Mars: Erkundung der Geheimnisse, der Wissenschaft und des Lebens des Roten Planeten

Der Mars ist der vierte Planet von der Sonne aus. In Bezug auf Größe und Masse liegt es an siebter Stelle. Sie können es am Nachthimmel erkennen. Es ist ein periodisch rötliches Objekt. Das Symbol für Mars ist ♂.

Die Leute nennen ihn den Roten Planeten. Sie assoziieren es mit Krieg. Der Name geht auf den römischen Kriegsgott zurück. Babylonische Astronomen wussten das schon vor 3000 Jahren. Sie nannten es Nergal. Es ist der Gott des Todes und der Pest. Der Mars hat zwei Monde. Einer von ihnen ist Phobos. Das bedeutet auf Griechisch „Angst“. Der andere ist Deimos. Es bedeutet „Terror“. Sie waren die Söhne von Ares und Aphrodite.

Die Zahlen hinter dem Roten Planeten

Der Mars ist mehr als nur eine Geschichte. Das sind Daten. Die Umlaufbahn des Planeten ist weit von der Erde entfernt. Die durchschnittliche Entfernung von der Sonne beträgt 227.943.824 Kilometer. Das sind 1,5 Astronomische Einheiten (AE). Seine Umlaufbahn ist kein perfekter Kreis. Die Exzentrizität beträgt 0,093. Die Ekliptikneigung beträgt 1,85 Grad.

Ein Jahr auf dem Mars ist eine lange Zeit. Es dauert 686,98 Erdentage, um die Sonne zu umkreisen. Wenn der Mars an unserem Himmel der Sonne gegenübersteht, scheint er hell. Die scheinbare Helligkeit beträgt -2,01. Die synodische Periode beträgt 779,94 Erdentage. Dies ist die Zeit, die ein Planet benötigt, um von der Erde aus gesehen in die gleiche Position am Himmel relativ zur Sonne zurückzukehren. Die mittlere Umlaufgeschwindigkeit beträgt 24,1 km/s.

Dieser Planet ist kleiner als die Erde. Der Äquatorradius beträgt 3.396,2 Kilometer. Der Radius des Nordpols beträgt 3.376,2 Kilometer. Der Südpolradius beträgt 3.382,6 Kilometer. Die Fläche beträgt 1,44 × 10^8 km^2. Die Masse beträgt 6,417×10^23kg. Die durchschnittliche Dichte beträgt 3,93 g/cm^3.

Dort ist die Schwerkraft schwächer. Die durchschnittliche Oberflächenmasse beträgt 371 cm/s^2. Die Fluchtgeschwindigkeit beträgt 5,03 km/s. Ein Tag auf dem Mars entspricht ungefähr einem Tag auf der Erde. Die Rotationsperiode beträgt 24 Stunden, 37 Minuten und 22,663 Sekunden. Der durchschnittliche Sonnentag (Sol) beträgt 24 Stunden, 39 Minuten und 36 Sekunden.

Der Äquator ist geneigt. Der Neigungswinkel zur Umlaufbahn beträgt 25,2 Grad. Die Temperatur ist sehr kalt. Die durchschnittliche Oberflächentemperatur beträgt 210 K oder -82 °F oder -63 °C. Der Druck ist gering. Der typische Flächendruck beträgt 0,006 bar. Zwei Satelliten sind bekannt.

Warum der Mars für Astronomen wichtig ist

Der Mars ist aus anderen Gründen als seinem blutigen Aussehen interessant. Es ist der zweitnächste Planet zur Erde. Venus ist näher. Der Mars ist normalerweise leicht zu erkennen. Seine Umlaufbahn liegt außerhalb der Erde. Dieser Planet ist der einzige Planet mit einer festen Oberfläche und atmosphärischen Phänomenen, die durch ein Teleskop auf der Erde sichtbar sind.

Seit den 1960er Jahren haben jahrhundertelange Forschungen von Erdbeobachtern und Raumfahrzeugen Ähnlichkeiten aufgedeckt. Der Mars ähnelt in vielerlei Hinsicht der Erde. Es gibt Wolken. Es hat Wind. Der Tag hat etwa 24 Stunden. Es gibt saisonale Wettermuster. Es gibt polare Eiskappen. Es gibt Vulkane. Es gibt Schluchten.

Es gibt Hinweise darauf, dass der Mars vor Milliarden von Jahren erdähnlicher war. Die Atmosphäre dort ist dichter. Es war wärmer. Es hat viel Wasser. Flüsse flossen. Es gab Seen. Überschwemmungskanäle haben das Land geprägt. Vielleicht bedeckt der Ozean einen Teil davon.

Allen Anzeichen zufolge ist der Mars heute eine karge, gefrorene Wüste. Doch die Bilder erzählen eine andere Geschichte. Am Kraterhang erscheinen dunkle Streifen. Dies geschieht im Frühling und Sommer auf dem Mars. Dies deutet darauf hin, dass saisonal kleine Mengen Wasser fließen können.

Der InSight-Lander hat etwas noch Tieferes gefunden. Die Kruste 11,5 bis 20 Kilometer unter der Oberfläche ist mit Wasser gesättigt. Das ist wichtig. Das Leben, wie wir es verstehen, kann ohne Wasser nicht existieren. Wenn mikroskopisch kleine Lebensformen auf dem Mars entstanden sind, könnten sie in diesen verborgenen Wasserumgebungen überlebt haben.

Suche nach alten Mikroorganismen

Wissenschaftler suchen seit langem nach Beweisen für Leben. Im Jahr 1996 berichtete ein Forscherteam über Hinweise auf uraltes mikrobielles Leben. Sie fanden es in einem Marsmeteoriten. Die meisten Forscher bestreiten diese Erklärung.

Die NASA hat einige neue Ankündigungen für 2025. Der Perseverance-Rover hat zwei Mineralien gefunden. Vivianit und Greigit. Auf der Erde werden diese Mineralien in Gegenwart von Mikroorganismen gebildet.

Bedeutet das, dass es Leben auf dem Mars gibt? Die NASA sagt, sie könne die Möglichkeit nicht ausschließen, dass Leben diese Mineralien gebildet habe. Aber auch das können wir nicht bestätigen. Die Proben müssen zur Erde zurückgebracht werden. Die Instrumente von Perseverance waren nicht in der Lage, die erforderliche eingehende Analyse durchzuführen.

Seit Ende des 19. Jahrhunderts ist der Mars neben der Erde der gastfreundlichste Ort im Sonnensystem. Dies gilt auch für das indigene Leben. Es gilt für die menschliche Erforschung und Besiedlung. Damals gab es viele Spekulationen. Die Leute reden über die Kanäle des Mars. Dabei handelt es sich um komplexe Systeme aus langen, geraden Oberflächenlinien. Nur wenige Astronomen behaupten, sie gesehen zu haben.

Sie glauben, dass sie von intelligenten Wesen erschaffen wurden. Auch saisonale Veränderungen bestätigen dies. Die Ausbreitung und der Rückzug der Vegetation erklären diese Veränderungen. Dies trägt zum Beweis einer biologischen Aktivität bei.

Die Kanäle waren eine Illusion. Saisonale Veränderungen sind geologisch bedingt. Nicht biologisch. Das wissenschaftliche und gesellschaftliche Interesse hat jedoch noch nicht nachgelassen.

Mars in Kultur und Fantasie

Der Mars nimmt in der Popkultur einen besonderen Platz ein. Es inspirierte Generationen von Schriftstellern. H. G. Wells schrieb während der Blütezeit der Marskanäle. Es folgte Edgar Rice Burroughs. Ray Bradbury hat es in den 1950er Jahren geschrieben. Kim Stanley Robinson schrieb in den 1990er Jahren.

Der Mars ist ein zentrales Thema in Radio, Fernsehen und Filmen. Orson Welles schuf ein Hörspiel nach dem Roman „Krieg der Welten“ von H.G. Wells. Diese Sendung wurde am 30. Oktober 1938 ausgestrahlt. Tausende Zuhörer glaubten, dass Wesen vom Mars in die Erde eindringen würden. Es ist berüchtigt.

Die Geheimnisse des Planeten existieren immer noch. Viele echte Geheimnisse bleiben bestehen. Sie fördern die wissenschaftliche Forschung. Sie regen die menschliche Fantasie an. Diese Situation hält bis heute an.

Die Orbitalmechanik des Mars verstehen

Der Mars ist der vierte Planet von der Sonne aus. Die mittlere Distanz beträgt 228 Millionen Kilometer. Das sind etwa 140 Millionen Meilen. Zum Vergleich: Das ist etwa das 1,5-fache der Entfernung vom Stern zur Erde. Die Strecke ist kein perfekter Kreis. Es ist lang und dünn. Diese Form bedeutet, dass sich der Abstand zwischen Mars und Sonne ständig ändert. An seinem nächstgelegenen Punkt ist der Rote Planet nur 206,6 Millionen Kilometer entfernt. Am weitesten driftet es auf 249,2 Millionen Kilometer.

Ein Jahr auf dem Mars ist etwa doppelt so lang wie auf der Erde. Es dauert 687 Erdentage, um die Sonne zu umkreisen. Die Entfernung zur Erde variiert ebenso stark. Bei der größten Annäherung schrumpft der Abstand auf weniger als 56 Millionen Kilometer. Befinden sich die Planeten auf gegenüberliegenden Seiten des Sonnensystems, kann ihre Entfernung fast 400 Millionen Kilometer betragen.

Warum Opposition für die Beobachtung wichtig ist

Der Mars ist am besten sichtbar, wenn Sonne und Planet in entgegengesetzter Richtung am Himmel stehen. Dieses Ereignis wird als Opposition bezeichnet. Während dieses Fensters ist der Mars hoch am Himmel sichtbar. Sie erhalten außerdem ein vollständig beleuchtetes Gesicht. Die Geometrie ist einfach, aber effektiv.

Aufeinanderfolgende Widersprüche finden etwa alle 26 Monate statt. Allerdings sind nicht alle Gegensätze gleich. Diese Ereignisse können an verschiedenen Punkten der Marsumlaufbahn auftreten. Dieser Zeitpunkt verändert alles für Beobachter auf der Erde.

Die besten Beobachtungsbedingungen sind dann gegeben, wenn der Mars auf seiner Umlaufbahn der Sonne am nächsten ist. Da die Umlaufbahn elliptisch ist, rückt der Planet näher an die Erde heran. Dadurch erscheint der Mars am hellsten und größten. Diese engen Gegensätze sind selten. Sie treten etwa alle 15 Jahre auf.

„Enge Gegensätze gibt es etwa alle 15 Jahre.“

Wenn Sie dem Roten Planeten folgen wollen, kommt es auf das richtige Timing an. Wenn die Orbitalmechanik zu Ihren Gunsten funktioniert, möchten Sie es einfangen. Das Fehlen einer 15-Jahres-Periode bedeutet, dass es eine dunkle, kleine Scheibe am Nachthimmel gibt. Die Wissenschaft der Streckenmechanik bestimmt, wann Sie die besten Aussichten erhalten.

Der Mars macht eine Umdrehung in 24 Stunden und 37 Minuten. Es ist etwas länger als unser eigener Tag. Die Achse des Planeten ist etwa 25 Grad zur Ebene seiner Umlaufbahn geneigt. Durch diese Neigung entstehen die Jahreszeiten. Ein Jahr auf dem Mars dauert 668,6 Sonnentage, die wir Solen nennen.

Die Umlaufbahn ist elliptisch. Dadurch verändern sich die Jahreszeiten. Die Sommer im Süden sind kurz, aber warm und dauern nur 154 Sol. Die Sommer im Norden sind lang und kühl und kosten 178 Sol.

Dies ist nicht dauerhaft. Die Dynamik verändert sich. Nach etwa 25.000 Jahren werden die Sommer im Norden kürzer und wärmer.

Auch die Achsenneigung driftet. Es ändert sich alle Millionen Jahre. Derzeit kann die Neigung auf nahezu Null sinken. Wenn das passiert, wird es keine Saison geben. Oder es kann bis zu 45 Grad schwenken. Extreme Jahreszeiten also. In einigen hundert Millionen Jahren könnte die Temperatur auf 80 Grad ansteigen.

Körperliche Größe und Schwerkraft

Der Mars ist klein. Es ist einfach größer als Merkur. Es ist etwas mehr als halb so groß wie die Erde.

Der Äquatorradius beträgt 3396 Kilometer. Der Polarradius beträgt 3.379 Kilometer. Seine Masse beträgt ein Zehntel der Erdmasse.

Die Schwerkraft ist schwach. Die Beschleunigung auf der Erdoberfläche beträgt 3,72 Meter pro Sekunde. Dort wiegt es etwas mehr als ein Drittel des Erdgewichts.

Die Oberfläche ist schwierig. Die Oberfläche des Mars beträgt nur 28 % der Erdoberfläche. Allerdings besteht die Erde größtenteils aus Wasser. Die beiden Planeten haben praktisch die gleiche Landfläche.

Frühe Teleskopbeobachtungen

Die alten Astronomen waren ratlos. Sie konnten die Bewegung des Mars nicht erklären. Manchmal bewegt es sich mit den Sternen. Dies ist eine direkte oder progressive Bewegung. Manchmal bewegt es sich rückwärts. Das ist eine rückläufige Bewegung.

Johannes Kepler löste 1609 einen Teil dieses Rätsels. Er nutzte Tycho Brahes Beobachtungen mit bloßem Auge. Er kam zu dem Schluss, dass sich der Mars in einer Ellipse bewegt. Die Geschwindigkeit ist ungleichmäßig, aber vorhersehbar. Dies widerspricht Ptolemäus‘ Vorstellung einer vollkommen kreisförmigen Umlaufbahn. Es ebnete den Weg für die moderne Theorie der Schwerkraft.

Galileo sah die Marsscheibe im Jahr 1610. Dies ist das erste Mal, dass die runde Form des Mars mit einem Teleskop beobachtet wurde.

Christian Huygens hat das Muster auf der Oberfläche genau beschrieben. 1659 fertigte er eine Skizze von Major Syrtis an. Es ist eine große dunkle Markierung auf dem Planeten.

Gian Domenico Cassini bemerkte die Polkappen um 1666.

Huygens entdeckte 1659 auch die Rotationsperiode. Cassini maß sie 1666 und ergab, dass sie 24 Stunden und 40 Minuten betrug. Dieser liegt nur 3 Minuten vom tatsächlichen Wert entfernt.

William Herschel bemerkte die dünne Atmosphäre in den 1780er Jahren. Er war in Deutschland geboren, arbeitete aber in Großbritannien. Er maß die Neigung der Achse. Er besprach die Jahreszeiten.

Asaph Hall entdeckte 1877 zwei Marsmonde. Er arbeitete am US Naval Observatory.

Das Teleskop zeigt auch das Wetter an. Sie können die Wolkentypen sehen. Man sieht, dass die Polkappen immer größer und kleiner werden. Sie werden sehen, dass sich Farbe und Größe der dunklen Bereiche mit der Jahreszeit ändern.

Wilhelm Beer und Johann Heinrich von Mädler erstellten 1830 die erste bekannte Marskarte. Dabei handelt es sich um einen Rohentwurf. Einfach. Es ist kein kartografisches Meisterwerk, aber ein guter Ausgangspunkt.

Dann war da noch Giovanni Virginio Schiaparelli. Er erstellte 1877 die erste moderne astronomische Karte. Dabei handelte es sich nicht nur um eine Zeichnung. Dies ist die Grundlage dafür, wie wir heute die Dinge auf dem Roten Planeten benennen.

Schiaparelli verwendete Latein. Er nutzte intensiv die antike Geographie des Mittelmeerraums. Ein Ort, den wir kennen. Der Name, den wir noch heute verwenden. Allerdings birgt die Karte ein dunkles Geheimnis.

Es erscheint eine gerade Linie.

Linien, die helle Bereiche verbinden. Schiaparelli nannte sie „Kanäle“. Bedeutet auf Italienisch „Kanal“.

„Obwohl Schiaparelli allgemein als der erste gilt, der ihn beschrieb, schlug sein Landsmann Pietro Angelo Secchi 1869 die Idee eines Kanals vor.“

Secchi hatte die Idee schon früher. Aber Schiaparelli hat es auf die Karte gesetzt. Die Welt hat sie gesehen. Oder sie glauben, dass sie es getan haben.

Percival Lowell hat alles verändert. Er gründete ein Observatorium in Flagstaff, Arizona. Ende des 19. Jahrhunderts. Für seine Beobachtungen wählte er gezielt den Mars. Er hat nicht nur zugesehen. Er hat kartiert.

Aufwendige Karten. Komplexe Karten. Er hat jahrzehntelang nach diesen Kanälen gesucht. bis zu seinem Tod im Jahr 1916.

Kanäle gab es nie.

Sie waren eine Illusion. Ein Augentrick. Und das Gehirn.

Der Schaden wurde jedoch angerichtet. Die ganze Welt glaubt, dass der Mars über ein künstliches Wasserversorgungssystem verfügt. Seit Jahrzehnten.

Wie das menschliche Sehen auf fernen Planeten funktioniert

In der Geschichte der Marsforschung geht es nicht nur um Teleskope. Es geht um Psychologie.

Sie können das Muster sehen. Auch wenn sie nicht da sind.

Schiaparelli sah die Linie. Lowell sah Kanäle. Wissenschaftler sahen Beweise für Intelligenz.

Es war keine Bosheit. Das ist die Erwartung.

Wenn Sie stundenlang auf einen verschwommenen Punkt starren. Ihr Gehirn möchte die Punkte verbinden. buchstäblich.

Die geraden Linien waren Artefakte mit geringer Auflösung. Atmosphärische Verzerrung. menschliche Vorstellungskraft.

Aber der Name blieb hängen.

Lateinisch. Geographie des Mittelmeers.

Deshalb verwenden wir diese Begriffe immer noch. Nicht weil sie Recht haben. Aber weil sie die Ersten waren.

Warum lateinische Namen auch heute noch wichtig sind

Das Namenssystem von 1877 wird noch immer verwendet.

Warum?

Weil Wissenschaft bürokratisch ist. Und sehr faul.

Den Namen zu ändern ist schwierig. es sorgt für Verwirrung. Es bricht historische Rekorde.

Also haben wir die Fehler behalten.

Die Kanäle sind verschwunden. Karten sind besser. Die Rover sind am Boden.

