Der Rote Planet
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Mars Der Rote Planet by cibbi Das Sonnensystem Gliederung Mars - Von den geschichtlichen Anfängen bis heute Steckbrief: Mars Die Zukunft der Marsmissionen Die geplanten Forschungen in den nächsten Jahren Zusammenfassung Quellen Mars – Von den geschichtlichen Anfängen bis heute Mars, Kriegsgott der Antike Entstehung des Planeten Vorstellungen über den Roten Planeten Mars, Kriegsgott der Antike Auch wenn der Mars erst vor rund 2.000 Jahren von Astronomen entdeckt wurde, so war er bereits in der Antike bekannt. Der römische Kriegsgott Mars gab dem Roten Planeten seinen Namen. Mars hieß auch Mavors, Marmar, Marspiter oder Mamers und war gleichzeitig ein Schützer der Fluren und deren Wachstum sowie ein Kriegsgott. Seine Eltern waren der Götterkönig Jupiter und seine Gemahlin Juno. Er galt als Vorfahr des römischen Volkes, da er der Vater von Romulus und Remus war. Mars wurde wie den anderen römischen Göttern Tempel und im “geheiligten Monat“ März auch Kulthandlungen gewidmet. Sinnbilder des Mars sind Lanze und Stier. Zum gerüsteten Krieger wurde er jedoch erst durch die Berührung der Italiker mit den Griechen und ihrem Kriegsgott Ares. Die Römer benannten außerdem den ersten Monat im Jahr nach ihm. Bilder vom Mars Der römische Kriegsgott Mars Mars – unser Nachbarplanet Entstehung des Planeten Nach heutiger Kenntnis entstand das Sonnensystem mit den Planeten, der Sonne und anderen Körpern und somit auch dem Mars vor ca. 4,6 · 10 ^9 Jahren aus einer rotierenden abgeplatteten Nebelmasse. Im Innenbereich, wo die Sonne entstand, kam es zu einer stärkeren Aufheizung der Nebelmasse als im äußeren Bereich. Bei der Abkühlung kondensierten Elemente und Verbindungen (wie z. B. Eisen und Silicate) im Innenbereich zu Tropfen und Körnern. Bei Zusammenstößen dieser Kondensate entstanden aus den kleinen Teilchen, die miteinander verschmolzen, größere Gebilde und schließlich die Planeten. Der Rote Planet Entstehung des Planeten Der Mars entstand also durch das Verschmelzen gasförmiger, flüssiger und fester Bestandteile im Sonnennebel. Er und die sonnennahen Planeten besaßen wahrscheinlich größere Massen. Ihr gasförmiger Anteil wurde aber von der Sonne weggeblasen, da die festen Kerne zu geringe Massen hatten, um mit ihrer Gravitationskraft die Atmosphären an sich zu binden. Nach der Entstehung heizte sich der Mars wie alle Planeten durch die Energiefreisetzung bei Zerfall radioaktiver Stoffe im Inneren stark auf. Entstehung des Planeten Dabei schmolzen die erdartigen Planeten teilweise und erstarrten schließlich wieder. Es entstanden Gesteinskrusten an der Oberfläche. Die Einschlagskrater vom Aufprall fester Körper auf den Planeten und seine zwei Monde Deimos und Phobos sind auch heute noch gut erhalten. Beim Aufschmelzen der Planeten wurde außerdem Gas frei, die Atmosphären entstanden – welche je nach Planet eine unterschiedliche Dichte aufweisen. Darstellungen des Mars Erste Karte des Mars von Giovanni Schiaparelli fotographische Darstellung des Mars mit den Bewegungen der Atmosphäre Vorstellungen über den Roten Planeten Bereits im Altertum erkannte man, dass Mars ein Wandelstern ist, der wie Sonne und Mond über den Himmel wandert. Man glaubte, dass Mars wie die anderen Wandelsterne