphäre

Die Atmosphäre des Mars besteht zum deutlichen Großteil aus Kohlendioxid. Ca. 96% macht das CO2 aus. Stickstoff und Argon machen jeweils etwas weniger als 2% aus. Weitere Anteile haben Sauerstoff, Kohlenmonoxid und Wasser. Die Atmosphäre ist sehr staubig. Deswegen sieht der Himmel auf dem Mars gelb bis orange aus.

Der Druck beträgt ca. 6 hPa. Das entspricht dem Luftdruck auf der Erde in 35 km Höhe.

Aufgrund der Neigung seiner Achse und auch seiner relativ elliptischen Bahn gibt es Jahreszeiten auf dem Mars. Sommer und Winter sind auf der Südhalbkugel deutlicher ausgeprägt als im Norden. Das liegt daran, dass er während des Sommers im Süden der Sonne fast am nächsten ist. Gleichzeitig ist im Norden Winter. Umgedreht ist der Winter im Süden genau dann, wenn der Mars fast so weit weg wie möglich von der Sonne ist.

Im Sommer verdampft das Eis am Pol, der der Sonne zugewandt ist. Da es zum Teil aus Wasser besteht, bilden sich Zirruswolken. Auch Wolken aus gefrorenem Kohlendioxid wurden auf dem roten Planeten beobachtet.

Zwischen Tag und Nacht herrschen große Unterschiede in der Temperatur. Das hat starke Winde zur Folge. Da die Atmosphäre sehr dünn ist, können nur kleine Staubkörner vom Boden aufgewirbelt werden. Ist der Mars nah an der Sonne, verstärken sich die Stürme durch die größer werdenden Temperaturunterschiede. Bis zu 400 km/h kann ein Sturm auf der Oberfläche erreichen.

Früher hatte der Mars womöglich eine dichtere Atmosphäre. Sie wurde vom Sonnenwind in das All mitgerissen. Der Grund dafür ist zum einen die kleine Schwerkraft des Mars. Zum Anderen besitzt er ein sehr schwaches Magnetfeld. Es bietet keinen Schutz vor dem Sonnenwind.

Erforschung und Missionen

Bereits die Babylonier versuchten, die Marsbahn zu beschreiben. Viele bekannte Astronomen erforschten den roten Planeten. Unter ihnen waren z.B. Huygens und Cassini. Durch sie wurden unter Anderem die Länge des Tages auf dem Mars berechnet und die Polkappen beschrieben. Mit der Zeit gab es immer bessere Teleskope. Dadurch wurden immer genauere Beobachtungen möglich. Diese führten auch zur Entdeckung der Monde und den Gräben auf dem Planeten.

Mit dem Beginn des Weltraumzeitalters wurden zahlreiche Missionen zum Mars unternommen. Dabei stieß man auf viele Probleme. Sonden explodierten oder die Kommunikation riss ab. Ein kurioser Fall ist eine Sonde, die auf dem Planeten landen sollte. Sie hat in der Luft berechnet, dass sie bereits gelandet sei. Beim Eindringen in die Atmosphäre hat sie getaumelt. Die Sonde bestimmt die ganze Zeit über ihren Winkel und Abstand zum Boden. Durch das Taumeln kann sich ein Minus in die Berechnungen eingeschlichen haben. Deswegen “dachte” die Sonde, sie sei ein paar km unter der Oberfläche. In Wirklichkeit war sie noch ein paar km über der Oberfläche. Sie hat also den Gegenschub zum Landen abgeschaltet und ist aus einigen Kilometern Höhe auf den Boden gestürzt.

Das ist ein eindrucksvolles Beispiel für die Tücken der Raumfahrt.

Die ersten Bilder aus der Nähe des Roten Planeten wurden von Mariner 4 zur Erde gefunkt. Das war im Jahr 1965. Die Aufregung um eine erfolgreiche Mission war groß. Die Bilder zeigten zahlreiche Krater. Mit ihnen konnten die Bestandteile der Atmosphäre bestimmt werden.

Wichtige fotografische Aufnahmen wurden von im Rahmen der Mission Viking 1 gemacht. Diese lieferte als Erste Daten aus der direkten Nähe des roten Planeten. Das Ziel war, ihn auf mögliches Leben zu untersuchen. Dazu landete eine Sonde auf dem Planeten. Sie zeigte Bilder von der Oberfläche in Farbe. Außerdem wurden Daten über das Gestein gesammelt.

Die ertsen Fahrzeuge auf dem Mars

Mit “Pathfinder” konnte das erste kleine Fahrzeug, “Sojourner” auf den roten Planeten gebracht werden. Seine Aufnahmen wurden von der NASA zum ersten Mal sofort im Internet gezeigt.

Mit “Global Surveyor” konnte eine komplette Karte des Mars erstellt werden.

Von 2004 bis 2018 lieferte der Marsrover “Opportunity” Daten über den roten Planeten. Diese haben Aufschluss über die Vergangenheit des Mars gegeben. Früher könnte es dort deutlich wärmer und feuchter gewesen sein.

“Curiosity” ist das neueste Fahrzeug auf dem roten Planeten. Es sammelt Daten über den Marsboden.

In den 2020er Jahren sollen Missionen gestartet werden, um Marsproben zur Erde zu bringen. Ebenso sollen kleine Flugzeuge in der Atmosphäre des Planeten gebracht werden.

Bemannte Missionen wären bisher nur ohne Rückkehr zur Erde möglich. Den Planeten zu besiedeln wäre sehr aufwändig. Allerdings treten immer mehr Leute dafür ein, eine Siedlung auf ihm zu gründen. Das geschieht unter dem Motto “Mars to stay”.