Aber was ist mit dem Namen?

Sie bleiben.

Ein Geist eines jahrhundertealten Missverständnisses. Sie wurden in die Landschaft eines Planeten geschnitzt, der sie nicht brauchte.

Ist es wichtig?

Vielleicht auch nicht.

Aber es ist eine Erinnerung.

Wir sind immer auf der Suche nach dem, was wir sehen wollen.

Für Beobachter auf der Erde sieht der Mars wie eine rostige Kugel aus. Die hellen Flecken sind ockerrot und schwarze Punkte scheinen darüber zu schweben. Historisch gesehen nannten Astronomen helle Regionen „Wüsten“. Sie nannten den großen schwarzen Fleck „Maria“, das lateinische Wort für Meer oder Ozean. Sie glaubten wirklich, dass das Wasser sie bedecken würde. Dies ist nicht nur eine Vermutung. Dies ist eine allgemeine Theorie. Allerdings können Teleskope auf der Erde das Gelände nicht sehen. Sie können lediglich Helligkeitsveränderungen wahrnehmen. Oder die Undurchsichtigkeit der Atmosphäre verändert sich. Ich kann die Berge nicht sehen. Den Kontrast sieht man.

Illusion von Wasser und Kanal

Die schwarze Markierung bedeckt etwa ein Drittel des Globus. Sie leben hauptsächlich zwischen dem 10. und 40. Grad südlicher Breite. Muster sind nicht statisch. Es verändert sich über Jahrzehnte und manchmal Jahrhunderte. Auf der Nordhalbkugel gibt es drei Hauptmerkmale: die Acidalia-Ebene, die Große Syrtis und den dunklen Ring um die Pole. Frühe Entdecker dachten, es handele sich dabei um flache Ozeane. Oder vielleicht ist es ein bewachsenes Gebiet. Mittlerweile wissen wir es besser.

Die meisten dunklen Bereiche sind kein Wasser. Es ist Sand, der vom Wind verweht wird. Oder ein heller, staubfreier Ort. Der Wind bewegt den schwarzen Sand. Sie reinigen auch die Erde. Ein heller Ort? Meistens ist es nur ein Haufen Staub. Es ist ein Spiel des Verbergens und Enthüllens.

Dann sind da noch die Kanäle.

Zu Beginn des 20. Jahrhunderts waren sie überall auf der Landkarte zu finden. Renommiert. Detail. Es ist den Leuten treu, die es gezeichnet haben. Die Bilder des Raumschiffs zeigen so etwas nicht. Der Kanal ist imaginär. Die Augen der Beobachter weiteten sich. Sie brachten die Auflösung von Teleskopen an ihre absoluten Grenzen. Das Gehirn füllt die Lücken. Verbinde die Punkte, die nicht existieren.

„Diese Kanäle… sind mit ziemlicher Sicherheit imaginäre Merkmale, die Beobachter zu sehen glaubten, als sie erschöpfend nach Objekten nahe der Auflösungsgrenze des Teleskops suchten.“

Es gab noch andere Phänomene, die die frühen Astronomen verwirrten. „Dunkle Flut“. „Blauer Nebel“. Beides sind Tricks des Lichts. Beobachten Sie Änderungen der Mischbedingungen und des Oberflächenreflexionsvermögens. Das ist keine Zauberei. Es sind atmosphärische Optiken und staubige Oberflächen, die mit der menschlichen Wahrnehmung spielen.

Polar

Der rhythmische Tanz des Marseises

Für diejenigen, die den Roten Planeten durch ein Teleskop betrachten, sind die Pole der Ort, an dem das Geschehen stattfindet. Sie folgen einem strengen und vorhersehbaren Rhythmus. Wenn der Herbst auf einer bestimmten Hemisphäre Einzug hält, beginnen sich in den Polarregionen Wolken anzusammeln. Die aus gefrorenem Kohlendioxid bestehende Kappe selbst beginnt sich auszudehnen.

Es ist asymmetrisch. Bei etwa dem 55. Breitengrad hört die Polkappe auf zu wachsen. Je weiter wir nach Süden kamen, desto höher stieg die Temperatur auf 50 Grad. Und dann kommt der Frühling. Das Eis geht zurück.

Der Sommer bringt große Veränderungen im Norden mit sich. Der CO2-Schutzschild verschwindet vollständig. Es sind noch kleine Reste von Wassereis übrig. Der Süden ist anders. Den ganzen Sommer über verblieben dort kleine Eisreste, eine zähe Mischung aus Kohlendioxid und Wassereis, die nicht vollständig schmelzen wollte.

Ein Zwei-Jahrhundert-Rätsel

Es dauerte fast 200 Jahre, um herauszufinden, woraus diese Kappen tatsächlich bestanden. Es begann mit William Herschel. Ein britischer Astronom beobachtete den Mars und stellte die Hypothese auf, dass seine Pole denen der Erde ähnelten. Er dachte, es sei Wassereis. Es ist ganz einfach.

Dann stellte der irische Wissenschaftler George J. Stoney 1898 eine weitere Frage. Er vermutet, dass es sich bei der Kappe um gefrorenes Kohlendioxid handeln könnte. Er hatte eine Ahnung. Aber er hat keinen Beweis.

1947 trafen schließlich die Beweise ein. Der niederländisch-amerikanische Astronom Gerard Kuiper entdeckte Kohlendioxid in der Marsatmosphäre. Das ist das fehlende Glied. Die Hypothese änderte sich.

Die Kälte modellieren

Im Jahr 1966 verlagerte sich die Diskussion von Spekulationen hin zu genauen Zahlen. Die amerikanischen Wissenschaftler Robert Leighton und Bruce Murray haben ein numerisches Modell der thermischen Umgebung auf dem Mars erstellt. Ihre Ergebnisse stellten die Wassereis-Theorie ernsthaft in Frage.

Ihren Berechnungen zufolge gefriert atmosphärisches Kohlendioxid unter Marsbedingungen an den Polen. Als sie das Wachstum und die Schrumpfung der Kohlendioxidgrenze modellierten, stimmte das Verhalten mit dem überein, was die Astronomen tatsächlich beobachteten.

Das Modell sagt bestimmte Informationen über die Tiefe dieser Kappen voraus. Es ist sehr dünn. In der Nähe der Pole ist es nur wenige Meter tief und wird zum Äquator hin allmählich dünner. Dies ist eine Vereinfachung der tatsächlichen Situation, gilt aber dennoch.

Es wurde zwei Jahre später bestätigt. 1969 flogen die Raumsonden Mariner 6 und 7 am Mars vorbei. Ihre thermischen und spektroskopischen Messungen stimmten perfekt mit den Vorhersagen von Leighton und Murray überein. Die Kappen waren tatsächlich Kohlendioxid.

Vorübergehende atmosphärische Phänomene

Zum ersten Mal bemerkten Teleskopbeobachter, dass manchmal Merkmale auf der Marsoberfläche verschwinden. Diese vorübergehenden Störungen erscheinen als weiße oder gelbe Flecken. Die Forscher identifizierten die weißen Flecken korrekt als kondensiertes Gas und den gelben Dunst als Staub. Sie fanden auch heraus, dass die schwarzen Flecken von Zeit zu Zeit verschwinden, normalerweise im Südsommer. Eine andere richtige Erklärung ist, dass ein globaler Staubsturm alles bedeckte. Die Raumsonde bestätigte später, dass Nebel, Wolken und Nebel oft die Oberfläche verschleiern.

Zusammensetzung der Marsluft

Im Jahr 1947 ermittelte der niederländisch-amerikanische Astronom Gerard P. Kuiper anhand der Daten des Teleskops, dass die Zusammensetzung der Marsatmosphäre hauptsächlich aus Kohlendioxid bestand. Die Luft ist unglaublich dünn. Es übt weniger als 1 Prozent bzw. weniger als 1 Prozent des atmosphärischen Drucks der Erde aus. Aufgrund der großen Topographieunterschiede variieren die Druckgebiete um den Faktor 15. Heute befinden sich nur noch geringe Mengen Wasser in der Luft. Wenn sich das gesamte Wasser absetzt, bilden sich Eiskristalle, die nur 10 Mikrometer dick sind. Sie können in festen Blöcken gesammelt werden, die nicht größer als ein mittelgroßer Eisberg sind.

Trotz der Wasserknappheit ist die Atmosphäre immer noch nahe der Sättigung. Oft sind Wassereiswolken zu sehen. Tief liegende Wolken und Nebel sammeln sich in Vertiefungen der Landschaft, wie Tälern und Kratern. Am Morgenterminator, also an der Grenze zwischen Hell und Dunkel, treten häufig dünne Wolken auf. Orografische Wolken entstehen, wenn feuchte Luft höher steigt und abkühlt. Sie bilden sich um sichtbare Merkmale wie Krater und Vulkane. Im Winter treten in den mittleren Breiten regelmäßig westlich ziehende Spiralsturmsysteme auf. Die meisten Wolken, einschließlich der weißen Wolken, die frühe Beobachter sahen, bestehen aus Wassereis.

Wenn der Staub fliegt

Sandstürme sind ein häufiges Phänomen auf dem Mars. Es kann jederzeit auftreten, erreicht seinen Höhepunkt jedoch im südlichen Frühling und Sommer. Dieser Zeitraum fällt mit der größten Annäherung des Mars an die Sonne zusammen. Die Oberflächentemperatur erreichte zu diesem Zeitpunkt ihren Höchstwert. Die meisten Stürme sind regionaler Natur. Sie dauern mehrere Wochen. Aber alle zwei oder drei Jahre breitet sich der Sturm global aus. Oben steigt Staub auf und nur noch die Spitzen der höchsten Vulkane sind sichtbar. Diese Berge liegen 21 Kilometer (13 Meilen) über dem mittleren Radius des Planeten.

Die Marsatmosphäre ist mehr als nur dünne Luft. Es ist ein dynamisches System aus Druck, Eis und Staub. Wolken bilden sich in vorhersehbaren Mustern. Stürme folgen dem Rhythmus der Jahreszeiten. Aber ohne die globalen Ereignisse aus erster Hand zu sehen, ist es schwierig, ihre Tragweite zu erfassen. Was passiert, wenn der Staub alles bedeckt? Die Oberfläche wird zu einer leeren Tafel. Beobachter auf der Erde haben dies beobachtet. Wir betrachten es jetzt aus dem Orbit. Die Frage ist, was als nächstes passiert.

Mars-Geisterzyklon

Es ist von der Erde aus nicht sichtbar. Zu klein, zu schwach. Aber umlaufende Raumfahrzeuge und landende Rover haben die Aktivität entdeckt. Staubteufel. Die dünnen Spiralspuren, die auf hochauflösenden Bildern des Mars zu sehen sind, sind die Narben, die diese unsichtbare Hand hinterlassen hat. sie kommen sehr häufig vor. sie sind sehr hartnäckig. Sie verleihen dem Planeten eine ganz eigene Persönlichkeit.

Die Atmosphäre fühlt sich dort anders an. In der unteren Atmosphäre beträgt die Temperatur etwa 200 Kelvin. Es ist -100°F. -70℃. Kälter als die durchschnittliche Tagesoberflächentemperatur von 250 K (−10 °F) tagsüber. Sie gehen tagsüber durch eine Welt, die kälter ist als Ihre Haut. Sieht aus wie die Antarktis im Winter. Grausam. Trotzdem. Aber ändern Sie die Jahreszeiten. Betreten Sie im Sommer sehr dunkle Böden. Die Sonne schien hell. Die Tagestemperatur kann etwa 290 K (62 °F) erreichen. Ein ruhiger Frühlingstag auf Erden. Auf dem Mars ist das ein seltenes Vergnügen.

Über der turbulenten Schicht in Bodennähe wird die Situation instabil. Mit zunehmender Höhe nimmt die Temperatur ab. Etwa 1,5 K pro Kilometer. 2,4.000 pro Meile. Je höher man steigt, desto kälter wird es. einfache Physik. harte Realität.

Warum ändert sich der Druck auf dem Mars so schnell?

Die Erdatmosphäre bleibt relativ stabil. Der Mars ist nicht so. Der Luftdruck schwankt je nach Jahreszeit stark. Warum? Denn das Hauptgas ist Kohlendioxid. Kohlendioxid gibt es nicht nur hier. Es friert ein. Am Winterpol „schneit“ es. Im Frühjahr geht es dann direkt wieder aufs Gas. Erhaben. Es gibt keine flüssige Phase. Es verwandelt einfach einen Feststoff in ein Gas.

Südliche Wintermützen sind größer als nördliche Wintermützen. Daher sinkt der Druck tiefer, wenn der Süden dunkel ist. Die Atmosphäre hat ihren Tiefpunkt erreicht. Dann ging es wieder los. Dieser Zyklus wiederholt sich. Der Druck ändert sich um 26 % pro Jahr.

Denken wir über diese Zahl nach. 26 %.

Jedes Jahr werden etwa 7,9 Billionen Tonnen Kohlendioxid aus der Atmosphäre freigesetzt und in die Atmosphäre zurückgeführt. Das ist keineswegs eine geringe Menge. Dies entspricht einer Schicht aus festem Trockeneis mit einer Dicke von mindestens 23 cm (9 Zoll). Oder meterweise Kohlendioxidschnee. Es ist weit verbreitet. Luft wird ein- und ausgesaugt. buchstäblich.

Chemische Zusammensetzung dünner Luft

Was liegt in der Luft? Kohlendioxid macht 95,3 % des Gewichts aus. Neunmal mehr als derzeit in der viel größeren Erdatmosphäre. Aber hier liegt das Problem. Der größte Teil des Kohlendioxids auf der Erde ist gebunden. Chemisch an Sedimentgestein gebunden. Die Menge an Kohlendioxid in der Marsatmosphäre ist weniger als 1000-mal geringer als die Gesamtmenge an Kohlendioxid auf der Erde. Der Rest ist Stickstoff. Wasserdampf. Edelgas. Argongas. Neon. Krypton. Xenon.

Der atmosphärische Druck auf dem Mars erfährt dramatische jahreszeitliche Veränderungen, da Kohlendioxid an den Winterpolen „schneit“ und sich direkt wieder in Gas verwandelt.

Es gibt auch geringe Mengen anderer Gase. Molekularer Sauerstoff. Kohlenmonoxid. Stickoxid. Kleine Mengen Ozon. Dies sind keine primitiven Relikte. Sie entstehen durch photochemische Reaktionen. Normalerweise höher in der Atmosphäre gelegen. Sonnenlicht zerstört Dinge. Erschafft Neues.

Zusammensetzung der Marsatmosphäre

Gas	Gew.-%
Kohlendioxid (CO2)	95,32
Stickstoffmolekül (N2)	2,7
Argon (Ar)	1,6
Molekularer Sauerstoff (O2)	0,13
Kohlenmonoxid (CO)	0,07
Wasserdampf (H2O)	0,03
Neon (Ne)	0,00025
Krypton (Kr)	0,00003
Xenon (Xe)	0,000008

Quelle: Atmosphärische Umfragedaten.

Verliere das leichteste Element

Die untere Atmosphäre versorgt die Ionosphäre mit Energie. Geringe Dichte. Die Temperatur ist sehr hoch. Die Komponenten werden durch Diffusion getrennt. Masse zählt. Schwere Dinge sinken. Leichte Gegenstände schweben. An der Spitze der Atmosphäre verschwinden Objekte im Weltraum. jedes Mal. Dies beeinflusst die Isotopenzusammensetzung dessen, was übrig bleibt.

Wasserstoff ist am leichtesten. Es ist leicht zu entkommen. Bevorzugt. Deuterium ist schwer. Es bleibt. Aufgrund des schnellen Wasserstoffverlusts enthält die Marsatmosphäre fünfmal mehr Deuterium als die Erdatmosphäre. Chemischer Fingerabdruck. Eine Verlustaufzeichnung. Eine Erinnerung daran, dass der Planet schrumpft. langsam. unsichtbar. Ins Leere.

Wasser auf dem Mars ist ein Geist. Es ist da, aber man kann es nicht fangen. Die Marsatmosphäre enthält nur Spuren des Elements, nur wenige Moleküle pro 10.000 Luftmoleküle. Dieser Mangel ist auf die brutale Kälte des Planeten zurückzuführen. Niedriger Luftdruck und eisige Oberflächentemperaturen fangen Wasser unter Bedingungen ein, die auf der Erde selten vorkommen.

Das Dampfparadoxon auf dem Roten Planeten

Tatsächlich ist die Atmosphäre mit Wasserdampf gesättigt. In gewisser Weise geht es darum. Wenn Sie jedoch auf dem Boden stehen, werden Sie feststellen, dass es kein flüssiges Wasser gibt. Wenn Temperatur und Druck zu niedrig sind, kann die flüssige Phase nicht stabil existieren. Wassermoleküle auf dem Mars können nur als Eis oder Dampf existieren. Es gibt keinen Mittelweg. Es gibt keine Pfützen. Kein Regen. Es ist nur ein dünner, kalter Nebel.

Minimaler Austausch mit der Oberfläche

Wenn man bedenkt, wie kalt die Nächte sind, fragt man sich vielleicht, ob der gefrorene Boden ständig Feuchtigkeit in die Luft pumpt. Diese Situation ist jedoch selten. Täglich findet nur sehr wenig Wasseraustausch mit der Marsoberfläche statt. Da die Nächte so kalt sind, ist es weniger wahrscheinlich, dass die Luftfeuchtigkeit am Boden kondensiert und dort verbleibt. Es bleibt entweder in der Schwebe oder gefriert bei Kontakt schnell, wodurch eine Pattsituation zwischen Luft und Boden entsteht.

Diese Dynamik macht den Mars zu einem chemisch aktiven, aber physikalisch trockenen Ort. Wasser steuert die Chemie und Meteorologie der Atmosphäre und prägt Wettermuster, die wir kaum verstehen. Obwohl es in flüssiger Form nicht mit dem Boden in Berührung kommt, zirkuliert es in der Luft und beeinflusst die Staubbewegung und die Wolkenbildung.

