Planetenweg der Linzer Astronomischen Gemeinschaft

Mars

Foto: NASA/ESA/HST
Mars

Der Mars im Größenvergleich zur Erde.

(Fotos: NASA/ESA/HST)

Bereits mit freiem Auge ist der Mars als rötlicher Lichtpunkt am Nachthimmel zu erkennen. Im Fernrohr zeigen sich – ähnlich wie auf der Erde – sowohl am Nord- als auch am Südpol Eiskappen. Anders als auf unserem Heimatplaneten bestehen diese jedoch nicht nur aus Wassereis, sondern großteils aus Kohlendioxideis (Trockeneis). Ursache für die rötliche Farbe des Planeten ist der hohe Anteil von Eisenoxiden im Marsboden.

Der Mars hat eine dünne Kohlendioxid-Atmosphäre, deren Druck bei etwa 6 Millibar liegt. Die Temperatur an der Oberfläche des Planeten beträgt zwischen -133 °C und +28 °C, der Mittelwert liegt bei -55 °C. Die Rotationsperiode des Planeten beträgt 24 Stunden 37 Minuten und ist damit nur geringfügig länger als jene der Erde. Die Rotationsachse des Mars ist ähnlich geneigt wie jene der Erde, es gibt daher auch am Mars Jahreszeiten mit ausgeprägten Temperaturunterschieden zwischen Nord- und Südhalbkugel. Durch die stark exzentrische elliptische Bahn dauert aber beispielsweise der Frühling auf der Nordhalbkugel 54 Erdentage länger als auf der Südhalbkugel.

Auf dem Mars befindet sich der höchste Berg des Sonnensystems: Der erloschene Vulkan „Olympus Mons“ ist 27 km hoch und hat einen Basisdurchmesser von rund 600 km. In der Frühzeit des Sonnensystems existierte am Mars sehr wahrscheinlich Wasser in flüssiger Form. Ob sich in den Mars-Ozeanen oder im Mars-Boden auch Leben entwickeln konnte ist jedoch noch Gegenstand der aktuellen Forschung.

Der „Rote Planet“ wurde in früheren Kulturen mit Blut und den Gottheiten des Krieges in Verbindung gebracht und erhielt bei den Griechen den Namen des Kriegsgottes Ares, später bei den Römern den Namen Mars.

MarsAbsolutRelativPlanetenweg
Sonnenabstand228 Mio.km1,52 x Erde114 m
Durchmesser6.792 km0,53 x Erde3,4 mm
Masse6,4x1023 kg0,11 x Erde0,08 g
Schwerebeschl.3,7 m/s²0,38 x Erde
Rotationszeit24h 37m 22s1,03 x Erde
Umlaufzeit687,0 Tage1,88 x Erde
Bahngeschw.24 km/s0,8 x Erde
Lichtlaufzeit12m 40s

Monde

Homer, der vermutlich erste Dichter des Abendlandes, schrieb bereits etwa im 8. Jahrhundert v. Chr. in seinem Werk „Ilias“ in mystischer Form vom „Roten Planeten mit seinen zwei ständigen Begleitern“. Im frühen 17. Jahrhundert postulierte Johannes Kepler die Existenz von zwei Mars-Monden, und zwar aus harmonischen Überlegungen: Wenn die Venus keinen Mond habe, die Erde einen, und Jupiter vier (damals bekannte) Begleiter, dann müsse Mars wohl von zwei Trabanten umkreist werden.

Tatsächlich entdeckt wurden die beiden Begleiter des Mars, die Monde „Phobos“ (Furcht) und „Deimos“ (Schrecken) aber erst im Jahr 1877 vom amerikanischen Astronomen Asaph Hall. Der mittlere Durchmesser der unregelmäßig geformten Monde liegt bei nur 22 km bzw. 12 km. Sie sind zu klein um aufgrund der eigenen Gravitation eine Kugelform zu bilden - ihre Form erinnert an jene einer Kartoffel. Wahrscheinlich sind beide Monde eingefangene Planetoiden aus dem der Marsbahn benachbarten Asteroidengürtel.

Deimos umrundet den Mars in etwa 20.000 km über der Marsoberfläche und benötigt für einen Umlauf 30h 18m, Phobos in nur 6.000 km Höhe in 7h 39m. Er geht daher pro Mars-Tag zweimal auf und wieder unter. Phobos hat damit die geringste Entfernung aller Planeten-Trabanten in unserem Sonnensystem und auch die kürzeste Umlaufzeit.

Erforschung

Der Planet Mars ist schon seit dem Altertum bekannt. Allerdings fanden weder die Ägypter noch die Babylonier eine Erklärung für die manchmal am Himmel zu beobachtenden, schleifenartigen Bahnbewegungen des Planeten, welche durch die unterschiedlichen Bahngeschwindigkeiten zwischen Erde und Mars hervorgerufen werden. Erst der in Prag tätige Astronom Tycho Brahe konnte im 16. Jahrhundert die Marsbahn ziemlich exakt bestimmen. Diese Daten ergaben aber eine deutliche Abweichung gegenüber der früher von Kopernikus unter der Annahme eines exakten Kreises errechneten Bahn. Aus den neuen Daten Brahes folgerte Johannes Kepler, dass die tatsächliche Bahnform des Mars nicht ein Kreis, sondern eine Ellipse sein müsse.