Merkur, Venus, Jupiter, Saturn, Mond und Sonne um die scheibenförmige Erde kreist, welche das Zentrum unseres Sonnensystems darstellt. Der Gelehrte Claudius Ptolemäus (ca. 90-160 n. Chr.) stellte dieses geozentrische oder auch ptolemäische Weltbild auf. Es war lange anerkannt – und stimmte mit religiösen und philosophischen Auffassungen dieser Zeit überein. Allerdings erkannte man später, dass die Erde eine Kugel und keine Scheibe ist. Sturm auf dem Mars Vorstellungen über den Roten Planeten Im 14. Jhd. kam der Astronom Nikolaus Kopernikus (1473 – 1543) schließlich bei seinen Beobachtungen wie viele andere, die die Planeten orten wollten, in Widerspruch der berechneten mit den beobachteten Planetenorten. Er gelangte zu der Erkenntnis, dass das ptolemäische Weltbild falsch sei und stellte ein Neues auf. In diesem umkreist Mars ebenso wie die Erde das Zentrum Sonne. Alle Planeten bewegen sich um die Sonne. Nur der Mond hat seine Bahn um die Erde. Dieses Weltbild wird heliozentrisch oder kopernikanisch genannt. Es wird erst 1992 vom Papst anerkannt. Giordano Bruno starb auf dem Scheiterhaufen und Galileo Galilei musste widerrufen, nur weil sie an die Lehre von Kopernikus glaubten. Gesteinsprobe des Mars Elektronenmikroskopische Aufnahme einer Gesteinsprobe des 1984 in der Antarktis entdeckten Marsmeteoriten ALH 84 001. Die 1996 entdeckten Bakterien waren allerdings nur gebrochene Oberflächen von Kristallen und keine Kleinstlebewesen. Bis heute konnte kein Leben auf dem Mars nachgewiesen werden. Vorstellungen über den Roten Planeten 1877 entdeckte Giovanni Schiaparelli eine Reihe dunkler Linien auf dem Mars und nannte sie “canali“. Das italienische Wort steht anders als im Englischen und Deutschen sowohl für natürliche Kanäle und Gräben wie auch für künstlich entstandene. Es kam zu vielen Spekulationen, ob der Mars bewohnt ist oder nicht, denn es war auch ein Wunschdenken der Menschen, nicht allein im Universum zu sein. Diesen Mutmaßungen wurde lange Glauben geschenkt. So verfasste Orson Welles, ein Stück über die Landung der Marsbewohner auf der Erde. Es kam im Herbst 1938 zu panikartigen Szenen in den USA und bei der Ausstrahlung in Ecuador im Februar 1948 stürmte die Bevölkerung das Sendegebäude und verwüstete es vollständig. Außerdem wurde ein Zeitungsgebäude verwüstet und 15 Menschen kamen ums Leben. Vorstellungen über den Roten Planeten In den 60er Jahren änderten sich die Vorstellungen über den Mars grundlegend. Das lag vor allem daran, dass die Marskanäle mit modernen Teleskopen als Täuschung entlarvt wurden. Das wissenschaftliche Interesse am Mars blieb ungebrochen. Die NASA schickte erst Mariner 4 und dann weitere unzählige Sonden. zur Erforschung des Planeten. Steckbrief: Mars Entfernung zur Sonne: 227,9 Mill. km Umlaufzeit: 780 Tage Rotationsdauer: 24 h 37 min. Ein Tag auf dem Mars ist somit länger als ein Tage auf der Erde. Durchmesser: 6.794 km. Der Mars ist folglich kleiner als die Erde. Er besitzt aber die selbe Landfläche, da keine Ozeane existieren. Masse: 0,64 · 10² kg Dichte: 3,93 g · cmˉ³ Fallbeschleunigung: ca. 1/3 der Irdischen Temperatur: zwischen - 125 und + 40 ºC 2 Monde: Deimos und Phobos (vermutlich eingefangene Asteroiden, 1972 von A. Hall entdeckt) chem. Zusammensetzung: eisenhaltige Stoffe Ionosphäre befindet sich in einer Höhe von 