Mars ist der vierte Planet in unserem Sonnensystem und der zweitkleinste nach Merkur. Benannt nach dem antiken römischen Kriegsgott. Sein Spitzname „Roter Planet“kommt von der rötlichen Färbung der Oberfläche, die auf das Vorherrschen von Eisenoxid zurückzuführen ist. Alle paar Jahre, wenn der Mars in Opposition zur Erde steht, ist er am besten am Nachthimmel sichtbar. Aus diesem Grund beobachten die Menschen den Planeten seit vielen Jahrtausenden, und sein Erscheinen am Himmel hat in der Mythologie und den astrologischen Systemen vieler Kulturen eine große Rolle gespielt. In der Neuzeit ist es zu einer Fundgrube wissenschaftlicher Entdeckungen geworden, die unser Verständnis des Sonnensystems und seiner Geschichte erweitert haben.
Größe, Umlaufbahn und Masse des Mars
Der Radius des vierten Planeten von der Sonne beträgt etwa 3396 km am Äquator und 3376 km in den Polarregionen, was 53 % des Erdradius entspricht. Und obwohl es etwa halb so viel ist, beträgt die Masse des Mars 6,4185 x 10²³ kg oder 15,1 % der Masse unseres Planeten. Die Neigung der Achse ist ähnlich der der Erde und beträgt 25,19° zur Ebene der Umlaufbahn. Das bedeutet, dass auch der vierte Planet von der Sonne aus einen Wechsel der Jahreszeiten erlebt.
Der Mars ist am weitesten von der Sonne entferntumkreist in einem Abstand von 1,666 AE. e., oder 249,2 Millionen km. Am Perihel, wenn es unserem Stern am nächsten ist, ist es 1,3814 AE von ihm entfernt. e., oder 206,7 Millionen km. Der rote Planet benötigt 686.971 Erdtage, was 1,88 Erdjahren entspricht, um die Sonne einmal zu umrunden. In Marstagen, die auf der Erde ein Tag und 40 Minuten sind, hat ein Jahr 668,5991 Tage.
Bodenzusammensetzung
Mit einer durchschnittlichen Dichte von 3,93 g/cm³ macht diese Eigenschaft den Mars weniger dicht als die Erde. Sein Volumen beträgt etwa 15 % des Volumens unseres Planeten und seine Masse 11 %. Roter Mars ist das Ergebnis des Vorhandenseins von Eisenoxid auf der Oberfläche, besser bekannt als Rost. Das Vorhandensein anderer Mineralien im Staub sorgt für andere Farbtöne - Gold, Braun, Grün usw.
Dieser terrestrische Planet ist reich an silizium- und sauerstoffh altigen Mineralien, Metallen und anderen Substanzen, die normalerweise auf Gesteinsplaneten vorkommen. Der Boden ist leicht alkalisch und enthält Magnesium, Natrium, Kalium und Chlor. Experimente mit Bodenproben zeigen auch, dass der pH-Wert 7,7 beträgt.
Obwohl auf der Marsoberfläche aufgrund der dünnen Atmosphäre kein flüssiges Wasser existieren kann, konzentrieren sich große Eiskonzentrationen innerhalb der Polkappen. Außerdem erstreckt sich vom Pol bis zum 60. Breitengrad der Permafrostgürtel. Dies bedeutet, dass Wasser unter dem größten Teil der Oberfläche als Mischung aus seinem festen und flüssigen Zustand vorliegt. Radardaten und Bodenproben bestätigten das Vorhandensein von unterirdischen Reservoirsauch in mittleren Breiten.
Interne Struktur
Der 4,5 Milliarden Jahre alte Planet Mars besteht aus einem dichten metallischen Kern, der von einem Siliziummantel umgeben ist. Der Kern besteht aus Eisensulfid und enthält doppelt so viele leichte Elemente wie der Erdkern. Die durchschnittliche Dicke der Kruste beträgt etwa 50 km, das Maximum 125 km. Wenn wir die Größe der Planeten berücksichtigen, ist die Erdkruste mit einer durchschnittlichen Dicke von 40 km dreimal dünner als die Marskruste.