Warum dies für zukünftige Entdecker wichtig ist

Das Verständnis dieses Kreislaufs aus Dampf und Eis ist nicht nur akademisch. Es erklärt, warum sich auf Fahrwerken Eis bildet, warum sich Eis auf Sonnenkollektoren ansammelt und warum spezielle Techniken erforderlich sind, um der Atmosphäre Wasser zu entziehen. Man kann nicht einfach nach flüssigen Grundwasserleitern graben. Auffangen von Dämpfen oder Mineneisablagerungen müssen geborgen werden oder die Eisablagerungen müssen abgebaut werden.

Die Tatsache, dass es kein flüssiges Wasser gibt, bedeutet nicht, dass der Planet träge ist. Das bedeutet, dass sich Wasser anders verhält. Es fungiert eher als chemischer Katalysator als als Lösungsmittel. Es prägt den Himmel mehr als den Boden.

Das wirft die Frage auf: Wenn der Mars so trocken ist, warum sehen wir dann Hinweise auf alte Flüsse? Die Antwort liegt in einer wärmeren, feuchteren und radikal anderen Vergangenheit. Der aktuelle Zustand ist ein eingefrorenes Relikt aus dieser Zeit.

Wissenschaftler untersuchen diese Spurenmengen, um vorherzusagen, wie sich das Klima des Planeten während Staubstürmen verändern wird. Wasserdampf interagiert auf komplexe Weise mit Sonnenlicht und Staubpartikeln. Es beeinflusst den Temperaturgradienten in der oberen Atmosphäre. Es beeinflusst die Bildung polarer Wolken.

Die Grenzen der Mars-Hydrologie

Die Einschränkungen sind streng. Der Druck ist zu niedrig. Die Temperatur ist zu niedrig. Das Wasserphasendiagramm auf dem Mars lässt keinen Platz für stabile Flüssigkeiten auf der Oberfläche. Dies ist eine schwerwiegende körperliche Einschränkung.

Zukünftige Missionen müssen dies berücksichtigen. Sie können sich nicht auf Oberflächenwasserquellen verlassen. Systeme müssen für den Umgang mit Dampf und Eis ausgelegt sein. Diese geringen Wassermengen verursachen chemische Reaktionen in der Luft. Es ist ein empfindliches Gleichgewicht. Die Situation könnte sich ändern, wenn sich der Planet jemals erheblich erwärmt.

Derzeit handelt es sich noch um einen Kreislauf aus Wasserdampf und Eis. Ein leiser, unsichtbarer Motor, der das Marswetter steuert. Wir beobachten es aus dem Orbit. Wir messen es mit einem Sensor. Wir versuchen eine Welt zu verstehen, in der es Wasser gibt, aber es gibt überhaupt keins.

Versteckter Wasserkreislauf und antike Atmosphäre

Wasserdampf kommt nicht nur auf dem Mars vor. Bis zu 10–15 km (6–9 Meilen) gleichmäßig vermischen. Die Verteilung ist nicht zufällig. Der starke Breitengradient ist vollständig von der Jahreszeit abhängig. Die größten Veränderungen finden auf der Nordhalbkugel statt.

Wenn der Sommer auf der Nordhalbkugel Einzug hält, verschwindet die Kohlendioxidgrenze des Kohlendioxids vollständig. Übrig bleibt eine Wassereiskappe. Die Sublimation beginnt. Aus der Restkappe geht das Wasser direkt in Gas über. Dadurch entsteht ein dramatischer Konzentrationsgradient. Der Dampf bewegt sich stark von Norden nach Süden.

Der Süden erzählt eine andere Geschichte. Im Sommer überlebt die Kohlendioxidkappe. Wassereis wird selten beobachtet. Daher bilden sich normalerweise keine starken atmosphärischen Gradienten aus. Der Wasserkreislauf des Planeten ist asymmetrisch. Es hängt von saisonalen Obergrenzen ab.

Wo ist das Eis versteckt?

Wasserdampf in der Atmosphäre kann mit einem viel größeren Reservoir in Kontakt kommen. Es liegt im Boden. Polwärts von 40° scheint überall unterirdisches Eis zu sein. Eine Sublimation wird durch die niedrigen Temperaturen im Untergrund verhindert. Es ist gefangen.

Die Marssonde Odyssey bestätigte dies im Jahr 2001. Bei Breitengraden über 60 Grad ist das Eis 1 Meter von der Oberfläche entfernt. Es wurde vom Phoenix-Lander auf dem 68. Grad nördlicher Breite gefunden. Wir wissen nicht, wie tief es ist.

Bilder vom Mars Reconnaissance Orbiter verraten uns noch mehr. Neue Einschlagskrater zwischen dem 40. und 60. Grad nördlicher Breite, die unterirdisches Wassereis freilegen. Es liegt 74 Zentimeter (29 Zoll) nahe an der Oberfläche. Es liegt nahe an der Oberfläche.

In niedrigen Breiten ist das Eis instabil. Das dortige Eis sublimiert in die Atmosphäre. Der Boden birgt in den Tiefen der Erde unterschiedliche Geheimnisse.

Wo ist die Atmosphäre geblieben?

Isotopenmessungen geben Hinweise. Früher gab es große Mengen an Kohlendioxid, Stickstoff und Argon. Möglicherweise hat der Mars bereits zu Beginn seiner Geschichte einen Großteil seines flüchtigen Vorrats verloren. Der Verlust ging in den Weltraum oder in den Untergrund. Chemische Blockierung in Gesteinen.

Das frühe Sonnensystem war rau. Die ultraviolette Strahlung der Sonne war weitaus intensiver. Der Sonnenwind schlug auf den Planeten ein. Der Mars hatte einst eine dickere Atmosphäre. Das meiste davon ist verflogen. Es wurde vom Weltraum befreit.

Das Geheimnis und die vertikale Struktur von Methan

Methan entdeckt. Neugier beobachtete saisonale Schwankungen. Die Orbiter-Messwerte weisen zufällige Anzeichen auf oder fehlen vollständig. Dieser Widerspruch ist wichtig. Einige Prozesse entfernen Methan in der Nähe der Oberfläche, bevor es sich ausbreitet.

Vulkane sind ausgeschlossen. Meteoriten sind ausgeschlossen. Dadurch kommt es zu einer chemischen Reaktion zwischen Gestein und Wasser. Oder möglicherweise der Stoffwechsel von Marsmikroben. Die Quelle bleibt ein Rätsel.

Vertikale Strukturen basieren auf Energieübertragung. Temperatur und Druck hängen von der Höhe ab. Sonnenenergie dringt ein. Strahlung verlässt. Das Gleichgewicht ist kompliziert.

Es gibt zwei Faktoren, die die untere Atmosphäre steuern. Es besteht aus nahezu reinem Kohlendioxid. Eine große Menge Staub in der Luft. Kohlendioxid strahlt bei Marstemperaturen effizient Energie ab. Die Atmosphäre reagiert schnell auf Veränderungen der Sonne. Staub absorbiert direkt die Wärme des Sonnenlichts. Es stellt eine dezentrale Energiequelle dar.

Die Oberflächentemperatur variiert stark. Der Breitengrad ist wichtig. Der Wechsel von Tag zu Nacht ist sehr dramatisch. An den Standorten Viking 1 und Pathfinder (20° N) liegen die Temperaturen zwischen 189 K (−119 °F, −84 °C) vor Sonnenaufgang und 240 K (−28 °F, −33 °C) am Nachmittag. Die Schaukel ist größer als die Wüsten der Erde.

In Bodennähe sind die Veränderungen am größten. Die dünne, trockene Atmosphäre führt nachts zu einem schnellen Oberflächenwärmeverlust. Staubstürme beeinträchtigen dies. Die Amplitude des Schwungs nimmt ab. Nach einigen Kilometern nimmt der Tagesgang ab. An anderer Stelle treten Schwankungen auf. Sie sind regelmäßig. Periodisch. Synchronisiert mit der Sonne. Wissenschaftler nennen sie Gezeiten. Die Atmosphäre weist eine komplexe vertikale Struktur auf.

Die Abkühlung erfolgt nach oben. Die Rate beträgt 1,5 K pro km. Dies dauert etwa 40 Kilometer (25 Meilen). Die Tropopause ist genau dort. Die Temperatur liegt konstant bei etwa 140 K (-210 °F, -130 °C). Wissenschaftler rechneten mit 5 K pro km. Die gemessene Rate war unerwartet niedrig. Der große Staubanteil in der Luft ist für den Unterschied verantwortlich. Die Luft ist klarer als erwartet.

Jenseits von 100 Kilometern (60 Meilen) verändert sich die Struktur. Schwere Moleküle sind unter leichten Molekülen konzentriert. Die Diffusionstrennung überwindet Turbulenzen. Turbulenz versucht, alles zu vermischen. In großen Höhen gewinnt die Trennung.

Ultraviolettes Licht zersetzt Gase und ionisiert sie. Nachfolgend finden Sie eine komplexe chemische Sequenz. Die durchschnittliche Temperatur an der Spitze der Atmosphäre beträgt etwa 300 K (80 °F, 27 °C).

Warum das Wetter auf dem Mars nicht mit dem Wetter auf der Erde verglichen werden kann

Auf den ersten Blick ähneln die globalen Zirkulationsmuster des Mars denen der Erde. Der Wind fließt. Veränderungen im Drucksystem. Kommt mir bekannt vor. Aber wenn man genau hinschaut, verschwinden die Ähnlichkeiten. Das Mars-Wettersystem ist im Vergleich zu unserem Klima grundlegend kaputt. Wir gehen davon aus, dass sich die Atmosphäre wie erwartet verhält, da es einen Ozean gibt. Wir nicht.

Dem Mars fehlt die thermische Trägheit, die das Klima der Erde stabilisiert. Unser Ozean ist wie ein riesiger Kühler. Hält Temperaturschwankungen stand. Der Mars hat keinen solchen Puffer. Dort passt sich die Atmosphäre erstaunlich schnell an den Sonneneintrag an. Wenn Sonnenlicht auf einen bestimmten Bereich trifft, reagiert die Luft sofort. Keine Verzögerungen. Es gibt keinen Stauraum. Es führt lediglich zu einer sofortigen unvorhersehbaren Reaktion.

Berücksichtigen Sie das Gelände. Der Höhenunterschied des Roten Planeten ist enorm. In der Nähe gibt es tiefe Becken und hoch aufragende Vulkane. Dies führt zu lokalen Druckunterschieden und Windböen, die auf den relativ flachen Festlandsockeln der Erde nicht auftreten. Allein das Gelände zwingt die Luft in komplexe und unvorhersehbare Bahnen.

Dann gibt es Staub. Es ist nicht nur ein Stück. Es ist eine Wärmekraftmaschine. Schwebende Staubpartikel absorbieren Sonnenstrahlung, strahlen sie wieder ab und wandeln sie in Wärme um. Diese starke innere Erwärmung der Atmosphäre verändert die vertikale Temperaturverteilung völlig. Windgeschwindigkeit ändert sich. Der Ort, an dem sich die Wolken bilden, verändert sich. Auf der Erde überwachen wir die Luftfeuchtigkeit. Auf dem Mars müssen wir die Teilchendichte überwachen.

Die Stangen erzählen eine andere Geschichte. Der Großteil der Marsatmosphäre bleibt nicht das ganze Jahr über gasförmig. Es friert ein. Saisonale Ablagerungen in Polarregionen entziehen der Luftsäule große Mengen Kohlendioxid. Dann, wenn der Sommer naht, sublimiert es sich in der Atmosphäre. Dadurch entsteht ein atmender Planet. Die Gesamtmasse der Atmosphäre variiert zwischen den Jahreszeiten um fast 30 %.

Dies ist nicht nur eine akademische Angelegenheit. Das Verständnis dieser Dynamik ist der Schlüssel für zukünftige Erkundungen. Wenn Sie einen Rover landen oder einen Lebensraum entwerfen möchten, müssen Sie wissen, ob die Luft genügend Druck aushält, um lebenserhaltende Systeme aufrechtzuerhalten. Sie müssen wissen, ob der Staub Ihr Solarpanel in ein paar Stunden bedecken wird. Das Marswetter ist mehr als nur ein Hintergrundereignis. Dies ist eine aktive, aggressive Kraft.

Warum vergleichen wir es immer wieder mit der Erde? Das ist sehr beruhigend. Das ist falsch. Die zugrunde liegenden Gründe sind unterschiedlich. Alle Fahrer sind Alien. Die Atmosphäre ist dünn, staubig und unberechenbar. Unsere Modelle sind ihm egal. Es kümmert sich um Sonnenlicht, Felsen und Eis.

Windverhalten an Landeplätzen

Oberflächennahe Winde an den Landeplätzen Viking und Pathfinder verhielten sich normalerweise regelmäßig und waren im Allgemeinen schwach. Die Durchschnittsgeschwindigkeit betrug typischerweise weniger als 2 Meter pro Sekunde (4,5 Meilen pro Stunde), obwohl Böen von bis zu 40 Metern pro Sekunde (90 Meilen pro Stunde) registriert wurden. Andere Beobachtungen, darunter Streifen von vom Wind verwehtem Staub und Muster in Dünenfeldern und in den vielen Wolkenarten, haben zusätzliche Hinweise auf Oberflächenwinde geliefert.

Globale Zirkulationsmodelle und saisonale Abhängigkeiten

Globale Zirkulationsmodelle, die alle Faktoren berücksichtigen, die das Verhalten der Atmosphäre beeinflussen, sagen eine starke Abhängigkeit der Winde von den Marsjahreszeiten voraus, da im Herbst und Winter große horizontale Temperaturgradienten am Rand der Polkappen auftreten. Im Winter bilden sich in hohen Breiten starke Jetstreams mit ostwärts gerichteten Geschwindigkeiten von über 100 Metern pro Sekunde (225 Meilen pro Stunde). Im Frühling und Herbst ist die Zirkulation weniger dramatisch, wenn überall leichte Winde vorherrschen. Auf dem Mars gibt es, anders als auf der Erde, auch eine relativ starke Nord-Süd-Zirkulation, die die Atmosphäre von und zu den Winter- und Sommerpolen transportiert. Das allgemeine Zirkulationsmuster ist gelegentlich instabil und weist großräumige Wellenbewegungen und Instabilitäten auf: In den Druck- und Windaufzeichnungen an den Viking-Landestandorten war deutlich eine regelmäßige Reihe rotierender Hoch- und Tiefdrucksysteme zu erkennen.

Lokalisierte Turbulenzen und Staubdynamik

Kleinere Bewegungen und Schwingungen, die sowohl von der Sonne als auch von der Oberflächentopographie angetrieben werden, sind allgegenwärtig. Beispielsweise ändern die Winde an den Landeplätzen Viking und Pathfinder im Laufe des Tages ihre Richtung und Geschwindigkeit als Reaktion auf den Sonnenstand und die lokale Neigung des Landes.

Turbulenzen sind ein wichtiger Faktor für die Entstehung und Aufrechterhaltung der großen Staubmenge in der Marsatmosphäre. Staubstürme beginnen in der Regel im südlichen Frühling und Sommer an bevorzugten Orten auf der Südhalbkugel. Die Aktivität ist zunächst lokal und heftig (aus noch ungeklärten Gründen) und es werden große Mengen Staub hoch in die Atmosphäre geschleudert. Erreicht die Staubmenge eine kritische Größe, verstärkt sich der Sturm rasch und der Staub wird durch starke Winde in alle Teile des Planeten getragen. Innerhalb weniger Tage hat der Sturm die gesamte Oberfläche verdeckt und die Sicht auf weniger als 5 Prozent des Normalwerts reduziert. Der Intensivierungsprozess ist offensichtlich nur von kurzer Dauer, da die atmosphärische Klarheit fast sofort wieder einsetzt und sich typischerweise innerhalb weniger Wochen normalisiert.

Charakter der Oberfläche

Wir haben bereits eine ziemlich gute Vorstellung davon, wie der Mars aussieht. Das ist kein Geheimnis mehr. Die Fotos und Höhenmessungen der Raumsonde kartieren das Gelände so detailliert, dass man die Sandkörner fast spüren kann.

Fast der gesamte Planet wurde aus der Umlaufbahn fotografiert. Die Standardauflösung beträgt 20 Meter. Es ist 66 Fuß. Es reicht aus, eine große Narbe zu sehen. die großen Schluchten. Die großen Vulkane. Aber manchmal zoomen wir hinein. Die Auflösung des ausgewählten Bereichs beträgt bis zu 20 cm. Es ist 8 Zoll. Zu sehen sind einzelne Felsen. Teilweise sind Reifenspuren von noch nicht gelandeten Raumfahrzeugen zu erkennen.

Die Form eines Planeten ist ebenso wichtig wie seine Oberflächenstruktur. Der Laserhöhenmesser von Mars Global Surveyor kann mehr als nur Bilder machen. Es wurde die Höhe gemessen. Kartieren Sie die Oberflächenhöhe des gesamten Planeten.

Die Daten wurden über einen Kreis mit 300 m Durchmesser gemittelt. Es ist 1000 Fuß breit. Vertikale Genauigkeit? 1 Meter. 3,3 Fuß.

Diese Präzision macht den Unterschied. Vorher wussten wir, wo die Dinge waren. Danach wussten wir, wie hoch oder niedrig sie waren. Man kann den Lauf eines alten Flusses nicht verstehen, ohne sein Gefälle zu kennen. Sie können Ihre Landezone nicht planen, ohne die Drop-Offs zu kennen. Die Karte wird dreidimensional. Real.

Kein Raten mehr über das Gelände. Die Zahlen waren knapp. In der Wüste sind Steine ​​gefährlich, daher bedeutet ein Fehler von einem Meter große Unsicherheit. Aber 1 Meter ist machbar. Das sind verlässliche Daten.

Die Geländemerkmale des Mars sind nicht mehr nur visuell. Es ist messbar. Und das verändert die Art und Weise, wie wir uns darin bewegen.

Netzwerkdefinition: Wo ist der Längengrad des Mars?

Wenn Sie sich schon einmal eine Karte des Mars angesehen haben, ist Ihnen vielleicht etwas Seltsames aufgefallen. Einige Karten messen den östlichen Längengrad. Die anderen gingen nach Westen. Dies ist keine Fehlfunktion. Dies ist ein historisches Gepäckproblem, das mit Mariner 9 begann.

Nach der ersten erfolgreichen Ankunft im Orbit benötigten die Wissenschaftler eine Basislinie. Sie wählten einen kleineren Krater namens Airy-0, der sich innerhalb des größeren Airy-Kraters befindet. Dies wird zum Nullmeridian. Lange Zeit bestand der Standard darin, die Höhen westlich dieser Linie rund um den Globus in Grad zu messen.

