Mars, der 4. Planet im Sonnensystem, ist nach der Erde der letzte der 4 inneren, gesteinsförmigen Planeten. Aufgrund des geringen Abstands zur Erde ist der Planet Mars oft sehr gut am Nachthimmel zu sehen.
So hat unser Nachbarplanet die Menschen über verschiedene Kulturen und Zivilisationen hinweg bereits seit Zehntausenden von Jahren beschäftigt: Für die Römer war der am Sternenhimmel wandernde rote Planet der Gott des Krieges. Und in den letzten Jahrzehnten gab es, nicht nur in Science-Fiction-Filmen, wilde Spekulationen über grüne Marsmenschen, welche mit Laserpistolen die Erde erobern.
Mars ist auch der mit Abstand am besten erforschte Planet. Von Satelliten im Marsorbit über erfolgreich gelandete Raumfähren und Rover, welche die Oberfläche erkunden: zu keinem anderen Planeten gab es mehr Raumfahrtmissionen.
Und wahrscheinlich wird es auch der erste Planet sein, auf dem bald eine bemannte Mission landen wird, und den Menschen eventuell auch irgendwann besiedeln. Die Landung von Menschen auf dem Mars ist schon für die kommenden Jahre geplant. Sowohl NASA als auch SpaceX und die chinesische Raumfahrtbehörde CSNA wollen bis 2030 Menschen auf den Mars schicken. Und auch für eine Besiedlung des Mars existieren bereits detaillierte Planungen von mehreren Raumfahrtorganisationen.
Doch beide Unternehmungen sind mit großen Risiken verbunden. Ein Flug zum Mars und zurück dauert fast 2 Jahre. Auf dieser langen Reise sind die Astronauten einer erheblichen Strahlung ausgesetzt. Der Flug, die Landung auf dem Mars, der erneute Start vom Mars und der Flug zurück zur Erde ist in jeder Phase eine gewaltige technische Herausforderung.
Ein längerer Aufenthalt auf dem Mars ist mit weiteren enormen Schwierigkeiten verknüpft: Auch auf dem Mars selber bietet die dünne Atmosphäre keinen Schutz vor der starken Strahlung. Zudem gibt es die Gefahr von Meteoriteneinschlägen. Schon sehr kleine Gesteine mit extrem hoher Geschwindigkeit können die Raumanzüge oder auch eventuelle spätere Gebäude zerstören.
Die Versorgung der Menschen während des Fluges und später auf dem Mars mit Nahrung, Wasser und Luft stellt außerordentlich Anforderungen an Planung und Organisation dar. Die Atmosphäre auf dem Mars ist nicht nur extrem dünn, sie enthält auch praktisch keinerlei Sauerstoff. Auch Wasser und Nahrung müssten entweder durch Versorgungsschiffe geliefert oder, wenn möglich, auf dem Mars hergestellt werden.
Man sieht: Mars ist zwar der zweitnächste Planet zur Erde, ein bemannter Flug dorthin ist jedoch ein sehr gewagtes und riskantes Unternehmen. Und obwohl Mars der am besten erforschte Planet ist, gibt es noch viele wichtige Punkte, die mit Fragezeichen verknüpft sind.
Bevor Menschen sich tatsächlich auf dem Weg zum Mars machen, haben wir noch einige Jahre Zeit, den Mars weiter zu untersuchen. Aber was wissen wir schon heute über unseren Nachbarplaneten? Wie ist der aktuelle Wissensstand zum Planet Mars?
Die Oberfläche, die Geologie und auch die Atmosphäre wurden durch mehrere Missionen erforscht. Welche Erkenntnisse haben diese Missionen zum Mars gebracht? Und wie hilfreich und nützlich ist dieses Wissen für folgende bemannte Missionen zum Mars?
Hier geben wir einen Überblick über wir die wichtigsten Ergebnisse der bisherigen Marsmissionen. Dabei gehen wir vor allem auch auf diese Punkte und Fragen ein:
- Existiert auf dem Mars Wasser?
- Gibt es Leben auf dem Mars?
- Gab es einmal Leben auf dem Mars?
- Ist der Mars für Menschen bewohnbar?
Die Kapitel im Überblick
Mars: Nachbar im Sonnensystem
Nach dem Mond und der Venus ist der Planet Mars unser nächster Nachbar im Sonnensystem. So ist Mars trotz seiner geringen Größe oft mit dem bloßen Auge am Nachthimmel gut zu sehen.
Als Wanderer am Sternenhimmel ist er von vielen frühen Zivilisationen bereits vor Jahrtausenden dokumentiert worden, unter anderem von den Ägyptern. Durch Teleskope wird der rote Planet seit 1610 erforscht, zuerst von Galileo Galilei.