100 bis 300 km besitzt ein schwaches Magnetfeld, aber keine Magnetosphäre Steckbrief: Mars Der Mars-Mond Phobos Der rote Planet Steckbrief: Mars Umfeld: dünne Atmosphäre, bestehend aus 95 % CO2, 3% Stickstoff und 1% Argon starke Stürme, manchmal auch Wolken oder aufgewirbelter Sand, der die Sicht trübt Verwitterungserscheinungen (Erosion) Olympus Mons: bekanntester, höchster und größter Vulkan des Sonnensystems (27 km hoch, 600 km Durchmesser) Bahndaten: ~ ~ ~ ~ Umlaufzeit beträgt 1,88 Erdenjahre elliptische Bahn um Sonne außerhalb der Erdbahn mittlere Bahngeschwindigkeit: ca. 24 km/s Neigung um 24º gegen die Ekliptik: Jahreszeiten doppelt so lange wie auf der Erde ~ steht in “Opposition“ zur Sonne, wenn er mit Sonne und Erde eine Gerade bildet; ist somit die ganze Nacht sichtbar ~ Helligkeit schwankt je nach Entfernung zur Erde Hubble Space Teleskop Steckbrief: Mars Umlaufzeit Deimos: 30 h 17 min Umlaufzeit Phobos: 7 h 39 min Phobos geht somit 3x täglich auf dem Mars im Westen auf und im Osten unter, da er schneller als der Mars rotiert Oberfläche: ~ vielgestaltig, von Kratern zernarbt und mit Gesteinsbrocken übersät ~ starke Höhenunterschiede ~ riesige Grabensysteme ~ ausgetrocknete und vielfach verästelte Flussläufe ~ rötliche Farbe durch eisenhaltige Stoffe in der Erdoberfläche Die Mars-Oberfläche Steckbrief: Mars Oberfläche: Das Wasser im Marsboden ist heute ständig gefroren. Früher gab es wahrscheinlich wärmere Perioden mit fließendem Wasser. Die Marspole sind mit Reif- und Eiskappen aus CO2 und Wasser (Trockeneis) überzogen. Die Größe der Pole wechselt je nach Jahreszeit. Marsvulkan Olympus Mons Vulkane des Planeten Die Zukunft der Marsmissionen Jahr Nation Projekt / Erfolg? 1960 UdSSR (unangekündigter) Vorbeiflug scheitert 1964 USA Mariner 3-Mission schlägt fehl 1965 USA Mariner 4-Mission gelingt: Marsvorbeiflug !! 1969 USA Mariner 6 und 7 erforschen den Mars 1971 UdSSR Mars 2 und 3 schaffen schließlich Landung 1971 USA Mariner 9 kartographisiert die Oberfläche 1974 UdSSR Mars 4 bis 7 fliegen am Mars vorbei 1976 USA Viking-Mission mit Sonden Viking 1 und 2 Mariner 4-Mission Die Zukunft der Marsmissionen Jahr 1975 - Nation 1988 Projekt / Erfolg? Missionspause beider Nationen 1988 UdSSR Phobos 1 und 2 verfehlen den Mars-Mond 1992 USA Mars Observer-Mission misslingt 1996 Internat. Mars 96 verglüht in Erdatmosphäre 1996 USA Mars Global Surveyor 1997 am Ziel “Mars“ 1997 USA Pathfinder schickt Sonde Sojouner auf Mars 1998 USA Mars Climate Orbiter erleidet Misserfolg 1998 Japan Marssonde Nozomi (Hoffnung) wird zerstört Mars Global Surveyor Die Zukunft der Marsmissionen Jahr Nation Projekt / Erfolg? 1999 USA Mars Polar Lander sendet nur kurz Daten 2001 USA Mars Odyssey erfolgreich, wird noch 2 Jahre den Mars erforschen Auch andere Länder haben und hatten Mars-Missionen geplant. Allerdings schlugen die Meisten fehl. Die USA und die ehemalige Sowjetunion bleiben auch in diesem Jahrhundert führend in der Eroberung des Weltraums und seiner Planeten. Mars Global Surveyor Wasserspuren Die Zukunft der Marsmissionen Mars ist der erdähnlichste Planet. Vielleicht wurden gerade deshalb so viele Sonden in seine Richtung geschickt. Außerdem ist er der Erde am Nächsten, da er unser Nachbarplanet ist. Die meisten der ersten Weltraummissionen unternahm die UdSSR