Der Mars

 

1: Der Mars: Geographie und Klima

Der Mars, auch als der „rote Planet“ bekannt, ist der vierte Planet von der Sonne entfernt und nach der Erde der zweitkleinste Planet in unserem Sonnensystem. Seine rötliche Farbe resultiert aus dem hohen Gehalt an Eisenoxid (Rost) in seiner Oberfläche. Mit einem Durchmesser von etwa 6.779 Kilometern ist der Mars etwa halb so groß wie die Erde.

Oberflächeneigenschaften des Mars

Die Oberfläche des Mars ist vielfältig und von extremen geologischen Merkmalen geprägt. Zu den auffälligsten Strukturen gehören:

• Olympus Mons, der größte Vulkan im Sonnensystem, mit einer Höhe von etwa 22 Kilometern.
• Valles Marineris, ein gigantisches Grabensystem, das sich über etwa 4.000 Kilometer erstreckt und an manchen Stellen bis zu 7 Kilometer tief ist.
• Tharsis Region, eine riesige Vulkanregion, die von mehreren riesigen Schildvulkanen dominiert wird.

Die Oberfläche des Mars weist zudem viele Krater, Ebenen und Täler auf, die darauf hindeuten, dass der Planet in seiner Vergangenheit erheblich von vulkanischer und tektonischer Aktivität geprägt wurde. Darüber hinaus gibt es Hinweise auf uralte Flusstäler und trockene Flussbetten, die darauf schließen lassen, dass einst flüssiges Wasser über die Oberfläche des Planeten floss.

Marsklima und Atmosphäre

Der Mars hat eine sehr dünne Atmosphäre, die hauptsächlich aus Kohlendioxid (CO₂) besteht, mit Spuren von Stickstoff und Argon. Diese Atmosphäre hat einen Druck, der etwa 1% des Luftdrucks auf der Erde beträgt, was es unmöglich macht, auf dem Mars ohne Schutzanzüge zu atmen. Ein weiteres Merkmal der Marsatmosphäre sind die extremen Temperaturschwankungen. Die Durchschnittstemperatur beträgt etwa -63 Grad Celsius, aber die Temperaturen können am Tag auf etwa 20 Grad Celsius steigen und in der Nacht auf bis zu -140 Grad Celsius sinken.

Die geringe Dichte der Atmosphäre bedeutet, dass sie wenig Schutz vor kosmischer Strahlung und ultravioletter Strahlung der Sonne bietet. Dies stellt eine große Herausforderung für zukünftige bemannte Missionen und mögliche Marskolonien dar, da langfristiger Schutz vor dieser Strahlung notwendig sein wird.

2: Wasser auf dem Mars

Eines der aufregendsten Themen der Marsforschung ist die Frage nach Wasser. Obwohl der Mars heute trocken und kalt ist, gibt es zahlreiche Hinweise darauf, dass auf seiner Oberfläche in der fernen Vergangenheit flüssiges Wasser vorhanden war.

Beweise für vergangenes Wasser

Die beeindruckenden Flusstäler und Deltaformationen auf dem Mars deuten darauf hin, dass einst große Mengen Wasser über die Oberfläche des Planeten geflossen sein müssen. Die Geomorphologie dieser Täler ähnelt stark den Flusstälern auf der Erde, was die Vermutung unterstützt, dass flüssiges Wasser auf dem Mars eine wichtige Rolle bei der Gestaltung der Landschaft spielte.

Im Jahr 2018 entdeckte das Marsis-Radarinstrument an Bord der ESA-Raumsonde Mars Express Hinweise auf einen unterirdischen See aus flüssigem Wasser in der Region Planum Australe, nahe dem Südpol des Mars. Dies war der erste direkte Hinweis auf gegenwärtig existierendes flüssiges Wasser auf dem Planeten. Allerdings ist dieses Wasser wahrscheinlich extrem salzhaltig, was es unter den niedrigen Temperaturen in einem flüssigen Zustand hält.

Eisvorkommen auf dem Mars

Neben flüssigem Wasser gibt es erhebliche Mengen an Wassereis auf dem Mars, die hauptsächlich an den Polen und in den mittleren Breiten des Planeten konzentriert sind. Die Polkappen des Mars bestehen sowohl aus gefrorenem Wasser als auch aus gefrorenem Kohlendioxid (Trockeneis). Diese Eiskappen wachsen und schrumpfen im Wechsel der Jahreszeiten, wobei das Trockeneis sublimiert oder sich absetzt.

Das Vorhandensein von Wassereis auf dem Mars ist von großer Bedeutung für zukünftige Marsmissionen, da es als potenzielle Ressource für Trinkwasser und die Herstellung von Treibstoff (durch die Spaltung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff) genutzt werden könnte.

3: Mars-Explorationsmissionen

Seit den 1960er Jahren hat der Mars das Interesse der Weltraumforschungsagenturen weltweit geweckt. Zahlreiche unbemannte Missionen wurden gestartet, um den roten Planeten zu erkunden und mehr über seine Geologie, Atmosphäre und potenziellen Wasserressourcen zu erfahren.

Frühere Missionen

Eine der frühesten erfolgreichen Marsmissionen war die NASA-Sonde Mariner 4, die 1965 die ersten Nahaufnahmen des Mars machte. Die Bilder zeigten eine karge, kraterübersäte Oberfläche, die der des Mondes ähnelte. In den folgenden Jahrzehnten schickten die USA, die Sowjetunion und später auch Europa mehrere weitere Missionen zum Mars, darunter Viking 1 und Viking 2 in den 1970er Jahren, die erstmals Bilder von der Oberfläche des Mars sendeten und Bodenproben analysierten.