Aber nicht jedem gefällt es. Einige Wissenschaftler haben ein System vorgeschlagen, bei dem der Längengrad nach Osten zunimmt. Ergebnis? Sie können veröffentlichte Karten weiterhin auf beiden Systemen anzeigen. Wählen Sie Ihr Gift entsprechend dem Kartenersteller.

Extreme Höhe: Warum der Mars keine „Meeresoberfläche“ hat.

Der Mars mag wie ein lebloser, staubiger Stein aussehen, aber sein Gelände ist rau. Es gibt mehr Höhen und Tiefen als die Erde.

Die Erde ist riesig vom Grund des Marianengrabens bis zur Spitze des Mount Everest. Ungefähr 20 Kilometer (12,4 Meilen). Der Mars übertrifft das. Sein tiefster Punkt liegt im Hellenic Impact Basin, 8 km (5 Meilen) unter dem Referenzniveau. Der höchste Punkt ist der 21 km hohe Gipfel des Olympus Mons.

Der gesamte Höhenbereich beträgt 29 Kilometer (18 Meilen).

„Auf dem Mars gibt es kein Meer, daher muss das Höhenreferenzniveau in anderen Begriffen als dem Meeresspiegel definiert werden.“

Wie misst man die Höhe eines Planeten ohne Wasser? In den frühen 1970er Jahren verwendeten Forscher grundlegende Druckwerte. Als Referenzhöhe legten sie den atmosphärischen Druck von 6,1 Millibar fest. Dies entspricht etwa dem 0,006-fachen des Meeresspiegeldrucks der Erde.

Die Dinge liefen gut, bis Mars Global Surveyor mit sehr präzisen Informationen eintraf. Die alten Druckindikatoren waren zu ungefähr. Wissenschaftler verwendeten stattdessen ein geometrisches Kriterium: Der mittlere Radius des Planeten beträgt 3.389,51 Kilometer (2.106,14 Meilen). sauber. Einfach. Genau.

Eine große Bergkette: nördliches Tiefland und südliches Hochland

Das auffälligste Merkmal des Mars ist kein einziges Gebirge oder Tal. Dies ist die Dichotomie der Hemisphären. Der Planet ist in der Mitte fast in zwei Hälften geteilt.

Die südliche Hemisphäre ähnelt in höheren Lagen eher einer eingestanzten Einöde. Es ist wie eine verlassene Mondebene. Das Gelände auf der Nordhalbkugel ist niedrig und von Kratern übersät. Der durchschnittliche Höhenunterschied zwischen den beiden Hemisphären beträgt etwa 6 Kilometer.

Grenzen sind keine klaren Linien entlang des Äquators. Zeichnen Sie darauf einen großen Kreis mit einer Neigung von etwa 30 Grad. In manchen Fällen kann es sich um einen großen, unregelmäßigen Bereich handeln. Manchmal ist es eine steile Klippe.

Der Tharsis Rise verläuft entlang dieser Grenze in der westlichen Hemisphäre. Dies ist ein riesiger Vulkanhügel mit einer Breite von 4.000 Kilometern. Sein Zentrum liegt 8 Kilometer (5 Meilen) über dem Referenzniveau. Damit liegt es 12 Kilometer (7,5 Meilen) höher als die nördlichen Ebenen. Selbst im Vergleich zu den Southern Highlands liegt es mehr als 2 km (1,2 Meilen) höher als das umliegende Gelände.

In dieser Gegend befinden sich die größten Vulkane der Erde. Aber hier ist das, was Planetengeologen ausmacht.

Auf dem Mars finden wir keine erdähnliche Plattentektonik. Es gibt keine langen, geraden Berge wie die Anden. Es gibt keine Rillen. Es gibt kein globales System miteinander verbundener Bergrücken. Diese Landform entstand durch Kollisionen und vulkanische Aktivität und nicht durch Plattenbewegungen.

Auswirkungen der Erdteilung

Wie kam es zu dieser Dichotomie? Die führende Theorie geht von einer katastrophalen Kollision zu Beginn der Marsgeschichte aus.

Ein gewaltiger Asteroid prallte auf den Planeten. Der entstandene Einschlagskrater bedeckte die gesamte nördliche Hemisphäre. Es ist etwa 8.500 mal 10.700 Kilometer (5.300 mal 6.600 Meilen) breit. Das Objekt selbst hätte einen Durchmesser von über 2.000 Kilometern. Es ist größer als Pluto.

Schwerkraftdaten des Mars Global Surveyor unterstützen dies. Dies deutet darauf hin, dass die Marskruste unter dem südlichen Hochland viel dicker ist als unter dem nördlichen Plateau. Die Schläge treffen nicht nur die Oberfläche. Es veränderte die Struktur des Planeten grundlegend.

Lesen Sie Krater: Dating auf dem Südplateau

Wie lange existiert diese trostlose südliche Region schon?

Die Anzahl der riesigen Krater weist auf sein Alter hin. Es ist sehr alt. Planetenforscher haben einen Ausgangspunkt vom Mond. Mithilfe der von den Apollo-Flügen mitgebrachten Proben konnte das Alter des Einschlags auf dem Mond bestimmt werden.

Nachdem der Mond vor 4,5 Milliarden Jahren entstanden war, traf ihn sehr schnell ein großer Asteroid. Vor 3,8 bis 3,5 Milliarden Jahren ging es rapide zurück.

Es gibt viele Gruben an der Oberfläche, die vor der Rezession entstanden sind. Später gebildete Oberflächen sind davon weniger betroffen. Der Mars dürfte dem gleichen Muster folgen.

Daher reicht die Geschichte der Southern Highlands mit ziemlicher Sicherheit vor der Rezession zurück. Wir blicken auf eine erhaltene Oberfläche, die mehr als 3,5 Milliarden Jahre alt ist.

Krater erzählen die Geschichte des frühen Mars

Der Südmars ist eine vernarbte Landschaft. Dieses Gelände weist eine seltsame Kombination von Aufpralleigenschaften auf. Es gibt ein riesiges Becken. Es gibt auch große Krater mit niedrigen, flachen Böden. Die Felgen waren abgenutzt. Sie werden auch kleinere, frischer aussehende Schalen sehen. Sie sehen aus wie die Oberfläche des Mondes. Die Wall- und Sockelkrater tragen zur Verwirrung bei.

Hellas ist das Herausragende. Es ist das größte Einschlagbecken der Erde. Die Breite dieser Senke beträgt etwa 7000 Kilometer. Die Tiefe beträgt 8 Kilometer. Ein breiter, erhabener Ring umgibt das Ganze. Es ist eine riesige Narbe in der Erdkruste.

Erosion erzählt eine andere Geschichte. Die Dutzende oder Hunderte Kilometer breiten Krater sind stark korrodiert. Sie sind glatt getragen. Die kleinen Krater auf den jungen Ebenen scheinen unberührt. Fast keine Erosion. Der Kontrast ist klar.

Dieser Vergleich zeigt, dass der frühe Mars eine viel höhere Erosionsrate aufwies.

Das ist der Beweis. Dies zeigt, dass das Klima zu dieser Zeit sehr unterschiedlich war. Der frühe Mars war nicht der kalte, trockene Ort, den wir heute sehen. Es lässt schnell nach. Danach verlief ein Großteil der weiteren Geschichte des Planeten ereignislos. Das südliche Gelände erinnert an den Sturm.

Warum sind die Krater auf dem Mars nicht die gleichen wie die Krater auf dem Mond?

Schauen Sie sich das Bild des Mondes an. Zu sehen ist ein scharfer Krater. Schauen Sie sich als nächstes den Mars an. Der Krater dort ist weich. Es sieht so aus, als hätte es Flecken. Dieser Unterschied ist kein Zufall. Es erzählt die Geschichte dessen, was unter der Oberfläche des Roten Planeten liegt.

Eine Sonderform ist der Wallkrater. Der Name leitet sich von den niedrigen Graten oder Wällen ab, die den Auswurfrand flankieren. Auswurf ist das Material, das bei einem Asteroideneinschlag entsteht. Auf dem Mars zerstreut sich dieses Material nicht einfach. Es fließt.

Der Auswurf floss offenbar über den Boden, was darauf hindeuten könnte, dass er eine schlammartige Konsistenz hatte.

Dieser Fluss zeigt an, dass etwas nass ist. Die Forscher vermuten, dass sich die Einschlagtrümmer mit dem Grundwasser vermischt haben könnten. Das Ergebnis war Schlamm. Der Aufprall hat nicht nur Gestein zertrümmert. Es verwandelte es in eine Aufschlämmung. Der Schlamm rutschte über die Oberfläche. Diese deutlichen, klecksigen Lappen bleiben erhalten.

Dann ist da noch der Sockelkrater. Hier bildet der Auswurf eine steile Plattform. Der Krater liegt innerhalb seiner Grenzen, wie eine Insel in einem Staubmeer. Wie ist das passiert? Der Auswurf fungiert als Schutzschild. Es schützte den Boden direkt darunter vor Erosion.

Der Wind hat die umgebende Oberfläche weggefräst. Es hat das Land ausgeplündert. Das Material unter dem schweren Auswurf blieb jedoch intakt. Der Wind kann nicht dorthin gelangen. Die Landschaft verschwand mit der Zeit. Schutzgebiet blieb erhöht.

Diese Merkmale sind mehr als nur ästhetisch ansprechend. Es sind Hinweise. Sie deuten darauf hin, dass sich einst Wasser unter dem Mars bewegte. Diese zeigen, wie der Wind die trockene Welt prägt. Sie beweisen, dass Aufprallereignisse Spuren in der Umwelt hinterlassen. Die Oberfläche erinnert sich an den Schlamm. Die Luft erinnert sich an den Stein.

Das alte Wassernetz des Mars

Die Raumsonde Viking hat zum ersten Mal einen hochauflösenden Blick auf den südlichen Mars geworfen und ihre Ergebnisse sind alarmierend. Es ist eine Wabenlandschaft mit kleinen Tälern. Es sieht nicht nach einem zufälligen Riss aus. Sie sehen aus wie Entwässerungssysteme. Denken Sie an Landflüsse, die vor langer Zeit ausgetrocknet sind.

Nehmen Sie zum Beispiel die Nirgal Vallis. Es liegt auf der Südhalbkugel nördlich des massiven Argyre-Einschlagbeckens. Als nächstes kommt Nanedi Vallis. Es liegt nahe am Äquator und am östlichen Rand der Valles Marineris. Das sind nicht nur Kratzer auf den Felsen. Dabei handelt es sich um unterschiedliche, verzweigte Netzwerke.

Wie sind sie dorthin gekommen? Wissenschaftler diskutieren dieses Thema seit Jahrzehnten. Die wichtigsten Theorien lassen sich in zwei Möglichkeiten zusammenfassen. Erstens der direkte Abfluss von Niederschlägen. Regen trifft auf die Oberfläche und bildet Kanäle. Ein weiterer Grund ist die Auslaugung des Grundwassers. Wasser sickert unter der Erdkruste hervor und erodiert das Gestein von unten.

„In beiden Fällen waren für ihre Entstehung möglicherweise wärmere klimatische Bedingungen erforderlich.“

Beide Szenarien gehen von einem feuchteren und wärmeren Mars aus. Ein Planet, auf dessen Oberfläche oder in dessen Nähe sich möglicherweise flüssiges Wasser befindet.

Frisches Tal auf hohem Breitengrad

Als nächstes kommt der Mars Global Surveyor. Diese Mission hat das Drehbuch auf den Kopf gestellt. Es wurden frisch aussehende Schluchten gefunden. Es ist kein altes, erodiertes Tal. Frisch. Sieht sehr aktiv aus. In hohen Breiten gefunden.

Diese Schluchten klammern sich an steile Hänge. Sie imitieren die wasserdurchfluteten Schluchten der Wüstenregionen der Erde. Eine trockene Region, in der Flussbetten aufgrund von Sturzfluten austrocknen. Die Ähnlichkeiten sind zu stark, um sie zu ignorieren.

Warum sind sie da? Warum an den Polen und in ihrer Nähe? Die Antwort liegt wahrscheinlich im Eis. Das Eis schmilzt und fließt den Hang hinunter. Aber es ist nicht nur Eis. Das Eis wird von den Stangen getrieben.

In Zeiten hoher Neigung (wenn der Mars stark um seine Achse geneigt ist) werden die Polkappen instabil. Das Eis sublimiert und bewegt sich. Es lagert sich in niedrigen Breiten ab. Wenn sich das Klima erneut ändert, schmilzt das Eis. Es kann zu Erdrutschen kommen. Es schneidet Rinnen in das Gelände.

Ergebnis? Die Landschaft sieht sehr jung aus. Aktiv. Auch wenn das Wasser heute nicht fließt. Die Narben bleiben.

Die Narben, die Asteroiden hinterlassen, erzählen die Geschichte der Zeit. Das südliche Hochland ist mit Bombenkratern übersät, ein Beweis für eine frühe gewalttätige Geschichte. Die nördlichen Ebenen? Ihre Werte sind viel niedriger. Diese Rarität kommt nicht von ungefähr. Dies deutet darauf hin, dass sich diese Ebenen am Ende einer Zeit intensiver Bombardierung bildeten und sich vor 3,8 bis 3,5 Milliarden Jahren stabilisierten.

Der Mars ist grundsätzlich in zwei Welten geteilt. Im Süden liegt der Tharsis-Vulkananstieg. Und im Norden liegen die weiten, tief gelegenen Northern Plains. Diese nördlichen Regionen sind überraschend flach. Sie decken alle Gebiete innerhalb von 30 Grad um den Nordpol ab, mit Ausnahme des geschichteten Geländes in unmittelbarer Nähe der Gletscher. Drei große Blöcke erstrecken sich nach Süden bis in niedrigere Breiten. Chryse Plain und Acidaria Plain liegen etwa 30 Grad westlicher Länge. Amazonis Planitia liegt auf dem 160. Grad westlicher Länge. Die Utopia-Ebene liegt auf dem 250. Grad westlicher Länge.

Die einzige größere Unregelmäßigkeit in diesem endlos flachen Raum ist das Utopia-Becken. Hierbei handelt es sich um eine große alte Einschlagsnarbe, die sich auf dem 40. Grad nördlicher Breite und 250 Grad westlicher Länge befindet.

Textur der vergrabenen Geschichte

Ein genauerer Blick auf die nördlichen Ebenen zeigt, dass die Oberfläche alles andere als einfach ist. Forscher haben die einzigartige Topographie des Gebiets identifiziert.

Nehmen wir als Beispiel „unebener Boden“. Es handelt sich um ein isoliertes, hügeliges Gebiet, umgeben von flachem Land. Diese Hügel sind nicht zufällig. Sie sind die Überreste antiker poröser Oberflächen. Etwas erfüllte sie. Das jüngere Material bedeckt die ältere Welt und lässt nur die höchsten Gipfel übrig.

Andere Teile sehen aus wie gebrochener Boden. Über die Oberfläche erstreckt sich ein polygonales Bruchmuster. Es sieht genauso aus wie Permafrost auf der Erde. Als nächstes kommt die „Fingerabdruck“-Textur. Diese Grate und Rillen weisen darauf hin, dass unter der Oberfläche etwas Seltsames vor sich geht. Vielleicht gab es einmal stehendes Eis, das langsam schmolz und das Land bewegte.

Die große Frage bleibt: Warum wurden diese Ebenen so niedrig und flach?

Einige Geologen glauben, dass es sich um Lava handelt. Sie fanden Ähnlichkeiten mit dem Mond Maria, einem riesigen Körper aus gehärtetem Basalt. Einige bieten separate Konten an. Sie glauben, dass dieser Raum einst vom Ozean besetzt war. Eine große Flut nährt es. Die Oberfläche, die wir heute sehen, könnte das Sediment sein, das zurückblieb, nachdem das Wasser verschwunden war.

Was uns Steine über den Klimawandel verraten

Wir können nicht nur über die Vergangenheit des Mars spekulieren. Die Informationen zu Umlaufbahnen und Rovern geben ein klareres Bild. Alte Hochländer und junge Ebenen unterscheiden sich chemisch.

Der Marsrover Spirit landet auf einem Basaltplateau. Bei diesen Gesteinen handelt es sich um typische Basalte. Allerdings ist ihre Haut dünn. Diese äußeren Schichten enthalten viel Schwefel, Chlor und andere flüchtige Elemente. Diese könnten entstanden sein, als der Säurenebel mit den Gesteinen interagierte.

Aber Spirit ging weiter. Es stieg in die Columbia Hills. Alle Steine ​​dort sind unterschiedlich. Es handelt sich immer noch um Basalte und Impaktbrekzien, die jedoch meist alteriert sind. Enthält reichlich Sulfate und hydratisierte Mineralien. Der Boden selbst kann nahezu reines Sulfat oder Kieselsäure sein.

Es liegt nicht nur am Wetter. Diese Gesteine ​​wurden von warmen vulkanischen Flüssigkeiten durchdrungen oder durch warme Oberflächenbedingungen verwittert. Diese Mischung aus alteriertem Gestein und sulfatreichen Böden scheint typisch für das Hochland zu sein.

Orbitalspektrometer bestätigten diesen Trend. Weltweit bestehen Ebenen aus unberührten Mineralien wie Olivin und Pyroxen. Sie haben sich nicht viel verändert. Allerdings sind alte Krater voller veränderter Mineralien. Ton war überall.

Ton braucht Wasser. Sie brauchen Stabilität. Die Daten zeigen, dass sich die Oberflächenbedingungen vor etwa 3,7 Milliarden Jahren verändert haben. Vor diesem Datum war es warm und nass. Wasser verändert Gesteine ​​dramatisch. Nach diesem Datum verschwanden diese Bedingungen. Gesteinsveränderungen wurden selten. Der Planet kühlte ab. Das Wasser zog sich zurück.

Antike Flussgeometrie

Das alte, von Kratern übersäte Gelände ist durch Trockentäler unterteilt. Das sind keine zufälligen Kratzer. Sie bilden Netzwerke. Die meisten sind 1-2 km breit. Manche sind bis zu 2000 Kilometer lang.

Sie sehen aus wie terrestrische Flusssysteme. Wahrscheinlich schon. Sie sind durch die langsame Erosion fließenden Wassers entstanden.