zum Roten Planeten von 1960 bis 1962. Die USA begann erst ab 1964 in die Mars-Erforschung einzusteigen. Allerdings gab es bei beiden Nationen viel mehr Pannen und Misserfolge als in den späteren Jahren. Die Sonden scheiterten beim Start, gingen durch Computerfehler und andere technische Pannen verloren oder durch Fehlkommandos der Bodenkontrollstationen. Beim Wettlauf zwischen USA und UdSSR gab es in den letzten drei Jahrzehnten insgesamt 18 Pannen – die meisten auf Seite der Russen. Nur 11 Projekte gelangen. Mars Global Surveyor Wasserspuren Die Zukunft der Marsmissionen In der Zeit von 1964 bis 1976 hatten die USA sowie die Sowjetunion ihre größten Erfolge in der Erforschung des Mars. Am Anfang stand ein sowjetischer Vorbeiflug am Mars, der ohne Ankündigung stattfand und nicht einmal in die Erdumlaufbahn gelangen konnte. Die Chance der UdSSR als erste Nation den Roten Planeten zu erreichen, war somit vertan. Dafür nutze die USA die Chance: Im Oktober 1964 startete Mariner 3 – ein Flop, da die Sonde ihre Schutzhülle nicht abwerfen konnte. Am 28.11. 1964 startete dann Mariner 4 – die erste amerikanische Sonde, die am Mars vorbei flog und die erste Mission zum Mars, die die nicht scheiterte. Die Sonde flog in rund 9.000 km Abstand an unserem Schwesterplaneten vorbei und machte die ersten 22 Bilder der Oberfläche. Mariner 4-Mission Die Zukunft der Marsmissionen Mariner 4 fotografierte eine leblosen Wüstenlandschaft, bestehend aus Kratern, Tälern, Sand- und Staubdünen und erloschenen Vulkanen. Außerdem stellte man zum ersten Mal fest, dass die Marskanäle wirklich nur eine Täuschung sind. Die Sonde war gleichzeitig die Leichteste. Sie wog im Gegensatz zu Späteren nur rund 260 kg. Die russischen Sonden Mars 2 und 3 wogen dagegen bereits rund 5.000 kg. Allerdings nahm das Gewicht zwischendurch wieder ab – vielleicht auch, weil so viele scheiterten. Man glaubte, dass sie eventuell zu schwer gewesen sind. Eine heutige Sonde wiegt ca. zwischen 3.500 und 4.000 kg. Im Juli 1969 startete die amerikanische Sonde Mariner 6 und machte Fotos der Äquatorregion. Im Laufe der Zeit gelang durch die Raumsonden sogar eine vollständige Kartographisierung des Mars. Mariner 6 steuerte aber nur rund 75 Bilder bei. Mariner 6 und 7 Die Zukunft der Marsmissionen Es war noch ein langer Weg zur vollständigen Kartographisierung des Planeten. Nur einen Monat später im selben Jahr startete die USA die Schwestersonde von Mariner 6. Mariner 7 flog ebenfalls am Mars vorbei und machte Bilder der südlichen Hemisphäre. Eine Landung auf dem Planeten hielten die Forscher zu diesem Zeitpunkt für zu riskant, da sie nur sehr wenig über den Planeten und seine Oberfläche wussten und jede Mission Milliarden an Geld kostete. Mariner 6 und 7 untersuchten beide den Druck und die Zusammensetzung der Atmosphäre. Außerdem führten sie Messungen der Oberflächentemperatur sowie des Durchmessers durch. Die Mission der beiden Sonden wurde auch Mariner69 genannt, da sie im Jahr 1969 starteten. Krater mit Sandsturm Die Zukunft der Marsmissionen Nach Mariner69 wurden von den Vereinigten Staaten fast rund 10 Jahre keine Sonden mehr geschickt – auch nicht von der UdSSR. Im Mai 1971 versuchten dann die Russen gleich zwei Sonden Richtung Mars zu schicken. Mars 2 und 3 erreichten zwar beide die Umlaufbahn, allerdings