Moderne Marsmissionen

In den letzten Jahrzehnten hat die Marsforschung erhebliche Fortschritte gemacht, vor allem durch die Erkundung mit Rovern. Zu den bekanntesten Rovermissionen gehören:

• Spirit und Opportunity (2004), die beide wichtige Daten über die Geologie und das Klima des Mars lieferten.
• Curiosity (2012), der den Gale-Krater erkundet und nach Spuren von organischen Molekülen sowie früheren Lebensbedingungen sucht.
• Perseverance (2021), der speziell dafür entwickelt wurde, nach Anzeichen früheren mikrobiellen Lebens zu suchen und Proben für eine zukünftige Rückführung zur Erde zu sammeln.

Auch die ESA-Raumsonde ExoMars soll mit dem Rover Rosalind Franklin in den nächsten Jahren den Mars erkunden und detaillierte Bodenproben analysieren.

Geplante bemannte Marsmissionen

Die Idee, Menschen zum Mars zu schicken, ist eines der ehrgeizigsten Ziele der Weltraumforschung. NASA und SpaceX haben Pläne für bemannte Marsmissionen in den 2030er Jahren angekündigt. Diese Missionen stellen jedoch enorme technische und logistische Herausforderungen dar, wie die Entwicklung von Langzeitlebenserhaltungssystemen, Schutz vor kosmischer Strahlung und die Schaffung einer nachhaltigen Infrastruktur auf dem Mars. Dennoch sind diese Missionen entscheidend für die langfristige Vision, den Mars als zweite Heimat für die Menschheit zu etablieren.

4: Die Monde des Mars: Phobos und Deimos

Neben der Erforschung des Mars selbst haben auch seine beiden Monde Phobos und Deimos das Interesse von Wissenschaftlern geweckt. Diese Monde sind relativ klein und haben ungewöhnliche Eigenschaften, die viele Fragen zu ihrer Entstehung und Entwicklung aufwerfen.

Phobos

Phobos ist der größere der beiden Monde und umkreist den Mars in einer sehr niedrigen Umlaufbahn, die nur etwa 6.000 Kilometer über der Marsoberfläche liegt. Dies ist die niedrigste Umlaufbahn eines Mondes in unserem Sonnensystem. Phobos hat einen Durchmesser von etwa 22 Kilometern und eine unregelmäßige, kartoffelförmige Gestalt. Seine Oberfläche ist stark von Kratern übersät, darunter der prominenteste Krater Stickney, der fast ein Drittel des gesamten Mondes ausmacht.

Phobos bewegt sich langsam auf den Mars zu, und es wird angenommen, dass er in etwa 50 Millionen Jahren entweder auf den Mars stürzen oder durch die Gezeitenkräfte des Planeten auseinandergerissen und einen Ring um den Mars bilden könnte.

Deimos

Deimos ist der kleinere der beiden Monde und hat einen Durchmesser von etwa 12 Kilometern. Er umkreist den Mars in einer größeren Entfernung als Phobos und hat eine glattere Oberfläche, die mit einer dicken Schicht aus feinem Staub bedeckt ist. Deimos’ Umlaufbahn ist weniger stabil als die von Phobos, aber es wird erwartet, dass er auf lange Sicht aus seiner Umlaufbahn entweichen und in den interplanetaren Raum entweichen könnte.

Theorien zur Entstehung von Phobos und Deimos

Die Herkunft der Marsmonde ist ein umstrittenes Thema. Es gibt zwei Haupttheorien:

1. Eingefangene Asteroiden: Eine weit verbreitete Theorie besagt, dass Phobos und Deimos ursprünglich Asteroiden waren, die in der Nähe des Mars vorbeizogen und durch seine Schwerkraft eingefangen wurden. Ihre unregelmäßige Form und ihre Zusammensetzung, die der von kohlenstoffreichen Asteroiden ähnelt, stützen diese Hypothese.
2. Zusammenstoßtheorie: Eine alternative Theorie besagt, dass Phobos und Deimos durch ein großes Einschlagsereignis entstanden sind, bei dem ein großer Asteroid mit dem Mars kollidierte und Trümmer in den Weltraum schleuderte. Diese Trümmer hätten sich dann zusammengeballt und die Monde geformt.

5: Mars als potenzielle Heimat der Menschheit

Die Erforschung des Mars hat nicht nur wissenschaftliche Ziele, sondern ist auch Teil der langfristigen Vision, den Mars eines Tages als Heimat für die Menschheit zu nutzen. Der Mars bietet einige Vorteile als möglicher Ort für Kolonien, darunter:

• Rohstoffe: Der Mars verfügt über reichhaltige Vorkommen an Eisen, Silizium, Sauerstoff und möglicherweise auch Wasser, die für die Errichtung von Kolonien und die Herstellung von Treibstoff genutzt werden könnten.
• Tageslänge: Die Länge eines Marstages beträgt etwa 24 Stunden und 39 Minuten, was es den Menschen leichter machen würde, sich an den Rhythmus auf dem Planeten anzupassen.

Jedoch gibt es auch erhebliche Herausforderungen, darunter die bereits erwähnten extremen Temperaturen, der geringe Atmosphärendruck und die Strahlung. Der Mars ist jedoch das vielversprechendste Ziel für eine zukünftige menschliche Präsenz im Sonnensystem.

Der Mars und seine Monde Phobos und Deimos sind faszinierende Objekte, die uns wichtige Einblicke in die Entstehung und Entwicklung des Sonnensystems geben. Die Erforschung des Mars hat nicht nur wissenschaftliche Bedeutung, sondern könnte auch entscheidend für die Zukunft der Menschheit sein. Mit fortschreitender Technologie und internationaler Zusammenarbeit kommen wir der Vision, Menschen auf den Mars zu schicken und ihn möglicherweise zu einer zweiten Heimat zu machen, immer näher.