Seit den 1960er Jahren sind zahlreiche Sonden der USA und der UdSSR zum Mars geflogen, es war ein Wettrennen, wer den Mars zuerst erreicht und erkundet:
- Im Juli 1965 erreicht die Mariner 4 Sonde (USA) den Mars und sendet die ersten Fotografien eines anderen Planeten aus nächster Nähe.
- Im Dezember 1971 landet die Mars 3 Sonde (UdSSR) erfolgreich auf dem Planeten. Nach ca. 20 Sekunden bricht jedoch der Funkkontakt ab,
- Im Juli 1976 landet die Viking 1 Sonde (USA) erfolgreich auf dem Mars.
Ab 1997 haben auch mehrere Rover den Mars erkundet. Aktuell befinden sich 3 Rover auf dem Mars im Einsatz: Curiosity, Zhurong und Perseverance. Und seit 2021 ist auch der Mini-Helikopter Ingenuity auf dem Planeten und unterstützt die Perseverance Mission.
Der rote Planet ist damit (nach der Erde) der am besten erforschte Planet im Sonnensystem. Doch was genau wissen wir eigentlich über den roten Planeten? Im Folgenden fassen wir die wichtigsten Daten zu unserem Nachbarplaneten zusammen.
Planet Mars im Überblick
Abstand zur Sonne
Der mittlere Abstand des Mars zur Sonne beträgt ca. 2,27 × 108 Kilometer (227 Millionen Kilometer). Das ist ungefähr das 1,5-fache des Abstands der Erde zur Sonne (ca. 1,524 Astronomische Einheiten).
Die Bahn des Mars ist jedoch stark elliptisch: Der minimale Abstand zur Sonne (Perihel) beträgt ca. 207 Millionen km, der maximale Abstand (Aphel) ca. 249 Millionen km.
Abstand zur Erde
Nach Venus ist Mars der Planet mit dem geringsten Abstand zur Erde. Die Planeten bewegen sich jedoch mit sehr unterschiedlichen Geschwindigkeiten auf ihren Bahnen. Der Abstand des Mars zur Erde variiert deshalb stark, von ca. 55 Millionen km im Minimum bis zu ca. 401 Millionen km im Maximum.
Die Zeitfenster mit einem geringen Abstand zur Erde werden deshalb oft für Raumfahrtmissionen zum Mars genutzt.
Größe: Radius und Volumen
Mars ist mit einem Radius von 3.389 km sehr viel kleiner als die Erde (Erdradius: 6.371 km). Mars ist der zweitkleinste Planet im Sonnensystem. Nur der sonnennächste Planet Merkur ist noch kleiner.
Aus dem Radius ergibt sich das Volumen des Mars zu 1.6318 x 1011 km3 (Kubikkilometer), was ungefähr 15 Prozent des Volumens der Erde sind.
Credit: NASA/JPL-Caltech
Masse und Dichte
Die Masse des Mars beträgt 6,42 x 1023 Kilogramm, was nur ungefähr 10 Prozent der Masse der Erde entspricht.
Auch die Dichte des Mars ist mit 3,933 g/cm3 geringer als die Dichte der Erde (5,514 g/cm3).
Gravitation
Die Schwerkraft auf dem Mars beträgt ca. 38 Prozent der Anziehungskraft auf der Erde. 100 kg auf der Erde wiegen auf dem Mars also nur 38 kg.
Temperatur
Die mittleren Temperaturen auf dem Mars liegen im Bereich von -50 bis -60 Grad. Es gibt starke Variationen von Tag zu Nacht und von Sommer zu Winter. Am Tag sind die Temperaturen deutlich höher (ca. -20 Grad) und erreichen im Sommer ca. +15 Grad. An den Polen kann es im Winter allerdings bis – 120 Grad Celsius kalt sein.
Atmosphäre und Luftdruck
Die Atmosphäre besteht zum größten Teil aus Kohlendioxid. Weitere bedeutende Anteile hat Stickstoff und Argon. Verschwindend gering ist der Anteil von Sauerstoff, Kohlenmonoxid und Wasserdampf. Der Luftdruck beträgt weniger als 1 Prozent des Luftdrucks auf der Erde (Mars: 7,5 mbar und Erde: 1013 mbar).
| Gas | Anteil (%) |
|---|---|
| Kohlendioxid | 95,97 |
| Argon | 1,93 |
| Stickstoff | 1,89 |
| Sauerstoff | 0,15 |
| Kohlenmonoxid | 0,06 |
| Wasserdampf | 0,02 |
Marstag und Marsjahr
Ein Tag auf dem Mars dauert ungefähr genau so lange wie ein Tag auf der Erde: 24 Stunden und 37 Minuten (ein Erdtag dauert 23 Stunden und 56 Minuten).