Viele lokale Tiefebenen weisen Besonderheiten auf. Ein Tal tritt ein. Ein Tal verlässt. Dies impliziert ein geschlossenes Becken. Der See könnte schon lange dort gewesen sein. Unterhalb dieser Bereiche befinden sich Sedimente, die aus stillem Wasser abgeworfen wurden. Deltaregionen sind häufig, da die Täler bis ins Tiefland reichen.

Solche Talnetze sind in jungen, kraterarmen Regionen selten. Sie sind hauptsächlich auf antikes Gelände beschränkt.

Als wir sie in den 1970er Jahren zum ersten Mal entdeckten, waren wir schockiert. Unter den heutigen Bedingungen wäre es schwierig, die Existenz von flüssigem Wasser an der Oberfläche nachzuweisen. Der Druck ist zu niedrig. Die Temperatur ist zu kalt. Ihre Anwesenheit im stark von Kratern übersäten Norden ist ein unbestreitbarer Beweis. Der frühe Mars war viel wärmer und feuchter als heute.

Abflusskanal und Ozean

Sehen Sie sich hochauflösende Bilder aus dem Orbit an. Ich sehe, wie sie die uralte Kruste durchschneiden wie die Narben eines Fiebertraums. Dabei handelt es sich um Ausflusskanäle, die alles andere auf der Marsoberfläche in den Schatten stellen. Wir sprechen von Strukturen mit einem Durchmesser von mehreren zehn Kilometern. Sie erstrecken sich über Hunderte von Kilometern. Die meisten von ihnen haben nicht klein angefangen. Sie schlängeln sich nicht über Millionen von Jahren wie ein typischer Fluss. Vollständig geformt brachen sie fast ohne Vorwarnung aus der mit Trümmern gefüllten Senke hervor. Sie tauchen einfach auf.

Dann rennen sie den Hügel hinunter. Sie liefen durch die nördlichen Ebenen. Einige fahren direkt nach Süden zum Hellas-Becken. Viele der großen Flüsse münden aus dem südlichen und westlichen Hochland direkt in die Chryse Planitia. Das ist ein riesiges Becken. Es ist schwierig, diesen Zusammenhang zu verstehen, ohne sich vorzustellen, wie tief und breit der Graben Wasser benötigt.

Dies ist nicht nur ein Flussbett. Das sind echte Kanäle. Einmal waren sie vollständig mit fließendem Wasser gefüllt. Denken Sie darüber nach. Die meisten Flusstäler auf der Erde und auf dem Mars sind so, dass sie nie annähernd mit Wasser gefüllt sind. Sie halten einen kleinen Bach. Aber was ist mit diesen Marskanälen? Es handelt sich um Druckrohre. Der maximale Durchfluss, der durch Hochwasser blockiert wird, beträgt schätzungsweise das 100- bis 1000-fache des maximalen Durchflusses des Mississippi. Das ist kein Rinnsal. Das ist eine Katastrophe.

Woher kommt das Wasser? Diese Theorien haben sich im Laufe der Jahrzehnte weiterentwickelt. Einige Modelle deuten auf ein katastrophales Leck aus einem riesigen unterirdischen See hin. Stellen Sie sich eine Eisdecke vor, die einen kleinen See von der Größe der Erde blockiert und dann verschwindet. Die Freilassung wäre augenblicklich und verheerend. Andere Hypothesen deuten auf explosionsartige Ausbrüche des Grundwassers hin. Das bedeutet, dass der Druck weiter ansteigt, bis die Kruste reißt und Wasser wie ein Geysir auf Steroiden herausspritzt.

Hier ist der Clou. Diese Kanäle sind neuer als Talnetze. Sie entstanden, als die Bedingungen kalt, trocken und rau waren, ähnlich wie wir es heute sehen. Dies ist der Teil, der Geologen nachts wach hält. Jüngste Entdeckungen haben einen sehr jungen Abflussweg offenbart. Nicht Milliarden Jahre alt. Wir sprechen über die Möglichkeit kurzfristiger Formationen. Könnten diese großräumigen Strukturen heute gebildet werden? Die Grundidee ist, dass das Grundwasser einen Kilometer unter dem Permafrostboden aufsteigt. Eis dient als Abdeckung. Der Druck steigt. Der Deckel platzt. Wasser fließt heraus.

Valles Marineris

Tharsis Bulge und Elysium Planitia

Valles Marineris erschien nicht aus dem Nichts. Dies ist eine Narbe, die durch eine große Schwellung in der Tharsis-Region verursacht wird. Das ist kein kleines Problem. Auf planetarischer Ebene ist dies die vulkanische und krustale Hebung, die die westliche Hemisphäre des Mars dominiert. Die Kruste des Planeten dehnte sich unter dem Gewicht von Tharsis. Die Spannung bricht an die Oberfläche. Das Ergebnis ist Valles Marineris. Dabei handelt es sich um eine Narbe, die durch tektonische Bewegungen entstanden ist, nicht durch das Kratzen eines Flussbettes.

Wo liegt Valles Marineris?

Das Canyonsystem liegt in der Nähe des Äquators. Sein Mittelpunkt liegt auf dem 70. Grad westlicher Länge. Seine Länge beträgt etwa 4.000 Kilometer. Das sind 2.500 Meilen. Dieses Ausmaß ist schwer zu begreifen, weil es alles auf der Erde in den Schatten stellt. Der Grand Canyon ist ein Spielzeug daneben. Valles Marineris bedeckt etwa 20 % des Marsumfangs. Seine Breite entspricht in etwa der des amerikanischen Kontinents.

Wie tief und breit ist das System?

Der Canyon selbst ist riesig. Jeder Abschnitt ist etwa 200 Kilometer lang. Aber im Zentrum geschieht die Gewalt. Mehrere Canyons verschmolzen mit der Senke. Dieser zentrale Graben ist 600 Kilometer breit. Seine Tiefe beträgt bis zu 9 Kilometer. Dies ist fünfmal tiefer als der Grand Canyon.

Waren diese Schluchten einst voller Wasser?

Geologen haben im Tal sulfatreiche Sedimentschichten gefunden. Für die Sulfatbildung wird Wasser benötigt. Dies deutet darauf hin, dass sich in diesen tiefen Gräben einst Seen befanden. Wenn sie es täten, könnten sie nicht ruhig bleiben. Es gibt Hinweise darauf, dass die Entwässerung katastrophal war. Das Wasser ist wahrscheinlich nach Osten geplatzt. Es hat die großen Abflusskanäle herausgearbeitet, die am östlichen Ende des Systems beginnen. Das Wasser floss nicht ab. Es explodierte.

Tharsis und Elysium: Vulkanmotor

Man kann nicht über Valles Marineris sprechen, ohne Tharsis zu erwähnen. In dieser Region gibt es die größten Vulkane im Sonnensystem. Das Gewicht dieser Berge drückte die Kruste nach unten und außen. Die daraus resultierenden Spannungsbrüche bildeten ein Canyonsystem. Dies ist ein Versagen von globalem Ausmaß.

Elysium ist ein weiteres großes Vulkanzentrum. Es befindet sich auf der Nordhalbkugel des Mars. Kleiner als Tharsis, aber immer noch wichtig. Valles Marineris trennt die beiden Gebiete. Sie wirken als Ausgleich. Obwohl die Ausbrüche des Vulkans ruhen, beeinflusst seine vulkanische Aktivität bis heute die Oberfläche des Planeten.

Warum ist Bildung wichtig?

Auf der Erde wird der Grand Canyon durch den Colorado River geteilt. Dies ist ein Erosionsmerkmal. Wasser und Zeit haben geholfen. Valles Marineris ist anders. Es besteht hauptsächlich aus Fehlern. Das Krustengestein ist auf tektonische Bewegungen zurückzuführen. Durch spätere Erosion wurde der Graben verbreitert und tiefer. Der Hauptgrund ist struktureller Natur. Ein weiterer Grund ist die Witterung. Dieser Unterschied verändert die Art und Weise, wie wir die geologische Geschichte des Mars interpretieren. Es geht um innere Spannungen, nicht nur um Oberflächenwasser.

Wie wirkt sich das auf unsere Suche nach Leben aus?

Wenn Seen existierten, bleiben Sulfate zurück. Diese Mineralien bewahren organische Moleküle. Sie schützen sie vor Strahlung. Valles Marineris ist das Hauptziel für zukünftige Missionen. Rover müssen in diese Sulfatsequenzen bohren.

Dies ist nicht das Ende von Valles Marineris. Es traf den Tharsis-Aufstieg, eine riesige Ausbuchtung, die die Marslandschaft dominiert. Dies ist keine subtile Funktion. Der Hügel ist mehr als 8.000 Kilometer lang und in der Mitte 8 Kilometer hoch. Es ist ein geologisches Schwergewicht.

Nahe der Spitze dieser Ausbuchtung standen drei Titanen und beobachteten. Ascraeus Mons, Mount Arsia und Mount Pavonis liegen 18, 17 bzw. 14 km über dem mittleren Radius. sie sind riesig. Der wahre König sitzt an der Nordwestspitze des Hügels. Olympus Mons. ist 700 Kilometer lang und erhebt sich fast 22 Kilometer über die umliegenden Ebenen.

Warum Tharsis für die Geschichte des Mars wichtig ist

Der Maßstab hier ist schwer zu verstehen, wenn man nicht versteht, dass er nicht statisch ist. Tharsis ist eine große Masse vulkanischen Gesteins. Die meisten von ihnen entstanden vor 3,7 Milliarden Jahren, wurden aber nie wirklich besiedelt. Seitdem hält die vulkanische Aktivität an. Es ist immer noch das Zentrum der Hitze und Bewegung.

Zwischen diesen Riesen liegen kleine Vulkane und Lavafelder. Sie füllen diese Lücke. Sie erzählen die Geschichte eines Planeten, der in die Höhe beschleunigt.

Die Ausbreitung von Alba Patera

Nördlich des Haupthaufens befindet sich eine weitere Anomalie. Alba Patera hält den Rekord für die Flächenausdehnung. Seine Breite beträgt 2000 Kilometer. Seine Höhe beträgt jedoch nur 7 Kilometer. Anstatt wie Nadeln nach oben zu zeigen, breitet es sich wie ein Pfannkuchen aus. Dieser Kontrast in Form und Größe von Tharsis offenbart unterschiedliche Eruptionsstile über Milliarden von Jahren.

Wie diese Riesen den heutigen Mars geformt haben

Die gewaltige Masse von Tharsis beeinflusst alles um sich herum. Das Gewicht dieser Vulkane könnte die Kruste verändert haben. Dies könnte die Entstehung von Valles Marineris selbst ausgelöst haben. Es gibt einen Grund, warum der Canyon hier endet. Der Boden unter ihnen wurde nach oben gedrückt.

Wissenschaftler untersuchen nicht nur die Höhe dieser Berge, sondern auch, was sie über die innere Hitze des Mars verraten. Ist der Planet zu schnell abgekühlt? Oder befindet sich noch geschmolzenes Gestein in der Kruste? Die Antwort liegt in der Asche und den Steinen dieser Berge.

Wo Sie als Nächstes suchen sollten

Konzentrieren Sie sich beim Scannen von Marsbildern auf die Tharsis-Region. Es ist ein Friedhof der Riesen und eine Wiege geologischer Wunder. Die Lavafelder dazwischen zeigen Fließmuster. Sie kartierten die Bewegung des alten Magmas.

Die Geschichte endet nicht mit der Ausbildung. Es lebt noch immer in Rissen in der Kruste und im Staub, der aus ihnen fällt. Der Mars redet immer noch. Alles was Sie tun müssen, ist der Stille zwischen den Gipfeln zu lauschen.

Spuren einer Krustenverformung auf dem Mars

Die Marskruste liegt nicht einfach da. Es wird gedehnt und verengt. Die Tharsis-Ausbuchtung, eine riesige Beule auf der Planetenoberfläche, erzeugt genug Druck, um die Erde zu zerbrechen. Überall sind Spuren von Schäden zu erkennen. Riesige Risse strahlen strahlenförmig nach außen wie die Speichen eines Rades. Die Grate sind von Kompressionsgraten umgeben, was beweist, dass das Gestein nach unten gedrückt wurde.

Solche radialen Defekte treten nicht isoliert auf. Es wird angenommen, dass es zur Entstehung des Valles Marineris-Systems beigetragen hat. Dies ist ein Netzwerk von Canyons, das den Grand Canyon in den Schatten stellt. Bewegungen der Erdkruste, die durch den Aufstieg des Vulkans verursacht wurden, zogen die Erdkruste an ihren Platz.

Als nächstes kommt Elysium.

Es ist ein weiterer Vulkanausbruch, aber ich habe Angst davor. Es liegt auf etwa 215 Grad westlicher Länge auf der Nordhalbkugel und hat nur einen Bruchteil der Größe von Tharsis. Die Gesamtlänge beträgt nur 2000 Kilometer. Es ist nur 6 Kilometer hoch. Dennoch gibt es Vulkane. Ein ruhiger Nachbar der lauten Gegend von Tharsis, aber eindeutig Teil derselben vulkanischen Geschichte.

Was ist unter den Stangen?

Schauen Sie sich den Telefonmast an. Unter dem Frost der Jahreszeit liegt etwas viel Älteres. Etwas Dickes.

Jeder Napa hat einen Haufen feinkörniger Sedimente. Seine Dicke beträgt etwa 3 Kilometer. Viel Wassereis. Und sie sind überraschend jung, da sie erst seit mehreren zehn Millionen Jahren existieren.

Die Schichtung ist nicht zufällig. Es befindet sich in einem Tal, das sich von den Peripherien und Polen aus erstreckt. Diese Schichten erzählen die Geschichte unseres Klimas. Sie zeichneten Veränderungen in der Neigung der Erde auf.

„An hohen Hängen könnte Wassereis von den Polen weggetrieben werden, wodurch möglicherweise die verbliebene Wassereisdecke vollständig zerstört wird und sich in niedrigeren Breiten Eis ansammelt.“

Je stärker sich der Mars neigt (höhere Neigung), desto wärmer werden die Pole. Wassereis sublimiert. Es hat sich bewegt. In niedrigen Breiten ist es geschichtet. Manchmal verschwindet der Hut ganz.

Bei geringer Steigung wird die Obergrenze zum Maximalwert. Das Eis bleibt intakt.

Dieser Zyklus unterdrückt auch Staub. Hangänderungen wirken sich auf Sandstürme aus. Sie verändern sich, wenn sich Staub an den Stangen ansammelt. Deshalb sind die Verhältnisse von Staub und Eis in diesen Schichten unterschiedlich.

Diese Ablagerungen sind jung, da sie sich seit dem vorherigen hohen Gefälle angesammelt haben. Zuvor wurden frühere Einlagen entfernt.

Am Nordpol ist etwas Seltsames. Eisreiche Vorkommen existieren nicht nur im Vakuum. Sie sind von großen Sanddünen umgeben. In den Sanddünen gibt es viel Gips. Eines der Sulfatmineralien.

Hat der Wind den Putz dorthin getragen? Oder ist Eis drin? Obwohl der vollständige Mechanismus immer noch umstritten ist, ist der Zusammenhang klar. Die Ausdehnung der Antarktis ist weniger klar. Es sieht weiter vom Pol entfernt aus als vom Nordpol, aber die Daten sind noch verwirrender.

Der Sommer offenbart Schichten. Im Winter kommt es zur Kohlendioxidverdichtung. Dieser Zyklus wiederholt sich. Die Erde atmet Frost ein und Eis aus.

Wo gibt es Eis auf dem Mars?

Wenn Sie in Breiten über 40 Grad nach dem Mars suchen, sehen Sie eine Landschaft, in der sich das Grundeis nicht bewegt. Es ist dauerhaft stabil. Was ist das Geheimnis? Es ist Tiefe. Wenn es weniger als einen Meter über dem Boden liegt, wird die Temperatur nie so stark ansteigen, dass sie den Gefrierpunkt erreicht. Das Eis ist immer noch da.

Oberhalb von 60 Grad ist es noch einfacher. Das Eis ist flach und kann von Raumfahrzeugen aus dem Orbit aufgenommen werden. Das haben wir festgestellt, als der Phoenix-Lander auf dem 68. Grad nördlicher Breite landete. Als sie durch die rote Erde gruben, fanden sie Eis unter der Kruste.

Craters enthüllt die Wahrheit

Die jüngsten Einschläge haben uns stellenweise das Graben abgenommen. In diesen hohen Breitengraden haben neue Krater das Oberflächenmaterial bis zu einer Tiefe von mehr als 2 Metern angehoben. Das ist tief genug, um das Grundeis auf dem Mars freizulegen.

Das Vorhandensein dieses Eises verändert das Aussehen. Man erkennt es am vieleckig zerklüfteten Boden. Es sieht genauso aus wie Permafrost auf der Erde. Das Gelände ist auch weicher. Dies liegt wahrscheinlich daran, dass das Eis den Materialfluss in der Nähe der Oberfläche unterstützt.

Im Bereich von 40–60 Grad gibt es bestimmte Hinweise. Schauen Sie sich den Fuß des steilen Abhangs an. Es gibt eine Trümmerschürze. Das von diesen Hängen fließende Material bewegt sich über Dutzende Kilometer hinweg. Bodenradar bestätigte den Verdacht des Auges. Diese Schürzen enthalten große Mengen Eis.

Alte Gletscher und hohe Steilheit

Anders verhielt es sich, als die Neigung des Mars größer war. Während des hohen Gefälles bewegte sich das Eis. Es entfernte sich von den Polen und sammelte sich in niedrigeren Breiten an der Oberfläche. Es bildeten vermutlich Gletscher.

Atmosphärische Zirkulationsmuster weisen auf bestimmte versteckte Orte hin. Westhang des Vulkans Tharsis. Es liegt im nordöstlichen Teil des Hellas-Beckens.

Diese Orte weisen zahlreiche Strömungsmerkmale auf. Ihre Topographie weist moränenartige Landformen auf. Es gibt Hinweise darauf, dass es dort in der Vergangenheit Gletscher gab.

Das Eis ist immer noch da. Warten.