stürzte das Landegerät von Mars 2 ab, da das Bremssystem versagte. Mars 3 konnte zwar als erste Sonde in der Geschichte ein Landegerät auf den Roten Planeten setzen, allerdings brach bereits nach 2 Minuten die Funkverbindung zur Erde ab. Die beiden “Orbiter“ machten jedoch Untersuchungen der Oberfläche sowie der Atmosphäre bis ins Jahr 1972. Auch die Amerikaner fingen im selben Jahr wieder an, Sonden auf unseren Nachbarplaneten zu senden. Nur 2 Tage nach Mars 3 wurde Mariner 9 am 30. Mai 1971 gestartet. Sie schwenkte in eine Umlaufbahn ein und machte bis 1972 mehrere Bilder - auch von den Monden Deimos und Phobos. Kraterformen Die Zukunft der Marsmissionen Mariner 9 kartographisierte auch die Oberfläche, die Atmosphäre wurde wieder untersucht und per IR-Radiometer die Oberflächentemperatur gemessen. Mariner 9 entdeckte das riesige “Valles Marineris“, das voller großer Canyons ist - größer als die der Erde. Da die Missionen von Mars 2 und 3 einen Teilerfolg brachten, schickte die UdSSR im Juli und August 1974 gleich 4 Marssonden zum Roten Planeten. Bei Mars 4 fiel beim Eintritt in den Orbit das Bremsaggregat aus. Bevor der Kontakt abbrach, schickte die Sonde noch einige Bilder und Daten zum Kontrollzentrum. Mars 5 hatte mehr Erfolg und gelangte in den Marsorbit. Dort lieferte der Orbiter wichtige Daten für die folgenden Sonden. Viking-Mission Das von Mariner 9 entdeckte Valles Marineris. Man entdeckte auf der Viking-Mission, dass der Mars eine ähnliche Zusammensetzung wie die Erde hat. Bodenprobe nach Gewicht: Si (Silizium) 20 % Fe (Eisen) 13 % Mg (Magnesium) 5% Ca (Calcium) 4% S (Schwefel) 3% Al (Aluminium) 3% Die Zukunft der Marsmissionen Beide Sonden, Mars 6 und 7, flogen planmäßig zum Planeten. Allerdings kam es auch hier wieder zu Pannen. Beim Eintritt in die Atmosphäre brach der Kontakt zwischen dem Orbiter und der Landeeinheit von Mars 6 ab. Das Landegerät stürzte ab. Mars 7 verfehlte sein Ziel komplett: Orbiter und Landefähre flogen am Roten Planeten vorbei. Im Jahr 1976 führten die USA dann die Viking-Mission durch. Sie ist bis heute die erfolgreichste Marsmission seit Beginn der Erforschung des Planeten. Die Sonden Viking 1 und 2 landeten erfolgreich auf dem Mars und konnten dort Untersuchungen der Oberfläche und der Temperatur des Planeten durchführen. Viking 1 Viking Landers Foto, dass die Raumfahrtsonden Viking Landers schossen. Es war der Höhepunkt in der Marserforschung, als 1976 die amerikanischen Raumsonden Viking 1 und 2 auf dem Mars landeten, ihn fotografierten und Bodenproben mitbrachten. Die Zukunft der Marsmissionen Während Viking 1 in der Chryse Planitia landete, ging Viking 2 in der Utopia Planitia herunter. Dabei stellte man fest, dass sich beide Regionen trotz der Entfernung von einander sehr ähnelten. Viking 1 und 2 bestanden jeweils aus einem Landegerät, dass Bodenproben in einem Minilabor auf organisches Leben untersuchen konnte und einem in der Umlaufbahn kreisenden Orbiter. Alle Geräte besaßen je 2 Fernsehkameras. Im April 1980 stellte Viking 2 seinen Betrieb ein. Viking 1 arbeitete noch bis November 1982. Die Orbiter untersuchten den Planeten fast 2 Marsjahre (also rund 4 Jahre auf der Erde). Der Viking 1-Orbiter machte das Foto des berühmten Marsgesichts, welches in Wirklichkeit nur eine optische Täuschung