Moderne Modelle seiner inneren Struktur deuten darauf hin, dass die Größe des Kerns in einem Radius von 1700-1850 km liegt und hauptsächlich aus Eisen und Nickel mit etwa 16-17% Schwefel besteht. Aufgrund seiner geringeren Größe und Masse beträgt die Schwerkraft auf der Marsoberfläche nur 37,6 % der Erdanziehungskraft. Die Erdbeschleunigung beträgt hier 3,711 m/s², verglichen mit 9,8 m/s² auf unserem Planeten.
Oberflächenbeschaffenheit
Roter Mars ist von oben staubig und trocken, und geologisch ähnelt er der Erde sehr. Es hat Ebenen und Bergketten und sogar die größten Sanddünen im Sonnensystem. Hier befindet sich auch der höchste Berg - der Schildvulkan Olympus und die längste und tiefste Schlucht - das Marinera Valley.
Einschlagskrater sind typische Landschaftselemente des Planeten Mars. Ihr Alter wird auf Milliarden von Jahren geschätzt. Aufgrund der langsamen Erosionsgeschwindigkeit sind sie gut erh alten. Das größte von ihnen ist das Hellas-Tal. Der Umfang des Kraters beträgt etwa 2300 km und seine Tiefe erreicht 9 km.
Auch auf der MarsoberflächeSchluchten und Kanäle sind zu unterscheiden, und viele Wissenschaftler glauben, dass einst Wasser durch sie geflossen ist. Vergleicht man sie mit ähnlichen Formationen auf der Erde, kann man davon ausgehen, dass sie zumindest teilweise durch Wassererosion entstanden sind. Diese Kanäle sind ziemlich groß - 100 km breit und 2.000 km lang.
Marssatelliten
Mars hat zwei kleine Monde, Phobos und Deimos. Sie wurden 1877 vom Astronomen Asaph Hall entdeckt und sind nach mythischen Gest alten benannt. Nach der Tradition, Namen aus der klassischen Mythologie zu nehmen, sind Phobos und Deimos die Söhne von Ares, dem griechischen Kriegsgott, der der Prototyp des römischen Mars war. Der erste von ihnen verkörpert Angst und der zweite - Verwirrung und Entsetzen.
Phobos hat einen Durchmesser von etwa 22 km und die Entfernung zum Mars beträgt 9234,42 km am Perigäum und 9517,58 km am Apogäum. Dies liegt unter der Synchronhöhe und es dauert nur 7 Stunden, bis der Satellit den Planeten umkreist. Wissenschaftler haben berechnet, dass Phobos in 10 bis 50 Millionen Jahren auf die Marsoberfläche fallen oder in eine Ringstruktur um ihn herum zerfallen könnte.
Deimos hat einen Durchmesser von etwa 12 km und ist vom Mars 23455,5 km am Perigäum und 23470,9 km am Apogäum entfernt. Der Satellit macht eine komplette Umdrehung in 1,26 Tagen. Mars kann zusätzliche Satelliten haben, die einen Durchmesser von weniger als 50-100 m haben, und es gibt einen Staubring zwischen Phobos und Deimos.
Laut Wissenschaftlern waren diese Satelliten einst Asteroiden, aber dann wurden sie von der Schwerkraft des Planeten eingefangen. Die niedrige Albedo und Zusammensetzung beider Monde (kohlenstoffh altigChondrit), das dem Material von Asteroiden ähnlich ist, stützen diese Theorie, und die instabile Umlaufbahn von Phobos scheint auf einen kürzlichen Einfang hinzuweisen. Die Umlaufbahnen beider Monde sind jedoch kreisförmig und liegen in der Ebene des Äquators, was für eingefangene Körper ungewöhnlich ist.