Am Nordpol passieren Überraschungen. Es gibt die größten Sanddünen auf dem gesamten Planeten. Diese Dünen liegen im nördlichen Teil der Vastitas Borealis-Ebene. Sie bilden einen durchgehenden Streifen, der die verbliebene Nordpolkappe fast vollständig umgibt. Stellenweise ist der Sand mit saisonalem Kohlendioxidschnee bedeckt. Dies zeigt, dass die Dünen zumindest saisonal aktiv sind.

Interne Struktur

Seismische Daten des InSight-Landers kartierten das Innere. Der Mars besteht aus drei verschiedenen Schichten. Zuerst die Kruste. Seine Dicke variiert zwischen 24 und 72 Kilometern. Unten ist der Mantel. Es ist etwa 1.500 Kilometer (930 Meilen) dick. Außerdem ist es eisenreicher als der Erdmantel.

Was tief im Inneren ist, ist der Kern. Es ist ein Eisen-Nickel-Gemisch und geschmolzen. Der Radius beträgt 1.830 Kilometer. Die Dichte variiert zwischen 5,7 und 6,3 Gramm pro Kubikzentimeter. Diese hohe Dichte bedeutet, dass der Kern mehr als 18 % Schwefel enthält.

Isotopendaten von Marsmeteoriten bestätigen die Differenzierung des Planeten. Der metallreiche Kern und der felsige Mantel trennten sich vor 4,5 Milliarden Jahren. Dies markiert das Ende der planetaren Akkretion. Derzeit gibt es kein nachweisbares globales Magnetfeld. Dies weist darauf hin, dass es im Kern keine Konvektion gibt. Konvektion erfordert eine wärmeinduzierte Strömung. Die ältesten Gebiete enthalten jedoch große Bereiche magnetisierten Gesteins. Das bedeutet, dass der frühe Mars ein Magnetfeld hatte. Es verschwand, als der Kern abkühlte und erstarrte.

Heute kann es zu vulkanischer Aktivität kommen. Es ist einfach ein sehr niedriges Niveau. Alle Marsmeteoriten sind Vulkangesteine. Einige sind nur Hunderte Millionen Jahre alt. Die verbleibende Oberfläche ist nur spärlich mit Kratern übersät und man geht davon aus, dass sie nur mehrere zehn Millionen Jahre alt ist. Der Mars war in den letzten geologischen Zeiten vulkanisch sehr aktiv. Dadurch bleibt der Mantel warm. Es kommt immer noch zu lokalem Schmelzen.

Schwerkraftanomalien

Das Gravitationsfeld des Mars widerspricht den Mustern der Erde. Auf der Erde herrscht ein Gleichgewicht zwischen Überschuss und Mangel an Krustenmasse. Die Spitzen werden durch Tiefenausgleichsmasse ersetzt. Die Tiefe des Meeres wird durch die Masse darunter ausgeglichen. Es handelt sich hierbei um einen isostatischen Ausgleich. Die Schwerkraft bleibt unabhängig von der Höhe der Oberfläche konstant.

Diese Bilanz gilt auch für die ältesten Terrains auf dem Mars. Denken Sie an das Hellas-Becken und das südliche Hochland. Jüngeres Gelände erzählt eine andere Geschichte. Die Kuppeln von Tharsis und Elysium werden nur teilweise kompensiert. Sie hängen mit den Schwerkrafthöhen zusammen. Die dort gemessene Schwerkraft ist deutlich höher. Die enorme Masse der Kuppel verursacht Spitzen. Es gibt ähnliche Gebiete auf dem Mond, die Mascons genannt werden.

Die Schwerkraft des südlichen Hochlandes entspricht der Schwerkraft des nördlichen Tieflandes. Das bedeutet, dass das südliche Hochland auf einer dickeren Kruste ruht. Dieses Material ist weniger dicht als der Mantel darunter. Schätzungen zur Krustendicke variieren stark. Es liegt nur 3 km (2 Meilen) vom Isidis-Einschlagbecken entfernt (nördlich des Äquators und östlich von Syrtis Major). Es liegt am südlichen Ende des Tharsis Rise und ist über 90 km (60 Meilen) lang.

Meteorit vom Mars

Wissenschaftler haben über 300 Meteoriten vom Mars identifiziert. Der Verdacht entstand vor Jahrzehnten. Diese Gesteine ​​schienen vulkanischen Ursprungs zu sein. Ihr Alter beträgt etwa 1,3 Milliarden Jahre. Alle anderen Meteoriten sind 4,5 Milliarden Jahre alt. Diese Gesteine ​​stammen von einem Körper, der in der jüngeren Vergangenheit aktiv war. Der Mars ist der Hauptverdächtige.

Diese Gesteine ​​haben einzigartige Sauerstoffisotopenverhältnisse. Sie unterscheiden sich stark von der Erde, dem Mond und anderen Meteoriten. Der Beweis kam später. Einige Meteoriten haben Gas eingeschlossen. Diese Zusammensetzung stimmt mit der Marsatmosphäre überein, die von den Viking-Landern gemessen wurde.

Diese Steine ​​wurden durch große Einschläge herausgeschleudert. Sie gelangten in die Sonnenumlaufbahn. Dort verbrachten sie Millionen von Jahren, bevor sie auf die Erde fielen. Mitte der 1990er Jahre tauchten Ansprüche auf. Wissenschaftler haben in einem Meteoriten namens ALH84001 Hinweise auf früheres mikroskopisches Leben gefunden. Die allgemeine wissenschaftliche Gemeinschaft ist skeptisch.

Marsmonde

Empfindliche Satelliten des Mars

Phobos und Deimos blieben ein Jahrhundert lang ein Rätsel. Sie wurden 1877 als Punkte auf Fotoplatten entdeckt. Niemand weiß, was es ist. Dann kamen die Viking-Lander. Sie haben alles verändert.

Viking 1 befand sich im Umkreis von 100 Kilometern um Phobos. Viking 2 liegt sogar noch näher an Deimos, nur 30 Kilometer entfernt. Gehen Sie nah genug heran, um die Textur zu erkennen. Es ist nah genug, dass man sehen kann, dass es holprig ist.

Phobos verhält sich anders als gewöhnliche Monde. Es umkreist den Mars in nur 7 Stunden und 39 Minuten. Es ist gefährlich, sich ihm zu nähern. Die durchschnittliche Entfernung von der Erdoberfläche beträgt nur etwa 6000 Kilometer. Das ist weniger als das Doppelte des Erdradius.

Die Schwerkraft hier ist unerbittlich. Wenn es Phobos an innerer Stärke mangelt, werden die Gezeitenkräfte ihn zerreißen. Dies ist die Grenze der Tätigkeit von Roche. Der Mond ist zusammengebrochen. Die gleichen Kräfte verlangsamen seine Rotation.

Wohin gehen wir? Schließlich stürzt es auf den Mars. Zeitplan? Vor weniger als 100 Millionen Jahren. Das klingt sehr lang. In geologischer Zeit ist das nichts.

Bei Deimos ist die Situation umgekehrt. Es liegt auf einer breiteren Straße. Die Gezeitenkräfte drücken es nach unten, nicht nach unten. Es versucht, sich vom Boden abzuheben.

Kannst du es an der Oberfläche sehen? vielleicht. Wahrscheinlich nicht. Es ist klein, also wird es dunkel. Seine Nähe zum Mars schränkt sein Sichtfeld ein. Äquatorbahn bedeutet nahe am Äquator. Wenn man auf der Stange steht, sieht man nichts.

Die zerbrochene Oberfläche von Phobos

Phobos, der größere der beiden, ist ein geneigter Felsen, der im Dunkeln zusammengepresst erscheint. Seine Oberfläche ist unordentlich. Man kann keine 1,5 Meter weit gehen, ohne auf einen Einschlagskrater zu treten. Der größte von ihnen ist Stickney, dessen Narbe etwa halb so breit war wie der Mond selbst. Es ist so groß, dass die Schockwelle die Kruste zerreißen könnte.

Lineare Risse durchziehen das Gelände. Sie sind nicht zufällig. Sie strahlten von Stickney aus wie Risse in einer Windschutzscheibe. Dies deutet darauf hin, dass der Aufprall mehr als nur ein Loch erzeugt hat. Es zerstört die strukturelle Integrität des Mondes.

Warum sieht Deimos so glatt aus?

Deimos ist klein. Es geht noch weiter. Es sieht nicht wie Phobos aus.

Die Oberfläche ist glatt. Nicht ohne Krater. Weil der Krater voll ist. Kleine Stücke bedeckten alles. Es gibt keine tiefen Rillen. Es gibt keine offensichtlichen Brüche.

Der Unterschied ist auf die Schwerkraft und die Entfernung zurückzuführen. Wenn Phobos angegriffen wird, fallen Teile herunter oder er flieht vollständig. Wenn es Phobos entkommt, bleibt es nicht im Orbit. Es driftete und landete schließlich auf dem Mars. Der Mond entfernt den Müll.

Deimos hält seine Lieder auf unterschiedliche Weise. Kleinere Schwerkraftquellen wären zu schwach, um Material in den Weltraum zu befördern, aber es wäre zu weit vom Mars entfernt, um es schnell einzufangen. Trümmer bleiben im Orbit. Es wird wiederkommen. Es wurde schon lange gescreent. Es bedeckt die Oberfläche. Es verbirgt die Narben.

Ursprünglicher Ursprung

Das Reflexionsvermögen beider Satelliten ist schrecklich. sie sind sehr dunkel. Die Albedo ist sehr niedrig. Dies steht im Einklang mit der primitivsten Art von Meteoriten auf der Erde. Ein kohlenstoffhaltiger Chondrit. Es gibt nicht viel Wärme oder Trennung.

Dies unterstützt die Haupttheorie. Sie kommen also nicht nur auf dem Mars vor. Es handelt sich um eingefangene Asteroiden. Der Mars bildete sich noch immer, aber er war in einer Schwerkraftquelle gefangen. Die schwarze Oberfläche ist ein Überbleibsel ihres Ursprungs im äußeren Sonnensystem.

Raumschiffforschung

Ein frühes Weltraumrennen zum Mars

Der Mars hat die Menschen fasziniert, seit wir ihn zum ersten Mal gesehen haben, und das nicht unbedingt aus vager Neugier. Es gibt drei spezifische Gründe, die diese Besessenheit antreiben. Erstens ist es der erdähnlichste Planet im Sonnensystem. Zweitens ist es der beste Kandidat für indigenes Leben außerhalb unserer Welt. Drittens kann es das erste Ziel sein, das menschliche Stiefel erreichen.

In den 1960er- und 1980er-Jahren ging es nicht nur um Wissenschaft. Dies ist das Schlachtfeld des Kalten Krieges. Die Vereinigten Staaten und die Sowjetunion betrachteten den Mars als ultimatives Testgelände und investierten dort Ressourcen.

Auch Amerikaner haben ihre Momente. Mariner 4, Mariner 6 und Mariner 7 flogen vorbei und machten aus der Ferne Fotos. Als nächstes kommen die Schwergewichte. Mariner 9-Umlaufbahnen. Vikings 1 und 2 machten zwei Dinge: Orbit und Landung.

Die Wikinger schauten nicht nur hin. Sie landen und bleiben.

Die Sowjets wehrten sich. Am 2., 3. und 5. Mars versuchten sie, diesem Ruf zu folgen. Zwei Sonden erreichten tatsächlich die Oberfläche. Am 2. Dezember 1971 schrieb Mars 3 Geschichte. Es war das erste Raumschiff, das ein Instrumentenmodul sanft auf einer anderen Welt landete.

Die Landung war nicht schön. Es geschah während eines weltweiten Staubsturms. Der Lander sendet etwa 20 Sekunden an Daten zurück. Dann Stille.

Die zurückgegebenen Informationen sind jedoch wichtig. Der Start von Mariner 9 im November 1971 veränderte alles. Es ist das erste Raumschiff, das einen anderen Planeten umkreist. Es dauerte bis Oktober 1972.

Die Kamerarolle erzählt eine andere Geschichte als wir erwartet hatten. Mariner 9 schickte 7.330 Bilder zurück. Es bedeckt 80 % der Marsoberfläche. Das Foto zeigt vulkanische Aktivität. Diese weisen auf uralte Wassererosion hin. Diese weisen auf innere Kräfte hin, die weite Regionen formen.

Der Planet war nicht tot. Es ist aktiv, zumindest vor kurzem, um tiefe Spuren in der Geologie zu hinterlassen.

Warum Sandstürme wichtig sind

Warum waren diese 20 Sekunden auf Mars 3 wichtiger als ein Scheitern? Denn es beweist, dass eine sanfte Landung auch unter schlechtesten Bedingungen möglich ist. Den amerikanischen Wikingertruppen gelang später die Landung, aber die Sowjetunion zeigte ihnen einen Weg, den Sturm zu überstehen.

Daten von Mariner 9 schließen diese Lücke. Wir wissen über Krater Bescheid. Wir wussten nichts über das Wasser. Spektral- und Funkausbreitungsdaten unterstützen das Foto. Die Oberfläche ist mehr als nur Stein. Das ist ein Rekord.

Es geht nicht nur ums Mapping. Hier geht es darum, die Voraussetzungen für das Leben zu finden. Oder vielmehr die Überreste davon. Vulkanische Aktivität erklärt die hohen Temperaturen. Erosion erklärt das Vorhandensein von Wasser. Die Umformung erklärt diese Bewegung.

Die Leute schauen nicht mehr nur zu. Wir lauschen der Geschichte des Planeten.

Die Viking-Mission hat ein Hauptziel: die Suche nach außerirdischem Leben. Wie lautet das Urteil? Es gibt keine schlüssigen Beweise. Die Biologie ist immer noch schwer zu fassen, aber die Wissenschaft ist reichhaltig.

Viking 1 und 2 sind nicht nur auf der Suche nach Mikroben. Sie kartierten die Geologie des Mars. Sie beobachten das Wetter. Sie analysieren die Physik und Chemie der oberen Atmosphäre. Zwei im Orbit. Es gibt zwei Landungsboote. Es wurde viel Arbeit geleistet, um einen Planeten zu verstehen, der rot aussieht, sich aber seltsam verhält.

Landung im roten Staub

Timing ist alles.

Viking 1 trat im Juni 1976 in die Umlaufbahn ein, Viking 2 im August. Im Orbit trennt sich das Landemodul. Sie brauchen einen guten Landeplatz. Es ist nicht nur Dreck.

Viking 1 landete am 20. Juli 1976. Wo? Chryse Planitia. Koordinaten: 22 Grad nördlicher Breite, 48 Grad westlicher Länge. Wunderschöne Ebenen.

Dann landete Viking 2. 3. September 1976. Die Situation geht weiter. Es ist 6500 Kilometer entfernt. Ungefähr 4000 Meilen. Der Standort ist Utopia Planitia. 48 Grad nördlicher Breite, 226 Grad westlicher Länge.

Es gibt zwei Landungsboote. Zwei völlig unterschiedliche geologische Umgebungen. Und es hat keine biologische Aktivität.

„Die Instrumente sowohl des Orbiters als auch der beiden Lander lieferten detaillierte Informationen über die Marsgeologie, Meteorologie sowie die Physik und Chemie der oberen Atmosphäre.“

Zusätzliche Aktionen der Sowjetunion

5 Jahre später. 1988.

Die Sowjets starteten Phobos 1 und 2. Der Zweck ist ein anderer. Dies ist keine Landung. Orbitale Beobachtung. Langsame Vorbeiflüge an den Marsmonden. Besonders Phobos und Deimos.

Es hat nicht funktioniert.

Phobos 1 scheiterte auf seiner langen Reise. Nach einer einjährigen Reise hörte es auf. Keine Daten verfügbar. Nichts.

Phobos 2 war ein Erfolg. Es erreichte Anfang 1989 den Mars und dauerte mehrere Tage. Es sendete Beobachtungen des Planeten selbst und seines Mondes Phobos zurück. Dann ging etwas schief.

Tot im Weltraum. Ein weiteres Kapitel ist abgeschlossen. Die Suche geht andernorts weiter. Aber mehrere Tage an Daten trugen zum Rätsel bei.

Ein Wendepunkt auf der Suche nach dem Mars

Die späten 1990er Jahre waren der Friedhof der NASA-Ziele zum Roten Planeten. Mehrere hochkarätige Marsmissionen sind gescheitert, was den Eindruck erweckt, dass die Erforschung zu teuer sei. Dann, am 4. Juli 1997, änderte sich alles.

Mars Pathfinder hat nicht nur überlebt. Es landete auf den weiten nördlichen Ebenen der Chryse-Ebene an den Koordinaten 19 Grad nördlicher Breite und 33 Grad westlicher Länge. Wir sind sicher gelandet. Aber die eigentliche Schlagzeile ist nicht der Lander selbst. Das ist Sojourner, eine kleine Robotersonde auf Rädern, die sie eingesetzt hat.

Das ist mehr als ein Schritt. Das ist ein Sprung. Zum ersten Mal reiste ein mobiler Roboter zu einem anderen Planeten. Dies zeigt, dass es über statische Stationen hinausgehen kann. Sie können erkunden.

Zeichnen Sie eine unsichtbare Karte

Während die Pathfinder am Boden arbeitete, wartete ein anderes Schiff im Dunkeln. Der Mars Global Surveyor kam im September 1997 an. Es dauerte eine Weile. Es hat nicht eilig. Die Raumsonde betritt die Umlaufbahn und bereitet sich darauf vor, aus einer Höhe von 600 Kilometern unser Verständnis des Planeten neu zu schreiben.

Die Untersuchung begann offiziell im März 1999. Was haben wir herausgefunden? Die Antwort liegt nicht nur im Aussehen. sie sind körperlich. Die Raumsonde kartierte systematisch Merkmale, die lange Zeit ein Rätsel waren.

• Schwerkraftfeld : Massenänderungen unter der Kruste offenbaren verborgene Strukturen.
• Magnetisches Feld : Restmagnetismus hat eine komplexe geologische Geschichte.
• Gelände : Landformen werden mit neuer Präzision gezeichnet.
• Oberflächenmineralogie : Woraus bestehen Gesteine? Die Forschung sagt es uns.

Hochauflösende Augen am Himmel

Die Kamera ist das öffentliche Gesicht der Mission, aber das wissenschaftliche Werkzeug ist das Gehirn. Der Fotograf kann den Modus ändern. Für den Hintergrund sorgt das Weitwinkelobjektiv. Detaillierte Bilder verbessern die Genauigkeit.