ist und kein Bauwerk von menschenähnlichen Marsbewohnern. Es ist nichts weiter als eine Mesa – ein Tafelberg. Marsgesicht Die Sonde Viking 1 entdeckte 1976 auf dem Mars eine Felsformation, die aussah wie ein menschliches Gesicht. Dadurch wurde die Theorie von menschlichen Marsbewohnern gestützt und man hoffte, dass auch die Menschen dort leben könnten. Allerdings stellte sich heraus, dass das Gesicht nur ein Tafelberg war. Viking-Aufnahmen Viking-Sonden vorherige Seite: weitere Fotos der Viking-Sonden, Computeranimation des Marsterrains (Olympus Mons) Karte des Mars rechts: Bilder der VikingSonden vom sichtbaren roten Marsboden Die Zukunft der Marsmissionen Die Hoffnungen der Forscher, dass wenigstens primitives Leben auf dem Mars existiert, wurde mit der Viking-Mission zu Nichte gemacht. Von 1975 bis 1988 war für die USA wie auch für die UdSSR eine Missionspause. Geld wurde allerdings weiter gespart. 1988 entsandte die UdSSR dann wieder zwei Raumsonden Richtung Mars: Phobos 1 und 2. Sie sollten den Marsmond genauer untersuchen und auf ihm landen. Beide Missionen schlugen fehl, eine Sonde übermittelte jedoch noch einige Daten und Aufnahmen, bevor der Kontakt abbrach. Nach diesem erneuten Fehlschlag erfolgte wieder eine lange Pause. 1992 wurden wieder Raumsonden zum Mars geschickt. Mariner 9-Mission Die Zukunft der Marsmissionen Der amerikanische Mars-Observer verstummte bereits beim Einschuss in die Mars-Umlaufbahn. Das Objekt hatte die NASA insgesamt 891 Millionen Dollar gekostet. Die Sonde Mars 96, ein internationales Projekt, verglühte nach einem misslungenen Start bereits in der Erdatmosphäre. Bei der Sonde versagte die Zündung in der vierten Raketenstufe und sie stürzte in den Südpazifik. Nach 10 Jahren Arbeit an dem Projekt setzte die ehemalige UdSSR rund eine Milliarde Dollar in den Sand, die 14 Mitglieder der ESA (European Space Administration) hatten einen Verlust von 475 Millionen Mark für die Instrumente zu beklagen. 1997 war dann wieder eine der erfolgreichsten Missionen für die amerikanische NASA. Die Sonde Pathfinder startete mit einer Landefähre an Bord zum Mars. Marsmobil Sojouner Die Zukunft der Marsmissionen Am 4. Juli 1997, dem amerikanischen Unabhängigkeitstag, landete die Raumfähre Pathfinder auf dem Mars. An Bord befand sich das mit Sonnenenergie betriebene Roboterauto Sojouner. Es sollte die Marsoberfläche erkunden und lieferte bei der ersten Fahrt detailreiche Bilder. Sojouner konnte Gesteinsproben aufnehmen und analysieren. Es war mit einem AXP-Spektrometer (Alpha-Proton-X-Ray) ausgestattet, das mit Hilfe von Radio-Isotopen auch leichtere Elemente wie Sauerstoff, Kohlenstoff und Stickstoff nachweisen konnte. Nach mehrmaliger Unterbrechung des Funkkontakts zwischen dem Mobil und der NASA (National Aeronautics and Space Administration, Nationale Luft- und Raumfahrtbehörde) erklärten im März 1998 die Verantwortlichen das Programm für beendet. Pathfinder-Mission Die Zukunft der Marsmissionen Die Raumsonde Pathfinder fand heraus, dass der Mars “rostet“. Noch weiß niemand wieso. Donna Shirley vom Wissenschaftlerteam der US-Marsexpedition sagte in einem Fernsehinterview 1997: “Irgend etwas auf der Oberfläche oxidiert, wie wenn man ein Stück Eisen der Feuchtigkeit aussetzt.