Atmosphäre und Klima
Das Wetter auf dem Mars ist auf das Vorhandensein einer sehr dünnen Atmosphäre zurückzuführen, die zu 96 % aus Kohlendioxid, 1,93 % Argon und 1,89 % Stickstoff sowie Spuren von Sauerstoff und Wasser besteht. Es ist sehr staubig und enthält Partikel mit einem Durchmesser von nur 1,5 Mikrometern, die den Marshimmel von der Oberfläche aus dunkelgelb färben. Der atmosphärische Druck variiert zwischen 0,4 und 0,87 kPa. Dies entspricht etwa 1 % der Erde auf Meereshöhe.
Aufgrund der dünnen Schicht der Gashülle und der größeren Entfernung von der Sonne erwärmt sich die Marsoberfläche viel stärker als die Erdoberfläche. Im Durchschnitt sind es -46 °C. Im Winter sinkt sie an den Polen auf -143 °C ab und erreicht im Sommer mittags am Äquator 35 °C.
Auf dem Planeten toben Staubstürme, die sich in kleine Tornados verwandeln. Stärkere Hurrikane treten auf, wenn Staub aufsteigt und von der Sonne erhitzt wird. Die Winde verstärken sich und erzeugen Stürme, die Tausende von Kilometern lang sind und mehrere Monate andauern. Sie verbergen tatsächlich fast die gesamte Oberfläche des Mars vor der Sicht.
Spuren von Methan und Ammoniak
Methanspuren wurden auch in der Atmosphäre des Planeten gefunden, dessen Konzentration 30 Teile pro Milliarde beträgt. Es wird geschätzt, dassDer Mars soll 270 Tonnen Methan pro Jahr produzieren. Einmal in die Atmosphäre freigesetzt, kann dieses Gas nur für einen begrenzten Zeitraum (0,6–4 Jahre) existieren. Sein Vorhandensein weist trotz seiner kurzen Lebensdauer darauf hin, dass eine aktive Quelle vorhanden sein muss.
Vorgeschlagene Optionen umfassen vulkanische Aktivität, Kometen und das Vorhandensein von methanogenen mikrobiellen Lebensformen unter der Oberfläche des Planeten. Methan kann durch einen nicht-biologischen Prozess namens Serpentinisierung hergestellt werden, der Wasser, Kohlendioxid und Olivin umfasst, was auf dem Mars üblich ist.
Mars Express entdeckte auch Ammoniak, aber mit einer relativ kurzen Lebensdauer. Es ist nicht klar, was es produziert, aber vulkanische Aktivität wurde als mögliche Quelle vorgeschlagen.
Den Planeten erkunden
Der Versuch, herauszufinden, was der Mars ist, begann in den 1960er Jahren. In der Zeit von 1960 bis 1969 startete die Sowjetunion 9 unbemannte Raumschiffe zum Roten Planeten, aber alle erreichten das Ziel nicht. 1964 begann die NASA mit dem Start von Mariner-Sonden. Die ersten waren "Mariner-3" und "Mariner-4". Die erste Mission scheiterte während des Einsatzes, aber die zweite, die 3 Wochen später gestartet wurde, hat die 7,5-monatige Reise erfolgreich abgeschlossen.
Mariner 4 machte die ersten Nahaufnahmen des Mars (die Einschlagskrater zeigten) und lieferte genaue Daten zum atmosphärischen Druck auf der Oberfläche und stellte das Fehlen eines Magnetfelds und eines Strahlungsgürtels fest. Die NASA setzte das Programm mit dem Start eines weiteren Paars Vorbeiflugsonden Mariner 6 und 7 fort.der den Planeten 1969 erreichte
In den 1970er Jahren wetteiferten die UdSSR und die USA darum, als erste einen künstlichen Satelliten in eine Umlaufbahn um den Mars zu bringen. Das sowjetische M-71-Programm umfasste drei Raumschiffe - Kosmos-419 (Mars-1971C), Mars-2 und Mars-3. Die erste schwere Sonde stürzte beim Start ab. Nachfolgende Missionen, Mars 2 und Mars 3, waren eine Kombination aus einem Orbiter und einem Lander und waren die ersten Stationen, die außerirdisch landeten (außer auf dem Mond).