Die Auflösung war damals atemberaubend. Bis zu einer Tiefe von 1,5 Metern (5 Fuß).

Es ist klein genug, dass man einzelne Steine ​​sehen kann. Klein genug, um Roverspuren zu finden. Als der Mars Global Surveyor diese Bilder machte, zeigte er uns mehr als nur die rote Wüste. Es zeigt uns eine dynamische Welt. Jedes Pixel ist ein Datenpunkt. Jeder Schatten hat eine Ahnung.

Die Kombination von Orbitaldaten und Oberflächenfakten verändert das Spiel. Hören Sie auf zu raten. Wir begannen es zu wissen. Die Genauigkeit dieser beiden Missionen hat die Misserfolge des letzten Jahrzehnts beseitigt. Pathfinder brachte den Rover. Der Landvermesser brachte die Karte. Gemeinsam setzten sie den Standard für alles, was folgte.

Ich suche immer noch. Immer noch Kartierung. Ich versuche immer noch zu verstehen, warum der Planet gestorben ist.

Mars Odyssey hat seinen Wert bewiesen. Im Oktober 2001 gelangte die Raumsonde erfolgreich in die Marsumlaufbahn und war damit beschäftigt, die Geheimnisse des Planeten zu entschlüsseln. Es geht nicht nur darum, die Oberfläche zu betrachten. Messen Sie die chemische Zusammensetzung. Verfolgen Sie die Eisverteilung in der Nähe der Oberfläche. Analysieren Sie physikalische Eigenschaften. Die Informationen sind klar. Neutronenmessungen zeigen große Massen von Grundwassereis oberhalb des 60. Breitengrades.

Die Infrarotkamera hat etwas ganz anderes gefunden: eine Höhle. Als Eingang zum Vulkan erscheint ein schwarzer runder Gegenstand. Die Temperatur schwankt nicht wie im umliegenden Gelände. Stabilität bedeutet in diesem Umfeld Schutz.

Dann kam die Konvergenz.

Ende 2003 und Anfang 2004 zielten Wellen von Raumfahrzeugen auf den Mars. Die Ergebnisse waren gemischt. Die japanische Nozomi war 1998 die erste, die in die Umlaufbahn gelangte, brach jedoch zusammen. Es gelangte nie in die Umlaufbahn.

Mars Express folgt dicht dahinter. Es wurde Mitte 2003 von der Europäischen Weltraumorganisation gestartet und brauchte sechs Monate, um sein Ziel zu erreichen. Es ist mit atmosphärischer, oberirdischer und unterirdischer Ausrüstung ausgestattet. Es wurde am 25. Dezember in die Umlaufbahn gebracht.

Doch der Lander scheiterte.

An diesem Tag landete die britische Sonde Beagle 2, deren Aufgabe es war, Steine ​​und Böden auf Lebenszeichen zu untersuchen. Dann Stille. Kein Funksignal. Das Studium des vergangenen und gegenwärtigen Lebens auf der Erde ist beendet, bevor es wirklich begonnen hat.

Der Orbiter ist jedoch weiterhin in Betrieb.

Mars Express entdeckte innerhalb weniger Wochen nach seiner Ankunft eine große Eisschicht. Wassereis. Kohlendioxideis. Liegt am Südpol. Es bestätigte etwas Subtiles, aber Wichtiges. Mit anderen Worten: Die südliche Sommerkappe enthält wie im Norden dauerhaft gefrorenes Wasser.

Die Raumsonde fand auch schwefelreiche Vorkommen. Hauptsächlich in Valles Marineris. Tonmineralien traten in stark verkraterten Gebieten auf.

Warum ist das wichtig? Denn im Wasser bildet sich Ton. Schwefel bedeutet chemische Aktivität. Permafrost bedeutet, dass die Wassergeschichte der Erde mehr als nur ein Mythos oder ein flüchtiges Ereignis ist.

Die Mission 2003 war nicht ganz erfolgreich. Sie zeichnen jedoch ein komplexeres Bild des Mars. Es ist nicht nur ein toter Stein. Ein Ort mit Schichten. Inklusive verstecktem Eis. Es gibt auch Höhlen, die Schutz bieten. Boden, der einst Wasser speicherte.

Die Geschichte der Marserkundung ist kein geradliniger Weg. Es ist sehr chaotisch. Es ist voller Misserfolge. Die Datenanhäufung geht jedoch weiter. Das Bild wird klarer.

Der Zeitplan für die Erforschung des Mars endete nicht im Jahr 2003; Es beschleunigte sich.

Ein Startfenster zur Jahresmitte wird Mars-Rover-Missionen ermöglichen. 2 Rover. Planet. Zwei verschiedene Geschichten.

Der Geist landet zuerst auf dem Boden. Gusev-Krater, 3. Januar 2004. Die Koordinaten sind 15 Grad südlicher Breite und 175 Grad östlicher Länge. Das ist mehr als nur ein Parkplatz. Das ist nur eine Vermutung. Wissenschaftler wählten diesen Krater, weil Orbitaldaten darauf hindeuten, dass er einst Wasser speicherte.

Spirit war nicht lange allein.

21 Tage später landete Opportunity. Meridiani Planum. 24. Januar, am anderen Ende der Welt. Breitengrad 2 Grad Süd, Längengrad 6 Grad West.

Dies waren keine statischen Lander. Es waren sechsrädrige Laboratorien. Kamera. Mikroskopische Bildgeber. Steinschleifwerkzeuge kratzen die Oberfläche des Gesteins ab, um zu sehen, was sich darunter befindet.

Das Ziel ist einfach. Es geht darum, Wasser zu finden.

Beide Raumsonden haben es gefunden. Oder besser gesagt, sie fanden einen Geist.

Der Geist bestätigte das Vorhandensein von Mineralien, die das Wasser verbrauchte. Aber wie sieht es mit den Möglichkeiten aus? Ich dachte, es wäre instinktiv. Die Felsen in den Meridian Plains sehen genauso aus wie die Felsen, die sich rund um den See gebildet haben. Oder das Meer. Salzwasser. Uralt. Gegangen.

„Jedes Raumschiff ist für eine nominelle 90-Tage-Mission ausgelegt, kann aber darüber hinaus weiter betrieben werden.“

Diese Worte scheinen jetzt eine Lüge zu sein.

Dieser Geist hielt bis 2010 an. Die Gelegenheit besteht bis 2018.

Vierzehn Jahre. 45 km. Achtundzwanzig Meilen.

Es ist kein Rover. Es ist ein Marathonläufer von einem anderen Planeten. Es stellte den Distanz- und Zeitrekord auf einer anderen Welt auf. Und es fuhr nicht nur. Es sah so aus. Es wurde analysiert. Dies zeigt, dass der Mars nicht immer ein lebloser roter Stein war. Das Wetter ist sehr regnerisch.

Aber Rover sind langsam. Sie entsprechen der Wahrheit. Um die Punkte zu verbinden, muss man von oben schauen.

Im Jahr 2005. Mars Reconnaissance Orbiter (MRO).

Das war kein Rover. Dies ist ein Satellit mit viel Liebe zum Detail. Das High Resolution Imaging Science Experiment (HiRISE) kann bis zu 20 Zentimeter weit sehen. 8 Zoll. Das ist klein genug, um ein Nummernschild aus dem Orbit zu lesen.

MRO begann mit der Kartierung von Streaks.

An den Hängen sind dunkle Streifen zu sehen. Sie erscheinen im Frühjahr. Sie verschwanden im Winter.

Ein Spektrometer an Bord analysiert die Zusammensetzung der Oberfläche. Es wurden Tonmineralien gefunden. Änderungsprodukte. Bildet sich nur unter warmen und feuchten Bedingungen. Das alte poröse Gelände ist voll davon. Der Mars hat eine warme Vergangenheit. Eine nasse Vergangenheit.

Dann gibt es Radar.

Untergrundradar. Es schaute nicht nur auf die Oberfläche. Es schaute hinein.

Messung der Dicke des Polareises. Identifizieren Sie die unter dem Regolith vergrabenen Gletscher. Andere Orte auf dem Planeten. Nicht nur die Stangen.

Deshalb haben wir die Raumsonde gebeten, die Existenz von Wasser auf der Erdoberfläche nachzuweisen. Orbiter beweisen, dass es unter der Erde Wasser gibt. Tonmineralien zeigen, dass der Mars einst warm genug war, um seine Existenz aufrechtzuerhalten.

Die Geschichte hat sich geändert.

Der Mars ist nicht nur ein Planet, den wir besuchen. Dies ist der Planet, von dem wir erfahren.

Geist und Gelegenheit sind jetzt verschwunden. Still

Abbau von Marseis und alkalischem Staub

Der Phoenix-Lander landete 2008. Es war keine großartige Landung. Eine amerikanische Raumsonde stürzte direkt in die Nordpolregion des Mars und nahm ihre Arbeit auf. Seine Mission ist einfach. Erkunden Sie den arktischen Boden.

Zu diesem Zweck ist Phoenix mit einem kompakten Chemielabor ausgestattet. Dies ist kein Rover mit großen Rädern. Dabei handelt es sich um ein stationäres Labor zum Graben im Boden. Die Entdeckung verändert unsere Sicht auf die Geschichte des Mars.

Der Boden unter der Marsoberfläche enthält Wassereis.

Das ist keine geringe Menge. Es ist dickes Eis und unter Staub verborgen. Diese Entdeckung bestätigt das heutige Vorhandensein von Wasser auf dem Mars. Es sind nicht nur alte Seen und zugefrorene Ozeane vor Milliarden von Jahren. Im kalten Norden erwartet Sie echtes Eis.

Aber die Bodenchemie erzählt eine noch seltsamere Geschichte.

Phoenix analysierte den Schmutz und stellte fest, dass er alkalisch war. Der pH-Wert ist alkalisch. Das bedeutet, dass der Boden nicht sauer ist. Es ähnelt den Wüstenbodenbedingungen auf der Erde. Das ist wichtig. Saures Wasser kann reizend sein. Alkalische Umgebungen sind möglicherweise besser für potenzielle mikrobielle Lebensräume geeignet.

„Phoenix hat nicht nur Wasser gefunden, sondern auch eine potenziell bewohnbare Umgebung.“

Die Wirkung war sofort spürbar. Wenn der Mars über Wassereis und alkalischen Boden verfügt, verfügt er über die Voraussetzungen für Leben. Wir wissen nicht, ob es dort Leben gibt. Wir wissen nicht einmal, ob es jemals so war. Phoenix hat jedoch bewiesen, dass die Umgebung nicht feindselig ist. Das ist neutral. Vielleicht sogar willkommen.

Diese Entdeckung verändert den Schwerpunkt der Marsforschung.

Vor Phoenix suchten Forscher nach alten Flussbetten und ausgetrockneten Seen. Sie suchen nach Beweisen dafür, dass in der Vergangenheit Wasser geflossen ist. Phoenix entdeckte das moderne Wasser. Wir haben einen Boden gefunden, der die Biologie unterstützt. Dadurch änderte sich die Suchstrategie.

Es kommt nicht nur darauf an, wo das Wasser ist. Es geht darum, „wie“ man ihn erhält und „was“ der Boden leisten kann. Die arktische Region ist das Hauptziel. Es geht nicht nur darum, Eis zu bekommen. Aber es geht darum, das chemische Gleichgewicht des Planeten zu verstehen.

Auch alkalische Böden haben eine komplizierte Geschichte.

Wie wird der Boden alkalisch? Könnte die vulkanische Aktivität einen Einfluss gehabt haben? Haben atmosphärische Veränderungen über Jahrmillionen hinweg ihre chemische Zusammensetzung verändert? Phoenix hat nicht alle diese Fragen beantwortet. Es lieferte erste klare Daten. Boden ist mehr als Staub. Das ist ein Rekord.

Diese Informationen sind wichtig für zukünftige Missionen.

Wenn Menschen zum Mars fliegen, brauchen wir Wasser. Phoenix hat gezeigt, dass es da ist. Klar. knapp unter der Oberfläche. Es deutet auch darauf hin, dass der Boden möglicherweise einfacher zu bearbeiten ist als bisher angenommen. Alkalischer Boden ist weniger korrosiv. Kann gut für den Pflanzenanbau sein. Besser geeignet für den Bau von Strukturen. Es hilft weiterhin, das Leben zu verbessern.

Phoenix hielt nicht lange durch. Die Batterie war während des Marswinters leer. Die Ergebnisse blieben jedoch bestehen.

Die Arktis ist mehr als nur eine gefrorene Einöde. Dies ist eine Ressource. Chemielabor. potenzielles Zuhause. Phoenix zeigte, dass der Mars mehr als nur ein toter Stein ist. Es ist ein Ort mit aktiver Chemie. Die Ressourcen sind da. Mit Potenzial.

Wir wissen immer noch nicht, ob es da draußen Leben gibt.

Aber wir wissen, dass die Bühne bereit ist. Das Wasser ist da. Der Boden ist fertig. Die Frage ist nicht, ob der Mars Leben „unterstützen“ kann. Die Frage ist, ob das Leben „jemals“ diese Gelegenheit genutzt hat? Phoenix gab uns den ersten

Problem gelöst: Was uns der Mars wirklich sagt

Die Geschichte endet nicht mit Neugier. Die Sonde, eine riesige, 900 Kilogramm schwere Maschine, zeigte, dass der Gale-Krater einst der Grund eines Sees war. Organische Moleküle wurden in 3,5 Milliarden Jahre alten Gesteinen gefunden. Methan weist saisonale Spitzen auf. Aber um zu verstehen, „warum“ der Mars heute tot ist, müssen wir höher blicken. Wir müssen auf den Boden unter unseren Füßen hören.

Im September 2014 erreichten zwei Raumsonden gleichzeitig die Umlaufbahn des Mars. Die Einsätze sind für jeden unterschiedlich.

Die US-Raumsonde MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution) hat eine Mission. Es geht darum herauszufinden, wohin die Atmosphäre geht. Die Geräte bestätigten diese grausame Theorie. Der Sonnenwind und das ultraviolette Licht haben einen Großteil der frühen Marsatmosphäre entfernt. Der Planet kühlte sich nicht einfach ab, ausgelaugt von der Sonne.

Zur gleichen Zeit traf auch Indiens Mars Orbiter Mission (MOM) ein. Es war der erste Schuss des Landes auf einen anderen Planeten. Es ist bescheiden, aber funktional: eine Farbkamera, ein Ultraviolettspektrometer und ein Methansensor. Dies beweist, dass es möglich ist, zum Mars zu gelangen, ohne Milliarden von Dollar für Landesysteme auszugeben.

Zusammenbruch und Stille

Das nächste Kapitel befasst sich mit Europa und Russland. Die ExoMars-Mission sollte eine Partnerschaft sein. Das ist nicht wahr.

Im Oktober 2016 trafen der Trace Gas Orbiter (TGO) und der Schiaparelli-Lander ein. Schiaparelli hat seinen Fallschirm zu früh abgeworfen. Er landet auf dem Boden. Keine Daten verfügbar. Nur ein Krater.

TGO blieb jedoch auf der Karte der vertikalen Verteilung von Staub und Wasserdampf. Suchen Sie als nächstes nach Methan. Es wurde nichts gefunden.

Dadurch entstehen Konflikte. Curiosity hat Methan entdeckt. TGO sah nichts. Die Bedeutung ist klar. Etwas zerstört Methan schnell. Es breitet sich nicht aus. Es wird gefressen oder zersetzt, bevor es über den Planeten treiben kann. Dies bleibt eine der größten Fragen in der Planetenwissenschaft. Wie wurde es zerstört? Wer isst es?

Auf den Planeten hören

Während die Orbiter den Himmel kartierten, bebte der Boden

Im November 2018 landete der InSight-Lander auf Elysium. Dieser Name bezieht sich auf die Erforschung des Erdinneren durch seismische Vermessung, Geodäsie und Wärmeübertragung. Ein Bissen Aber die Wissenschaft ist einfach.

InSight führte Seismometer ein. Zum ersten Mal hörten Menschen Vibrationen vom Mars. Diese Daten enthüllen die innere Struktur des Planeten. Es fand auch flüssiges Wasser tief in der Kruste

Dann ist da noch der Temperatursensor. Um den Wärmefluss zu messen, müssen Sie 3-5 Meter in den Boden graben. Aber wir sind nicht dort angekommen. Das Raumschiff traf einen harten Gegenstand (möglicherweise einen Stein oder Kies) und blieb stehen. Es lag unvollendet im Dreck

InSight war jedoch vier Jahre lang tätig. Dadurch konnten wir zum ersten Mal wirklich den Puls des Mars spüren.

Kleiner Satellit, große Idee

Derselbe Raketenschuss trug etwas Kleines mit sich. Zwei CubeSats.

Die Satelliten namens Mars Cube 1 (MarCO) waren die ersten Satelliten, die einen anderen Planeten besuchten. Jeder besteht aus sechs 10 cm großen Würfeln. Es sieht aus wie ein übergroßer Zauberwürfel.

Ihre Aufgabe war die Weiterleitung. Während des Abstiegs von InSight war das Signal für die Erde nicht direkt sichtbar. MarCO-A und MarCO-B fliegen über uns hinweg und übertragen Daten zu uns zurück. Dies ist ein Beweis für ein kleines und erschwingliches Telekommunikationsnetz.

Ingenuity, der Hubschrauber, kam später. Darin befand sich ein Stück Stoff aus dem Flugzeug der Gebrüder Wright aus dem Jahr 1903. Ein Stück Geschichte auf einem Rotorblatt

Daten kommen ständig. Die Stille des Mars ist laut.

Im Februar 2021 erreichten drei Missionen in kurzer Zeit die Nähe zum Mars. Das ist kein Zufall. Dies ist der Moment.

Vereinigte Arabische Emirate starten Hope Orbiter. Es ist mit einer Kamera ausgestattet. Es folgten Infrarot- und Ultraviolettspektrometer. Sie durchsuchten die Marsatmosphäre nach Hinweisen auf ihr Klima und ihre Wettermuster.

China ist bei Tianwen 1 angekommen. Besteht aus zwei Teilen. Orbiter. Es gibt auch ein ATV namens Zhurong. Der Rover ist am 14. Mai gelandet. Er ist klein. Souverän. Es beginnt sich an der Oberfläche zu drehen.