“ Die Bilder von Pathfinder bewiesen außerdem, dass ein Teil der trockenen Oberfläche vor Milliarden von Jahren mit riesigen Ozeanen bedeckt war. Außerdem stellte die Sonde fest, dass das Marsgestein eine ähnliche Zusammensetzung wie Erdgestein hat. „Barnacle Bill“, ein Fußballgroßer, untersuchter Felsen enthielt zum Beispiel sehr viel Silikat. Der Grund ist noch nicht bekannt. Pathfinder-Mission Der Fels Yogi Die Zukunft der Marsmissionen Der 1996 gestartete Mars Global Surveyor erreichte ebenfalls 1997 den Mars. Die amerikanische Sonde schwenkte dort in die Umlaufbahn ein. Von dort aus nahm sie mit hochauflösenden Spezialkameras die Oberfläche auf und erstellte eine gesamte Kartographie des Planeten. Nur mit einem Laserstrahl konnte die Vermessung erfolgreich durchgeführt werden. Außerdem untersuchte die Sonde verstärkt die Polarregionen. Messergebnisse des an Bord befindlichen Magnetometers ergaben, dass der Rote Planet ein schwaches Magnetfeld besitzt, was bei den vorherigen Missionen noch nicht eindeutig geklärt war. Mars Global Surveyor Vulkanaufnahmen Die Zukunft der Marsmissionen Ebenfalls in der “Mars Surveyor Mission“ startete im Dezember 1998 die erste der beiden Sonden zum Mars, der Mars Climate Orbiter. Beide Sonden sollten mit dem Mars Global Surveyor in Verbindung stehen. Allerdings kam es auch hier zu technischen Problemen auf Grund eines Programmierfehlers. Die Sonde trat nicht wie geplant in die Atmosphäre des Planeten ein, sondern ist entweder verglüht oder abgestürzt. Der Mars Climate Orbiter war der erste interplanetare Wetter-Satellit der NASA. 1999 startete die zweite Sonden. Der Mars Polar Lander konnte ebenso seine Mission nicht erfüllen. Nachdem man mehrere Tage vergeblich versucht hatte, in Kontakt mit der Sonde zu gelangen, erklärte die NASA auch dieses Projekt für gescheitert. Jahreszeiten Die Zukunft der Marsmissionen Mars Polar Lander sollte über ein Mikrophon außerirdische Klänge übertragen – auch wenn man nur Geräusche von Wind erwartete. Außerdem sollten bereits vor der Landung die beiden basketballgroßen Mini-Sonden “Deep Space 2“ ausgesetzt werden, um sich in den Marsboden zu bohren und dort nach Wasser zu suchen. Ebenfalls im Jahr 1998 versuchte Japan seine erste Marssonde zum Mars zu schicken. Die Anfang Juli gestartete Marssonde Nozomi (Hoffnung) erlitt ebenfalls einen Misserfolg. Im April 2001 startete die Raumsonde 2001 Mars Odyssey der NASA. Russland hingegen war mit der russischen Raumstation MIR und ihren “Altersproblemen“ genug beschäftigt. 2001 - Mars Odyssey Die Zukunft der Marsmissionen Mars Odyssey wurde nach dem Roman “2001: A Space Odyssey“ von Arthur C. Clarke benannt. Die Sonde untersucht den Planeten wegen geologischer Studien wie der Suche nach Wasser, Lavavorkommen oder heißen Quellen. Sie soll den Planeten noch mindestens bis 2004 umrunden und außerdem die Strahlungsbedingungen auf der Oberfläche untersuchen. Außerdem sollen geeignete Landeplätze für zwei Marsmobile gefunden werden. Die Sonde hat bereits einen Teil der Mission erfüllt. Sie entdeckte Eis an den Polkappen. Für die amerikanische Weltraumbehörde NASA ist diese Mission sehr wichtig. Sie kann sich nämlich nach den beiden Rückschlägen Ende 1999 keine weiteren Misserfolge leisten – es wäre das Ende des Marsprogrammes. Mars-Meteroid Die Zukunft der Marsmissionen Damit keine weitere