Sie wurden Mitte Mai 1971 erfolgreich gestartet und flogen sieben Monate lang von der Erde zum Mars. Am 27. November stürzte der Lander Mars 2 aufgrund eines Bordcomputerausfalls ab und erreichte als erstes von Menschenhand geschaffenes Objekt die Oberfläche des Roten Planeten. Am 2. Dezember machte Mars-3 eine reguläre Landung, aber seine Übertragung wurde nach 14.5 von der Sendung unterbrochen.
In der Zwischenzeit setzte die NASA das Mariner-Programm fort und startete 1971 die Sonden 8 und 9. Mariner 8 stürzte während des Starts in den Atlantischen Ozean. Aber das zweite Raumschiff erreichte nicht nur den Mars, sondern wurde auch das erste, das erfolgreich in seine Umlaufbahn gebracht wurde. Während der Staubsturm planetaren Ausmaßes anhielt, gelang es dem Satelliten, mehrere Fotos von Phobos zu machen. Als der Sturm nachließ, machte die Sonde Bilder, die detailliertere Beweise dafür lieferten, dass einst Wasser auf der Marsoberfläche floss. Ein Hügel namens Snows of Olympus (eines der wenigen Objekte, das während eines planetarischen Staubsturms sichtbar blieb) wurde auch als die höchste Formation im Sonnensystem festgestellt, was zu führteUmbenennung in Mount Olympus.
Im Jahr 1973 schickte die Sowjetunion vier weitere Sonden: den 4. und 5. Mars-Orbiter sowie die Orbital- und Abstiegssonden Mars-6 und 7. Alle interplanetaren Stationen außer Mars-7 , übermittelten Daten und Die Mars-5-Expedition war die erfolgreichste. Vor der Druckentlastung des Sendergehäuses konnte die Station 60 Bilder übertragen.
Bis 1975 startete die NASA Viking 1 und 2, die aus zwei Orbitern und zwei Landern bestanden. Die Mission zum Mars zielte darauf ab, nach Spuren von Leben zu suchen und seine meteorologischen, seismischen und magnetischen Eigenschaften zu beobachten. Die Ergebnisse biologischer Experimente an Bord der Wiedereintritts-Wikinger waren nicht schlüssig, aber eine erneute Analyse der 2012 veröffentlichten Daten deutete auf Anzeichen mikrobiellen Lebens auf dem Planeten hin.
Orbiter haben zusätzliche Daten geliefert, die bestätigen, dass es einst Wasser auf dem Mars gab - große Überschwemmungen haben Tausende von Kilometern lange tiefe Schluchten geformt. Darüber hinaus deuten verzweigte Bäche auf der Südhalbkugel darauf hin, dass hier einst Niederschläge gefallen sind.
Wiederaufnahme der Flüge
Der vierte Planet von der Sonne aus wurde erst in den 1990er Jahren erforscht, als die NASA die Mars-Pathfinder-Mission entsandte, die aus einem Raumschiff bestand, das mit der sich bewegenden Sojourner-Sonde eine Station landete. Das Gerät landete am 4. Juli 1987 auf dem Mars und wurde ein Beweis für die Lebensfähigkeit der Technologien, die in weiteren Expeditionen verwendet werden, wie zwie Airbaglandung und automatische Hindernisvermeidung.
Die nächste Mission zum Mars ist der Kartierungssatellit MGS, der den Planeten am 12. September 1997 erreichte und im März 1999 seinen Betrieb aufnahm gesamte Oberfläche und Atmosphäre und sendete mehr Planetendaten als alle vorherigen Missionen zusammen.