Dann gibt es die Hardhitter. Der US-Vorbeiflug am Mars 2020. Seine Hauptnutzlast ist die Perseverance-Kabine. Perseverance landete am 18. Februar und stürzte in den Jezero-Krater. An dieser Stelle befand sich einst eine Flussmündung. Das Wetter ist jetzt trocken. Die Ziele sind konkret. Auf der Suche nach Anzeichen uralten mikrobiellen Lebens.

Zu diesem Zweck führte Perseverance eine Trainingsübung durch. Kernproben können getrennt werden. Der Plan ist, sie zu behalten. Schließlich wird es zur detaillierten Analyse zur Erde zurückgebracht.

Aber Mut geht über das Training hinaus. Es ist mit einem Hubschrauber ausgestattet. Original.

Erster Flug zu einem anderen Planeten

Originalität verändert die Regeln. Es begann am 19. April 2021. Es erreichte 3 Meter. 10 Fuß. Es war das erste Flugzeug, das am Himmel eines anderen Planeten flog.

Es schwimmt einfach nicht. Es flog.

Die Aufgabe dauerte länger als erwartet. Ingenuity absolvierte 72 Flüge. Das geht weit über die ersten fünf Flugtests hinaus. Und im Januar 2024 hörte es auf. Einer der Rotoren war kaputt. Der Flug ist vorbei.

Zukünftige Übungen und tiefergehende Forschung

Missionen zum Mars enden nie. Ein neues Auto ist bereits in der Entwicklung.

Siehe ExoMars-Mission Teil 2. Enthält den Rosalind Franklin Rover. Es wird voraussichtlich Ende der 2020er Jahre erscheinen. Es bringt neue Funktionen.

Rosalind Franklins Ausbildung geht tiefer. 2 Meter. 6 Fuß unter der Erde.

Oberflächenproben erzählen einen Teil der Geschichte. Sie sind Strahlung ausgesetzt. Zersetzung organischer Moleküle. Geben Sie diesen Proben einen umfassenderen Schutz. Der Rover wird sie an Bord analysieren.

Warum ist das jetzt wichtig?

Wir stochern nicht mehr nur im Boden herum. Wir werden Teile des Mars zurückbringen. Persistenz ist Caching. Kommende Quests werden Ihnen dabei helfen, es wiederzufinden.

Ingenuity beweist, dass ein Flug in leerer Luft möglich ist. Es öffnete die Tür zur Luftaufklärung. Zukünftige Raumschiffe könnten Flügel haben. Zumindest kann man von oben besser sehen.

Die Frage, ob es jemals Leben auf dem Mars gab, ist noch ungeklärt. Aber wir stellen bessere Fragen. Lassen Sie uns tiefer graben. Wir schauen höher.

Das nächste Jahrzehnt wird darüber entscheiden, wie nahe wir der Frage kommen, ob unsere Milchstraßenregion isoliert ist. Oder wenn wir diesen Raum schon vor langer Zeit geteilt hätten.

Die sich ständig verändernde Suche nach Leben auf dem Mars

Die Frage nach dem Leben auf dem Mars ist eine kulturelle Obsession, seit Menschen erstmals Teleskope auf den Roten Planeten richteten. Frühe Spekulationen konzentrierten sich auf intelligentes Leben. Heute hat sich das Gespräch geändert. Wir suchen keine kleinen grünen Männchen mehr. Wir suchen nach mikrobiellen Gemeinschaften. Wir versuchen zu verstehen, wo das Leben beginnt und wie weit es weitergeht.

Die Geschichte der Suche war eine Achterbahnfahrt aus Hoffnung und Verzweiflung.

In den 1960er Jahren bemerkten Beobachter Veränderungen auf der Marsoberfläche. Sie fragten sich, ob die Biologie diese Veränderungen vorantreibt. Dies führte 1972 zur Entwicklung des Mariner 9 zur Überwachung von Oberflächenverschiebungen, um Oberflächenveränderungen zu überwachen. Dies führte auch zum Start der Viking-Lander im Jahr 1975. Mit diesen Raumfahrzeugen wurden aufwendige Experimente durchgeführt. Sie suchten nach Stoffwechsel. Sie suchen nach organischen Molekülen.

Das Ergebnis ist negativ.

Dieses Scheitern löste eine Welle des Pessimismus aus. Seit Jahrzehnten haben Wissenschaftler den Glauben an die Möglichkeit von Leben verloren. In den 1980er Jahren waren die Aussichten für die Marsbiologie ruhig.

Dann änderte sich die Perspektive. Hinter diesem Optimismus stehen mehrere Faktoren.

Erstens verstehen Wissenschaftler, dass das Leben härter ist, als wir denken. In der Nähe von Tiefseequellen wurden Kreaturen gefunden. Die Temperatur dort übersteigt 1000℃. Sie leben tief im Basalt. Sie gedeihen in salzigen, sauren Umgebungen. Wenn Leben unter solch extremen Bedingungen auf der Erde existieren kann, warum kann es dann nicht auf dem Mars existieren?

Zweitens verändert die Entstehungszeit des Lebens auf der Erde unsere Denkweise. Das Leben begann sehr schnell. Es erschien wahrscheinlich vor dem Ende des schweren Bombardements. Dies zeigt, dass das Leben kein seltener Zufall ist. Dies ist ein mögliches Ergebnis. Wenn die Bedingungen stimmen, wird das Leben folgen.

Drittens wissen wir jetzt, dass der frühe Mars anders war. Als Leben auf der Erde erschien, befand sich der Mars in einer ähnlichen Situation wie die Erde. Es war nicht die gefrorene Wüste, die wir heute sehen.

Viertens wandern Gesteine ​​zwischen Planeten. Mehr als 30 Marsstücke fielen auf die Erde. Sie sind schwer von terrestrischen Gesteinen zu unterscheiden. Noch schwieriger ist es, Erdgestein zum Mars zu bringen. Bei intensiven Bombardierungen war jedoch ein Materialaustausch möglich. Das Leben hätte auf der Erde beginnen und sich zum Mars bewegen können. Oder es begann unabhängig auf dem Mars. Wir werden es vielleicht nie genau wissen.

Die Meteoriten-Kontroverse

1996 war die wissenschaftliche Gemeinschaft schockiert. Ein Forschungsteam hat bekannt gegeben, dass es in einem Marsmeteoriten Lebenszeichen gefunden hat. Diese Behauptungen sind gewagt. Sie führen vier konkrete Beweisstücke an.

1. Bakterienähnliche Objekte in Elektronenmikroskopbildern.
2. Kohlenwasserstofferkennung.
3. Mineralverbindungen entstehen nicht im chemischen Gleichgewicht.
4. Magnetische Partikel ähneln Partikeln, die von Bakterien auf der Erde produziert werden.

Die Reaktion erfolgt sofort. Die Gültigkeit dieser Behauptungen wird in der wissenschaftlichen Gemeinschaft heftig diskutiert. Ist das ein Beweis? Oder Wunschdenken?

Der Konsens hat sich inzwischen gefestigt. Für alle Beobachtungen gibt es eine plausible nichtbiologische Erklärung. Diese Behauptungen sind möglicherweise nicht wahr.

Wohin führt uns das?

Noch gibt es keine Hinweise auf Leben auf dem Mars. Aber wir haben bessere Werkzeuge. Wir kennen die Grenzen des Lebens sehr gut. Wir wissen, dass dieser Planet in ferner Vergangenheit Material mit der Erde ausgetauscht hat. Die Suche geht weiter. Dies ist keine Spekulation mehr. Es kommt auf strenge Tests an. Der Rote Planet birgt Geheimnisse. Aber die Stille ist gebrochen.

Die Suche nach Leben geht weiter

Das Ziel hat sich nicht geändert. Wir suchen immer noch nach Leben auf dem Mars. Auch nach den jüngsten Rückschlägen bleibt das Programm auf ein Ziel fokussiert. Wasser ist eine absolute Voraussetzung. Frühe Missionen zielen daher darauf ab, nach Hinweisen auf warme Bedingungen zu suchen, die das Wasser möglicherweise in einem flüssigen Zustand gehalten haben. Wir haben starke Beweise dafür, dass dieser Zustand in der fernen Vergangenheit des Mars existierte. Einige Daten deuten darauf hin, dass stellenweise immer noch flüssiges Wasser an der Oberfläche fließt.

Aber Strategien ändern sich. Wir gehen über indirekte Hinweise hinaus zu direkten Beweisen. Das bedeutet, nach organischen Überresten zu suchen. Oder auf der Suche nach bestimmten Isotopensignaturen, die nur die Biologie erzeugen kann.

Eine Denkrichtung plädiert dafür, sich mit der Vergangenheit auseinanderzusetzen. Wir suchen nach Fossilien aus einer Zeit, als der Mars der Erde ähnlich war. Das macht Sinn. Aber es gibt ein Problem. Die Debatte um Mars-Meteoriten zeigt, wie schwierig es ist, zweifelsfrei zu beweisen, dass etwas biologisch ist. Meinungsverschiedenheiten über das frühe Leben auf der Erde selbst verdeutlichen diese Schwierigkeit. Fossilien können mehrdeutig sein. Sie sehen aus wie abiotische chemische Reaktionen.

Ein weiteres Argument treibt die aktuelle Entwicklung voran. Entdecken Sie das moderne Leben. Schauen Sie sich die Nischen an. Wahrscheinlich in einem warmen Vulkangebiet. Oder sogar in gelegentlich fließendem Salzwasser. Die Hoffnung ist einfach. Gäbe es Leben auf dem Mars, würde es wahrscheinlich dort überleben, wo die Bedingungen noch günstig wären. Es ist nicht sofort überall verschwunden. Es hat sich zurückgezogen.

Menschliche Erforschung

Langer Weg zum Mars: Warum sind wir noch nicht gegangen?

Die menschliche Erforschung des Mars fühlt sich wie eine Fata Morgana an. Wir sehen es immer wieder am Horizont, aber es verwirklicht sich nie vollständig. Als das Apollo-Programm Anfang der 1970er Jahre endete, herrschte allgemeiner Optimismus. Es wird angenommen, dass es nur eine Frage der Zeit ist, bis der Mars dem Mond folgt. Das ist nicht wahr.

Jahrzehnte später warten wir immer noch.

Die technischen Herausforderungen, Menschen zum Mars und zurück zu bringen, sind gewaltig. Sie sind jedoch nicht unaufhaltsam. Wir wissen, wie man Raketen baut. Wir wissen, wie man navigiert. Der eigentliche Flaschenhals ist nicht die Physik. Es ist eine Rechtfertigung.

Es gibt keinen praktischen Grund, der sich kurzfristig amortisiert.

Befürworter argumentieren, dass Forschung ihre eigene Belohnung sei. Forschung ist Menschlichkeit. Das ist ein edles Gefühl. Es hilft dem Budget nicht. Einige verwiesen auf Maßnahmen zur Konjunkturbelebung. Sie zitieren wissenschaftliche Entdeckungen und technisches Feedback. Die Vorteile sind real. Aber trotz des Lärms sind bemannte Missionen zum Mars heute weiter entfernt als in den 1970er Jahren.

Simulation der Leere

Wir versuchen seit Jahren, dieses Problem zu lösen. Mehrere Studien haben mögliche Umsetzungsstrategien entwickelt. Umfangreiche Simulationen auf der Erde liefern bereits Daten.

Betrachten Sie den Mars500. Dies ist ein gemeinsames Projekt der Europäischen Weltraumorganisation und des Russischen Instituts für biomedizinische Probleme. Von Juni 2010 bis November 2011 lebten sechs „Astronauten“ isoliert. Sie simulierten eine 520-tägige Reise zum Mars.

Die Auflagen sind sehr streng. Die Teilnehmer können nur per Stimme mit der Außenwelt kommunizieren. Auch die Kommunikation verzögerte sich um 20 Minuten. Dies ahmt die Funkverzögerung zwischen Erde und Mars nach. Die Möglichkeit eines Live-Supports wurde eliminiert.

Die NASA hat kürzlich eine eigene Simulationsreihe veröffentlicht. Ab 2023 startete die Agentur CHAPEA. Hierbei handelt es sich um eine Forschungssimulation der Gesundheit und Leistung der Besatzung. Vier Astronauten verbringen ein simuliertes Jahr auf der Marsoberfläche. Diese Tests zeigen, wie Menschen auf Gefangenschaft reagieren. Sie betonten die psychische Belastung durch Isolation.

Zwei Möglichkeiten

Die Orbitalmechanik schreibt zwei grundlegende Missionsklassen vor. Die Wahl zwischen ihnen bestimmt das gesamte Missionsprofil.

Missionen der Oppositionsklasse sind schneller. Die Hin- und Rückreisezeit beträgt 500-600 Tage. Astronauten können nur 30 Tage auf der Marsoberfläche bleiben. Es scheint effizient. Die meisten Studien kommen zu dem Schluss, dass Geschwindigkeit den Aufwand und die Kosten nicht wert ist. Man kommt schnell ans Ziel, aber man geht auch schnell wieder weg.

Missionen der Konjunktion-Klasse sind langsamer. Die Hin- und Rückfahrt dauert etwa 900 Tage. Astronauten können bis zu 550 Tage auf dem Mars bleiben. Dies erfordert mehr Ressourcen. Es wird mehr Treibstoff benötigt. Die Besatzung ist über lange Zeit der kosmischen Strahlung ausgesetzt. Aufgaben auf kollaborativer Ebene werden in der Regel priorisiert, auch wenn der Ressourcenbedarf höher ist. Je länger der Aufenthalt, desto größer der wissenschaftliche Wert. Es rechtfertigt das Risiko.

Baue ein Basislager

Es gibt viele Variationen, wie man Aufgaben auf kooperativer Ebene erledigt. Ein Szenario besteht darin, ein Frachtschiff vorzeitig zu schicken. Dieses Schiff errichtet eine robotergesteuerte Basis. Der Mensch folgt Jahre später.

In anderen Versionen werden alle Ressourcen von einer Crew begleitet. Sie verlassen die Erde mit allem, was sie zum Überleben brauchen.

Ein kritischer Punkt ist die Ressourcennutzung vor Ort. Könnten wir bereits auf dem Mars vorhandene Ressourcen nutzen?

In-situ-Ressourceneinheiten (ISRUs) können im Voraus bereitgestellt werden. Diese Einheiten würden der Marsatmosphäre Sauerstoff entziehen. Sie würden Wasserstoff aus Wassereis gewinnen. Strom könnte aus Sonnenkollektoren oder Kernkraftwerken stammen. Dadurch werden Oxidationsmittel und Treibstoff für den Einsatz auf der Rückreise gespeichert.

Der Mensch wird die Erde nicht verlassen, bis sich diese Ressourcen auf dem Mars angesammelt haben. Diese Strategie spart Kraftstoff. Es reduziert die Nutzlast, die von der Erde aus gestartet werden muss.

Aerobraking bietet einen weiteren Effizienzgewinn. Die Marsatmosphäre kann ein abfliegendes Raumschiff verlangsamen. Die Erdatmosphäre kann den Einfall abbremsen. Dies ermöglicht erhebliche Treibstoffeinsparungen. Eine weitere Möglichkeit ist der Direkteinstieg.

Was genau machen Astronauten dort?

Sie können in der Nähe ihrer Basis bleiben. Sie könnten ferngesteuerte Roboter an verschiedenen Standorten bedienen. Dadurch wird das Risiko minimiert. Oder sie unternehmen ausgedehnte Reisen. Sie können den Planeten direkt erkunden. Dadurch besteht die Gefahr, dass man strandet. Es gibt keine einfachen Antworten.

Menschlicher Körper unter Stress

Die technische Analyse hat Probleme mit der Gesundheit der Besatzung. Ein längerer Aufenthalt im Weltraum kann physiologische Schäden verursachen.

Das Kreislaufsystem ist geschädigt. Betroffen ist das Vestibularsystem, das das Gleichgewicht steuert. Knochen neigen zur Demineralisation. Es kommt zu Muskelschwund.

Es müssen Maßnahmen ergriffen werden, um die Verschlechterung zu minimieren. Trainingsprogramme sind Standard. Doch kann man Langzeitschäden zwei bis drei Jahre nach der Entbindung verhindern?

Ebenso wichtig ist die psychische Belastung. Hunderte Tage in einem geschlossenen Raum. Es gibt keine anderen Unternehmen. Es ist weit von der Erde entfernt. Das wird kosten.

Strahlung ist eine stille Bedrohung. Während einer zwei- bis dreijährigen Reise kann es zu Sonnenstürmen kommen. Die Besatzung ist einer hohen Belastung durch ionisierende Strahlung ausgesetzt. Das Schutzsystem muss stark sein.

Schutz des Planeten

Auch die Umweltverschmutzung muss berücksichtigt werden. Dies ist ein wissenschaftliches und sicherheitsrelevantes Problem.

Die erste Sorge ist die Vorwärtskontamination. Der Mars darf nicht durch Materialien von der Erde kontaminiert werden. Dies muss geschehen, bevor das Potenzial des Lebens der Aborigines beurteilt werden kann. Für Roboter-Raumfahrzeuge gelten strenge Reinigungsanforderungen. Die berührten Flächen werden desinfiziert. Dies minimiert Störungen bei der Erkennung außerirdischen Lebens.

Menschliche Aufgaben können diesen strengen Protokollen nicht folgen. Wir sind zu groß. Wir sind zu viele. Wir entfernen Hautzellen. Wir atmen Kohlendioxid aus. Wir haben Keime mitgebracht.

Ein weiterer Grund ist die Rückflussverunreinigung. Was würde passieren, wenn es Leben auf dem Mars gäbe?

Internationale Abkommen schreiben vor, dass vom Mars mitgebrachtes Material unter Quarantäne gestellt werden muss. Sie müssen sicher sein. Auch Astronauten können unter Quarantäne gestellt werden.

Glücklicherweise sind die meisten Probleme des Planetenschutzes lösbar. Die Roboterrückgabe von Marsproben wird wahrscheinlich vor der Ankunft einer bemannten Mission erfolgen. Sie können die Probe testen. Wir können Sicherheit beweisen. Dann schick die Leute raus.

Der Weg ist klar. Die Technologie ist vorhanden. Die Daten wurden durch Simulation gewonnen. Der Grund dafür ist umstritten. Die Verzögerung beruht nicht auf Unmöglichkeit. Dies ist optional.