- Astronomie im Berchtesgadener Land -

Monatsthema November 2005: "Der Mars"

Der Mars ist unser äußerer Nachbar im Sonnensystem. Er fällt besonders durch seine rötliche, bis ins Orange reichende Färbung auf. Es gibt nur wenige Himmelsobjekte, die einen solch kräftigen Farbton aufweisen. Der Mars benötigt für eine Umrundung der Sonne 687 Tage oder knapp 23 Monate. Seine Bahn ist für eine Planetenbahn ziemlich elliptisch, die Entfernung zur Sonne schwankt deshalb zwischen 206,6 Millionen km, dies entspricht 1,38 Astronomischen Einheiten (AE), und 249 Mio. km (1,67 AE). Sein Äquatorradius von 3.397 km ist nur gut halb so gross wie der der Erde mit 6.378,1 km, die Masse beträgt nur 11% der Erdmasse. Ein "Marstag" dauert fast so lange wie ein Tag auf der Erde, genau sind es 24 Std., 37 Min. und 22 Sek.

Aufgrund seiner Geschwindigkeit wird der Mars alle 25,5 Monate von der Erde auf der Innenseite überholt. Man spricht hier von einer Opposition ("Gegenüberstellung") zur Sonne. In dieser Zeit ist Mars die ganze Nacht über sichtbar. Dazu kommt der geringe Abstand zur Erde, so daß uns der Mars in dieser Zeit besonders hell erscheint. Nur mit einem Fernrohr bewaffnet kann man schon einige Details auf der Oberfläche erkennen. Sternfreunde nutzen selbstverständlich die Zeit um den Oppositionstermin, um unseren Nachbarn zu beobachten. Nach einer Opposition dauert es aber lange, bis der Mars wieder gut beobachtet werden kann. Es folgt erst eine Konjunktion ("Gleichstellung") mit der Sonne, d.h. aus der Sicht der Erde stehen sie fast an der gleichen Stelle. Danach braucht der Mars viele Monate, bis er wieder vor Mitternacht aufgeht. Dabei steigt auch seine Helligkeit nur sehr langsam an, bis sie erstmals wieder den negativen Magnitudenbereich (mag) erreicht. Die zu erwartende Helligkeit ist aber unterschiedlich, denn durch die elliptische Bahn können die einzelnen Oppositionen sehr verschieden hell ausfallen. Wandert der Mars gerade durch den sonnenfernsten Teil, beträgt die maximale Helligkeit nur -1,1 mag, im sonnennahen Bahnteil kann die Helligkeit auf bis zu -3 mag ansteigen.

Etwa 1,5 Monate vor der Opposition mit der Sonne erweckt der Mars den Eindruck, als ob er sich plötzlich rückwärts auf seiner Bahn bewegt. Hierbei handelt es sich natürlich um eine Täuschung, weil sich die Erde schneller vorwärts bewegt und so am Mars "vorbeizieht". Erst ca. 6 Wochen nach der Opposition bleibt der Mars stehen (wird stationär) und beginnt dann wieder in der gewohnten Richtung weiterzuziehen.

Der Mars ist der einzige Planet in unserem Sonnensystem, dessen Oberfläche man quasi direkt beobachten kann. Die Rotationsachse ist, ähnlich wie die der Erde, nicht senkrecht, sondern um 25 Grad geneigt. Somit hat der Mars die gleichen Jahreszeiten wie wir auf der Erde, die von den Astronomen schon lange beobachtet werden. Die weißlichen Polkappen nehmen im Herbst und Winter deutlich an Größe zu, während sie im Frühjahr und Sommer wieder schrumpfen. Offenbar gab es auf dem Mars Wasser, das im Winter zu Eis gefror, im Frühjahr aber wieder schmolz. Da Wasser der Grundstoff des Lebens ist, waren die ersten Fotos von der Marsoberfläche im Sommer 1965, aufgenommen von Mariner 4, eine große Enttäuschung für die Astrobiologen, denn man konnte eine trockene, leblose Oberfläche erkennen, die der Oberfläche des Mondes ähnelt. Mittlerweile hat sich dieses Bild ein wenig geändert. Weitere Raumsonden, die detailliertere Aufnahmen übermitteln, zeigen, dass der Mars noch bis in die jüngere Vergangenheit hinein geologisch aktiv war und auch größere Wassermassen besessen hat. Als Beweise fand man riesige Vulkane, die zum Teil 20 km über das mittlere Marsniveau hinausragen und von Wasser ausgewaschene Urstromtäler. Die Polkappen bestehen nicht aus Wassereis, sondern vor allem aus gefrorenem Kohlendioxid, auch bekannt als Trockeneis. Die Frage, ob es jemals Leben auf dem Mars gab bzw. gibt, kann jedoch leider noch nicht beantwortet werden. Endgültige Beweise erhoffte man sich schon 1976 von den auf dem roten Planeten gelandeten Viking-Sonden, allerdings ohne Erfolg. Dafür konnte das Rätsel der roten Farbe gelöst werden: die Oberfläche enthält sehr viel Eisenoxid, besser bekannt als "Rost".

Eine großartige Entdeckung machte bereits im Jahre 1877 der amerikanische Astronom Asaph Hall. Während einer sehr günstigen Marsopposition entdeckte er zwei lichtschwache Begleiter, die sich als Monde entpuppten. Sie bekamen die Namen Phobos und Deimos. Phobos ist der innere Mond, er bewegt sich auf einer geringen Höhe von nur 6.000 km um den Planeten und braucht für eine Umrundung nicht einmal 8 Stunden. Deimos, der 20.000 km entfernt ist, braucht für eine Runde ca. 30 Stunden. Recht groß sind beide Gesteinsbrocken nicht, Phobos misst 27 x 21 x 19 km (Achsenlängen) und Deimos 15 x 12 x 11 km. Somit können sie auch keine erkennbaren Schatten auf die Oberfläche werfen.

Trotz der zahlreichen Forschungsergebnisse gibt es noch viele Rätsel um den roten Planeten, so daß auch weiterhin fleißig geforscht werden kann. In den letzten Jahren gab es mehrere unbemannte Expeditionen zum Mars, und auch in der Zukunft sind einige Missionen geplant. Erst am 12. August diesen Jahres wurde von der NASA eine weitere Mars-Sonde mit dem Namen Mars Reconnaissance Orbiter ins All befördert. Mit ihr kreisen dann insgesamt 4 Sonden um den Mars. Auch auf der Oberfläche unseres Nachbarn ist einiges los: 2 Landeroboter der NASA, Spirit und Opportunity, erforschten die Oberfläche. Leider ist die europäische Hoffnung mit dem Namen Beagle II seit seiner Landung verschollen und wird es wohl auch bleiben.

Florian Kronawitter

Zum Sternenhimmel November 2005

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