5. November 2006 MGS verlor den Kontakt zur Erde und die Wiederherstellungsbemühungen der NASA endeten am 28. Januar 2007
Im Jahr 2001 wurde der Mars Odyssey Orbiter losgeschickt, um herauszufinden, was der Mars ist. Ziel war es, mithilfe von Spektrometern und Wärmebildkameras nach Beweisen für die Existenz von Wasser und vulkanischer Aktivität auf dem Planeten zu suchen. Im Jahr 2002 wurde bekannt gegeben, dass die Sonde eine große Menge Wasserstoff entdeckt hatte, ein Beweis für riesige Eisablagerungen in den obersten drei Metern des Bodens innerhalb von 60° vom Südpol.
Am 2. Juni 2003 startete die Europäische Weltraumorganisation (ESA) Mars Express, ein Raumschiff, das aus einem Satelliten und dem Lander Beagle 2 besteht. Sie ging am 25. Dezember 2003 in die Umlaufbahn, und die Sonde trat am selben Tag in die Atmosphäre des Planeten ein. Bevor die ESA den Kontakt zum Lander verlor, bestätigte der Mars Express Orbiter das Vorhandensein von Eis und Kohlendioxid am Südpol.
Im Jahr 2003 begann die NASA im Rahmen des MER-Programms mit der Erforschung des Planeten. Es wurden zwei Rover Spirit und Opportunity eingesetzt. Die Mission zum Mars hatte die Aufgabe, verschiedene zu erforschenGestein und Erde, um hier Beweise für das Vorhandensein von Wasser zu finden.
12.08.05 Der Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) wurde gestartet und erreichte am 10.03.06 die Umlaufbahn des Planeten. An Bord des Geräts befinden sich wissenschaftliche Instrumente zur Erkennung von Wasser, Eis und Mineralien auf und unter der Oberfläche. Darüber hinaus wird MRO zukünftige Generationen von Raumsonden unterstützen, indem es das Wetter und die Oberflächenbedingungen auf dem Mars täglich überwacht, nach zukünftigen Landeplätzen sucht und ein neues Telekommunikationssystem testet, das die Kommunikation mit der Erde beschleunigen wird.
6. August 2012, das MSL Mars Science Laboratory der NASA und der Curiosity Rover landeten im Krater Gale. Mit ihrer Hilfe wurden viele Entdeckungen über lokale atmosphärische und Oberflächenbedingungen gemacht und auch organische Partikel nachgewiesen.
Am 18. November 2013 wurde in einem weiteren Versuch, herauszufinden, was der Mars ist, der MAVEN-Satellit gestartet, dessen Zweck es ist, die Atmosphäre zu untersuchen und Signale von Roboterrovern weiterzuleiten.
Forschung geht weiter
Der vierte Planet von der Sonne ist nach der Erde der am besten untersuchte Planet im Sonnensystem. Derzeit sind Opportunity- und Curiosity-Stationen auf seiner Oberfläche in Betrieb, und 5 Raumschiffe operieren im Orbit – Mars Odyssey, Mars Express, MRO, MOM und Maven.
Diese Sonden haben unglaublich detaillierte Bilder des Roten Planeten aufgenommen. Sie halfen bei der Entdeckung, dass es dort einst Wasser gab, und bestätigten, dass sich Mars und Erde sehr ähnlich sind – sie haben Polkappen, Jahreszeiten, eine Atmosphäre und mehrdas Vorhandensein von Wasser. Sie zeigten auch, dass organisches Leben heute existieren kann und höchstwahrscheinlich schon vorher existiert hat.
Die Besessenheit der Menschheit vom Mars hält unvermindert an, und unsere Bemühungen, seine Oberfläche zu studieren und seine Geschichte zu enträtseln, sind noch lange nicht vorbei. In den kommenden Jahrzehnten werden wir wahrscheinlich weiterhin Rover dorthin schicken und zum ersten Mal einen Menschen dorthin schicken. Und im Laufe der Zeit, vorausgesetzt die Verfügbarkeit der notwendigen Ressourcen, wird der vierte Planet von der Sonne eines Tages bewohnbar werden.
