Merkur - der Zwerg am Rande des Infernos

Merkur ist der Sonne am nächsten. Durch die geringe Entfernung und das Fehlen einer Atmosphäre herrschen dort große Temperaturschwankungen. Wegen seiner langsamen Rotation dauert ein Merkurjahr zwei Merkurtage. Der Einfluss der Sonne erschwert die Beobachtung und Erkundung des Merkur. Bisher wurde der Planet lediglich von zwei Raumsonden erforscht. Sein Name bezieht sich auf den römischen Götterboten Mercurius.

Steckbrief Merkur

Entfernung zur Sonne: 57.910.000 km
Durchmesser: 4.879,4 km
Tageslänge: 58d 15h 30min
Umlaufzeit: 88 Tage
Temperatur: -173℃ bis 427℃
Art: Gesteinsplanet
Position: 1
Radius: 2.439,7 km

Planeten

Die Beschaffenheit des Merkur

Merkur ist der kleinste Planet des Sonnensystems. Sein Durchmesser am Äquator beträgt 4880 km. Dies entspricht 38,25 % des Durchmessers der Erde. Ähnlich wie ErdeVenus und Mars ist er ein Gesteinsplanet. Seine Oberfläche ähnelt in ihrer Form der des Mondes. Sie ist mit Kratern übersäht und besteht aus dunklem Gestein, das wenig Sonnenlicht zurückwirft. Seit seiner Bildung und Abkühlung hat sich die Oberfläche nur gering verändert. Der Grund ist das Fehlen von Plattentektonik. Alle Veränderungen gehen auf Vulkane und Einschläge zurück. Die größte Struktur der Oberfläche ist das flache Caloris Planitia Becken. Es hat einen Durchmesser von 1550 km. Entstanden ist es vor 3,8 Milliarden Jahren durch den Einschlag eines 100 km großen Himmelskörpers.

Der Merkur besitzt eine ähnliche Dichte wie die Erde. Ein Grund hierfür ist der hohe Eisengehalt. Kein anderer großer Körper im Sonnensystem verfügt über einen ähnlich großen Anteil an Eisen. Der Kern des Planeten besteht zu 65 % aus dem Metall und macht 70 % der Gesamtmasse aus. Der Durchmesser des Kerns allein beträgt ca. 4100 km. Dies entspricht drei Viertel des gesamten Durchmessers. Der Kern ist damit größer als unser Mond. Über dem Kern liegt der 600 km dicke Mantel. Er macht 30 % der Masse aus. Die Kruste ist ca. 26 km dick und besteht hauptsächlich aus Mineralien und Feldspat.

Nach der Erde ist Merkur der einzige Gesteinsplanet im Sonnensystem, der über ein Magnetfeld verfügt. Es hat ca. 1 % der Stärke des Magnetfeldes der Erde. Dies reicht aus, um eine Magnetosphäre zu erzeugen, die 5 % des Volumens der Magnetosphäre der Erde besitzt. Im Gegensatz zur Erde ist das Feld nicht stark genug, um den Sonnenwind daran zu hindern, die Oberfläche zu erreichen. Der Grund für seine Entstehung kann zurzeit nicht abschließend erklärt werden. 

Laut Untersuchungen könnten in den Polregionen kleinere Mengen an Wassereis existieren. Die dortigen Krater sind tief genug, sodass Eis sich niemals im direkten Licht der Sonne befindet. Ohne eine Atmosphäre heizt sich das im Schatten liegende Gestein nicht auf. Dort herrschen dauerhaft -160 °C. Eine mögliche Quelle des Wassers könnten Meteoriten sein. Seine Existenz ist bisher nicht eindeutig bewiesen.

Atmosphäre des Merkur

Der Merkur hat keine normale Atmosphäre. Seine Anziehungskraft ist zu klein, um Gas lange zu halten. In der Nähe seiner Oberfläche sind vereinzelt Gasmoleküle zu finden. Das Gestein gibt Natrium, Kalium und Sauerstoff ab. Die Magnetosphäre fängt Wasserstoff und Helium aus dem Sonnenwind ein. Diese Gase verflüchtigen sich durch die starke Sonneneinstrahlung schnell wieder ins All. Die gesamte Gasschicht des Planeten wiegt zusammen ca. 1 Tonne. 

Ohne eine richtige Atmosphäre gibt es auf dem Planeten keinen Ausgleich der Temperatur. Dies führ zu starken Schwankungen. Auf der Seite, welche der Sonne zugewandt ist, herrschen bis zu 430 °C. Die andere Seite liegt im Schatten. Die Temperatur sinkt dort auf bis zu -170 °C.

Erforschung

Der Merkur ist den Menschen seit dem Altertum bekannt. Die Griechen bezeichneten ihn abwechselnd als Apollo und Hermes. Die Römer tauften ihn Mercurius, nach dem fliegenden Boten der Götter. Beobachtungen des Merkur waren durch seine große Nähe zur Sonne schwierig. Nachforschungen über seine Umlaufbahn um die Sonne wurden im 17. Jh. angestellt. Erste genauere Karten seiner Oberfläche wurden ab 1881 erstellt. Der Grund für die Abweichungen seiner Bahn von den Berechnungen konnte erst Anfang des 20. Jh. erklärt werden.

Bisher wurde der Merkur mit zwei Weltraumsonden erforscht. Seine große Nähe zur Sonne stellt für Sonden eine Herausforderung dar. Die hohe Temperatur und starke Strahlung können Hülle und Elektronik stark beschädigen. Auf dem Weg Richtung Sonne wird eine Sonde schneller. Es besteht die Gefahr, dass sie bei Erreichen des Planeten zu schnell ist, um zu landen. Ohne eine Atmosphäre können Sonden nicht mittels Aerobraking langsamer werden. Aus dem Grund sind lange und komplexe Routen notwendig.

Die erste Sonde war Mariner 10. Sie passierte Merkur zwischen 1974 und 1975 dreimal. Die niedrigste Entfernung betrug 327 km. Mariner 10 machte herkömmliche Fotos und untersuchte die Oberfläche im UV- und Infrarotspektrum. Wichtige Entdeckungen der Sonde waren das Magnetfeld und die eigentümliche Rotation des Planeten. Der Planet bewegt sich schnell um die Sonne aber dreht sich langsam um sich selbst. Daher dauert ein Merkurtag über zwei Merkurjahre.

Mission Messenger

Am 3. August 2004 startete die zweite Mission mit dem Namen Messenger. Im März 2011 erreichte die Sonde einen Orbit um den Planeten. Von dort aus kartografierte sie die gesamte Oberfläche. Ziel war es, möglichst viel über die Entstehungsgeschichte und Beschaffenheit zu erfahren. Am 30. April 2015 endete die Mission. Die Sonde wurde gezielt zum Absturz gebracht.

Am 20. Oktober 2018 starteten ESA und JAXA zusammen eine dritte Sonde. BepiColombo besteht aus zwei abtrennbaren Orbitern. Die beiden Komponenten sollen den Planeten in unterschiedlichen Umlaufbahnen umkreisen. Ziel ist es, das Magnetfeld und die Zusammensetzung des Planeten genauer zu erforschen. BepiColombo wird ihr Ziel Anfang 2024 erreichen. Dort angekommen soll sie mindestens für ein Jahr arbeiten.