Diese neuen Erkenntnisse und die Verwendung von Fernrohren für astronomische Beobachtungen ab 1610 führten anschließend in kürzeren Abständen zu neuen Ergebnissen: 1659 bestimmte der niederländische Astronom Christiaan Huygens den Durchmesser des Mars und die Länge eines Mars-Tages zu 24½ Stunden. 1666 entdeckte der in Italien geborene Giovanni Cassini die weißen Polkappen des Mars. 1830 fertigten der Astronom Johann Mädler und der wohlhabende Amateurastronom Wilhelm Beer einen ersten Marsglobus mit Darstellung der Marsoberfläche an. 1877 stand der Mars besonders günstig für Beobachtungen, was auch weltweit genutzt wurde: Der Amerikaner Asaph Hall entdeckte die beiden Marsmonde Phobos und Deimos. Im gleichen Jahr beobachtete der italienische Astronom Giovanni Schiaparelli auf der Marsoberfläche feine Linien, die er „Canali“ nannte und vermutete dabei, etwa 100 km breite Gräben entdeckt zu haben. In der Folge wurde spekuliert, dass eine Zivilisation am Mars ein den gesamten Planeten umfassendes Bewässerungssystem errichtet hätte. Die vermeintlichen „Kanäle“ wurden aber in den 1930er-Jahren als optische Täuschung entlarvt.

Die Raumfahrt machte den Mars schließlich zu dem nach der Erde am besten erforschten Planeten unseres Sonnensystems. Mit dem Ziel den Mars zu erreichen wurden seit 1960 insgesamt 43 Forschungssonden (USA: 20; Russland: 19; Europa, Japan, China und Indien je eine Raumsonde) gestartet. Von diesen erreichten allerdings nur 17 erfolgreich ihr Ziel (USA: 14, Russland, Europa und Indien je 1). Die erste Landung am Mars gelang der sowjetischen Sonde Mars 3 im Jahr 1971, allerdings brach der Kontakt zu dem Lander nach nur 14 Sekunden ab. Die beiden amerikanischen Viking-Lander erreichten den Planeten im Jahr 1976 und sendeten drei bzw. sechs Jahre lang Bilder und Daten von der Oberfläche des Mars. Als besonders erfolgreich sind die drei US-Mars-Rover Spirit, Opportunity und Curiosity zu bezeichnen: Spirit und Opportunity erreichten 2004 den Mars, Curiosity im Jahr 2012. Während der Kontakt zu Spirit sechs Jahre nach seiner Landung abriss, sind Opportunity und Curiosity noch heute aktiv.

Weitere Missionen der amerikanischen NASA und der europäischen Raumfahrtagentur ESA sind in Vorbereitung. So plant die europäische Raumfahrtagentur ESA zusammen mit der russischen Roskosmos 2016 einen Lander und 2018 einen Rover am Mars zu landen. Auch die USA und China planen neue Mars-Rover, die um das Jahr 2020 den Roten Planeten erreichen sollen.

Beobachtung

Mars, der äußere Nachbarplanet der Erde, ist bereits mit bloßem Auge als heller, rötlicher Lichtpunkt unter den Sternen sichtbar. Der Abstand Erde – Mars schwankt zwischen 56 Millionen Kilometern und fast 400 Millionen Kilometern sehr stark. Daher ist für die Beobachtung mit Amateurteleskopen die Zeit um die Opposition (Erdnähe) am besten geeignet. Diese Planetenkonstellation wiederholt sich etwa alle 26 Monate.

Der Mars ist neben dem schwierig zu beobachtenden Merkur der einzige Planet, bei dem eine Beobachtung der Oberfläche kaum durch eine dichte Atmosphäre oder Gashülle behindert wird. Mit einem Teleskop ab 10 cm Öffnung ist Mars als kleines, rötliches Scheibchen zu erkennen und unter guten Bedingungen können auch Farb- und Strukturunterschiede auf der Planetenoberfläche sowie die helle Polkappen ausgemacht werden. Geduldige Beobachter können auch die jahreszeitliche Größenänderung der eisbedeckten Polkappen im Laufe eines Marsjahres beobachten.

Die beiden Marsmonde Phobos und Deimos sind extrem schwierig zu beobachten. Gründe sind die geringe Größe, die geringe Entfernung der Monde vom Planeten und ihre dunkle Oberfläche.

Mars

Der Mars, aufgenommen mit dem Teleskop der Kepler-Sternwarte Linz.

(Foto: Erwin Günther / LAG)