Gibt es Leben auf dem Mars

Der Rote Planet wird schon hunderte von Jahren durch Teleskope beobachtet. Seitdem wurde auch immer spekuliert, ob da oben jemand lebt oder nicht. Dunkle Flecken auf der Oberfläche schienen zu wachsen und wieder zu schrumpfen. Man nahm an, dass es sich um Vegetationszonen handele. Die Entdeckung der Kanäle auf dem Mars sorgte ebenfalls für Aufsehen.

Die Aufregung in der Gesellschaft war groß, als von Mariner 4 die ersten Bilder des roten Planeten zur Erde gesendet wurden. Viele Menschen hofften auf einen lebensfreundlichen Nachbar im Sonnensystem. Die Bilder zeigten von Krater übersäte Landstriche. Nichts, wo man je auf Leben hoffen könnte.

Der Orbiter 1 der Viking-Mission entfachte das Feuer 1976 erneut. Er funkte Bilder zur Erde, auf denen eine interessante Struktur zu sehen war. Eine Formation von Felsen auf den Bildern ähnelt einem menschlichen Gesicht. Weiterhin gibt es auf anderen Bildern angeblich Pyramiden zu sehen, genau wie rechteckige Strukturen.

Viele Jahre später, 1998, brachte die Mission Mars Global Surveyor die endgültige Ernüchterung. Alle Strukturen sind vollkommen natürlich entstanden. Aufgrund der höheren Auflösung ähnelt das “Marsgesicht” jetzt keinem Gesicht mehr.

Die Viking Mission

Der Marsboden wurde von Viking 1 und 2 untersucht. Es ließen sich kein Hinweis auf Leben feststellen. Im Boden des Planeten befindet sich also nichts Organisches. Biologische Versuche von Viking fielen positiv aus. Sie haben gezeigt, dass Organismen auf dem Mars tatsächlich einen Stoffwechsel betreiben können. Das wurde mit Hilfe von radioaktivem Kohlenstoff festgestellt. Die Photosynthese wurde auf ähnliche Weise bestätigt.

Viking zeigte also, dass mikroskopisches Leben auf dem Roten Planeten möglich wäre. Jedoch ließ sich nicht feststellen, ob es bereits existiert oder nicht.

Zurzeit gibt es Hinweise auf einen unterirdischen See auf dem Mars. Dieser könnte selbst bei -75°C noch flüssig sein. Das liegt an anderen Stoffen, die in dem Wasser gelöst sind. Er soll in nächster Zeit auch in Hinsicht auf Leben untersucht werden.

Zahlreiche Befunde zeigen, dass der Mars früher wärmer gewesen ist. Er besaß einst ein stärkeres Magnetfeld. Deswegen war seine Atmosphäre dichter. Womöglich war also einmal Leben auf dem roten Planeten möglich.

Der heiße Kern des Planeten ist vollständig flüssig. Mit der Zeit muss er abkühlen. Das hat die Folge, dass Eisen auskristallisiert, also fest wird. Das kann dafür sorgen, dass der Dynamo-Effekt wie bei der Erde zum Tragen kommt. So könnte das Magnetfeld des Planeten in Zukunft wieder stärker sein. Sonnenwinde würden abgewehrt werden. Dann ließe sich durch menschliche Hilfe eine dichte Atmosphäre realisieren. Man könnte ein Verhältnis von Sauerstoff zu CO2 wie bei der Erde herstellen. Damit wäre in Zukunft Leben auf dem Roten Planeten möglich.

Mars Monde

Der rote Planet besitzt zwei kleine Monde. Sie heißen Phobos und Deimos. Sie wurden nach den Begleitern, Furcht und Schrecken, des römischen Kriegsgottes benannt. Der Astronom Asaph Hall hat sie 1877 entdeckt.

Es handelt sich womöglich um zwei Asteroiden. Der Mars hat sie durch seine Schwerkraft eingefangen.

Deimos ist ca. 15 km groß, Phobos 27 km. Sie sind unregelmäßig geformt und erinnern eher an Kartoffeln.

Phobos befindet sich mit ca. 9400 km Abstand im Schnitt sehr nah am Mars. Er saust in ca. 7 Stunden um den Mars. Aufgrund seiner Nähe zum Planeten läuft er in einer Spirale auf ihn zu. Das ist eine Folge von den Gezeitenkräften. Der Mond kann irgendwann auf den Planeten aufschlagen. Andererseits kann er auch über ihm in eine Vielzahl kleiner Gesteinsbrocken zerrissen werden.

Deimos hingegen ist deutlich weiter vom Mars entfernt. Mit 23460 km Abstand ist er ca. vier mal so weit entfernt wie Phobos. Er umrundet seinen Zentralkörper in ungefähr 30 Stunden. Die Gezeitenkräfte wirken deutlich schwächer auf ihn. In ferner Zukunft wird er dem Mars entfliehen. Seine Umlaufbahn vergrößert sich also immer weiter.

Damit sind die beiden Monde des Mars eine wunderbare Veranschaulichung der sog. Roche-Grenze. Das ist ein kritischer Abstand eines Satelliten zu seinem Zentralkörper. Phobos liegt innerhalb der Roche-Grenze. Er wird vom Mars angezogen. Deimos liegt außerhalb. Er wird dem Mars entfließen können. Die Roche-Grenze bildet den Übergang zwischen diesen zwei Zonen. Ist der Abstand kleiner als die Roche-Grenze sind die Gezeitenkräfte zu stark, damit ein Mond dem Planeten entfliehen kann.