Ein Jahr auf dem Mars, also die Rotation des Planeten um die Sonne, dauert fast 2 Erdenjahre: ungefähr 687 Tage.
Monde: Phobos und Deimos
Den Mars umkreisen zwei Monde: Phobos und Deimos. Beide Monde sind sehr klein und haben keine regelmäßige Form. Phobos ist in Näherung ein Ellipsoid mit einer maximalen Ausdehnung von etwa 27 km. Deimos ist noch kleiner, mit einer maximalen Ausdehnung von 15 km.
Die Umlaufbahnen beider Monde sind sehr nah am Mars: Phobos ist auf seiner Bahn maximal 9.378 Kilometer vom Mars entfernt. Die Umlaufbahn von Deimos ist nahezu kreisförmig mit einem Radius von 23.459 km.
Die Oberfläche des Mars
Der Mars ist mit Tausenden von Kratern übersät, welche von Meteoriteneinschlägen aus über vielen Hunderten von Millionen Jahren stammen. Zudem haben die Vulkane einen bleibenden Eindruck auf der Oberfläche des Mars hinterlassen.
Interessanterweise unterscheidet sich die Oberfläche auf der Nordhalbkugel des Mars erheblich von der auf der Südhalbkugel. So gibt es nördlich des Äquators sehr viel weniger Krater als im Süden.
Auch ist die durchschnittliche Höhe auf der Nordhalbkugel viel geringer als auf der Südhalbkugel des Mars.
Topografie des Mars
Im Vergleich zur Erde zeichnet sich der Planet Mars durch eine äußerst unebene, zerklüftete Oberfläche aus: Die Gebirge können Höhen von ca. 9 km erreichen und die Täler in den Kratern haben ein Tiefe von bis zu ca. 8 km.
Die Vulkane auf dem Mars können die Gebirge noch weit übertreffen und sind zum Teil viel höher als 9 km. Der höchste Punkt auf dem Mars ist der Vulkan Olympus Mons mit einer Höhe von 21.229 m. Der tiefste Punkt ist die Tiefebene im Krater Hellas Planitia mit 8.180 m unter dem mittleren Null-Niveau.
Zum Vergleich: Der Mount Everest ist 8.848 m hoch und der Marianengraben ca. 11.000 m tief.
Die gewaltigen Höhen und Tiefen auf dem Mars sind noch beeindruckender, wenn man berücksichtigt, dass der Mars einen deutlich kleineren Durchmesser als die Erde hat. Übertragen auf die Größenverhältnisse der Erde, wären die Gebirge etwa 18 km hoch, die Vulkane würden Höhen von ca. 40 km erreichen und die Täler und Schluchten wären ca. 16 km tief.
Die folgende Karte zeigt die Topografie des Mars, wie sie aus Höhenmessungen vom Mars Global Surveyor der NASA bestimmt wurde.
Gradfelder
Die USGS, ein Institut für Kartografie in den USA, hat die Marsoberfläche in 30 Gradfelder eingeteilt. Diese sind jeweils nach einem Oberflächenmerkmal benannt (Berg, Krater, Schlucht, etc.). Der Nordpol (Mare Boreum) liegt dabei im 1. Gradfeld (MC-1) und der Südpol (Mare Australe) im 30. Gradfeld (MC-30).
Valles Marineris
Der Grand Canyon des Mars: Südlich des Äquators verläuft ein riesiges System aus Schluchten. Mit einer Länge von über 4.500 Kilometern und einer Tiefe von über 10 km sind es wahrscheinlich die gewaltigsten Schluchten im ganzen Sonnensystem.
Bereits im 19. Jahrhundert konnte dieses Grabensystem durch Fernrohre von der Erde aus beobachtet werden: Giovanni Schiaparelli und später Percival Lowell fertigten Karten von Kanälen auf dem Mars an, welche zu Spekulationen über möglichem intelligenten Leben auf dem Mars führten.
Während einige der Kanäle sich als optische Täuschungen herausstellten, konnte die Existenz des Grabensystems südlich des Äquators durch die Mariner 4 Sonde bestätigt werden. Danach erhielten die Schluchten auch ihren Namen: Valles Marineris, was so viel wie das „Mariner Tal“ bedeutet.
QUELLEN
https://de.wikipedia.org/wiki/Mars_(Planet)
https://de.wikipedia.org/wiki/Chronologie_der_Marsmissionen
https://de.wikipedia.org/wiki/Coprates_(Gradfeld)
https://de.wikipedia.org/wiki/Valles_Marineris
https://de.wikipedia.org/wiki/Mars_(Fernsehserie)