Mission scheitert, wurden in die Software der Sonde alle Entfernungsangaben in Metern und amerikanischen Maßeinheiten eingegeben. Der Climate Orbiter war 1999 abgestürzt, weil ein Techniker Meter und Fuß verwechselte. Infrarotaufnahmen der Sonde sollen außerdem die Verteilung von Mineralien auf der Planetenoberfläche untersuchen. Ohne diese unbemannten Missionen wären bemannte Missionen in den nächsten Jahren gar nicht möglich. Jahresaufnahmen Die geplanten Forschungen in den nächsten Jahren Die NASA, zum Teil in Verbund mit Russland, Westeuropa und Japan, will auch in den nächsten Jahren die Erforschung unseres Nachbarplaneten nicht vernachlässigen. Im Gegenteil: Ganze Flotten von Sonden sollen Richtung Mars geschickt werden. Orbiter, die den Planeten umkreisen und genau fotografieren. Lander, die in verschiedenen Regionen niedergehen. Rover, die durch die rote Sandund Steinwüste fahren und dabei mehrere Kilometer zurücklegen. Vom Wind getriebene Ballons, die die tiefen Canyons und Täler aufnehmen. Wettersatelliten, die genaueste Messungen der Atmosphäre machen. Penetratoren, die aus einer Umlaufbahn auf die Oberfläche geschossen werden und sich dort tief in den Boden eingraben. Jahresaufnahmen Die geplanten Forschungen in den nächsten Jahren Rückholmissionen, die erstmals Gesteinsproben vom Mars mitbringen und schließlich auch die Landung des Menschen auf diesem Planeten. Dies klingt zwar alles recht weit hergeholt, aber der Mensch könnte bereits 2020 auf dem Mars stehen. Dazu sind zunächst einige Vorbereitungen notwendig. Natürlich ist der NASA ein kostengünstiges Durchführen einer bemannten Mission am liebsten, zur Zeit gibt es nur unbemannte Sonden. Diese bereiten allerdings den Roten Planeten auf die Ankunft der ersten Menschen vor. Diese sollen etwa 2018 oder 2020 am Mars angelangen und ihn erforschen. Vielleicht kann er dann auch zu einer zweiten Heimat für die Menschheit werden. Jahresaufnahmen Die geplanten Forschungen in den nächsten Jahren Der Mars ist der einzige Planet, der in Zukunft eine Entwicklung zum Vorposten ins All (außerhalb unseres Sonnensystems) darstellt. Bis jetzt wurden rund 15 unbemannte Sonden auf den Roten Planeten geschickt. Mit der Sonde “2001 Space Odyssey“ kam sogar noch eine hinzu. Gerade diese entdeckte Eis an den Polkappen – eine gute Voraussetzung für eine bemannte Mars-Mission. Das Wasser wird außerdem im Regolith vermutet, der lockeren Fels- und Staubschicht des Planeten. Zudem meinen die Astronomen, dass der entdeckte Wasserstoff (höchstens 90 cm unter der Oberfläche) in Eiskristalle gebunden sein könnte. Die lange Reise zum Mars erforderte für die “Space Odyssey“ und ihre Vorgänger eine zuverlässige Ausrüstung. Bei einem Flug mit Astronauten gibt es weitere Probleme. Jahresaufnahmen Die geplanten Forschungen in den nächsten Jahren Jahr / Nation Projekt Vorhaben 2003 / ESA Mars – Express Suche nach Wasser 2003 / NASA Flugzeug auf Mars Tal- u. Canyonerfoschung 2003 / NASA Sample Return Bodenprobe zur Erde 2004 / NASA Renaissance Orbiter Oberfläche fotografieren 2005 / ESA Mars – Express 2 Suche nach Wasser 2007 / NASA Smart Lander Landung für Raumschiffe 2007 / Europ. Nethlander Mars untersuchen Bemannte Mars-Mission Insgesamt plant die NASA bis 2007 fünf Missionen zum Mars. Bis 2008 soll eine Bodenprobe auf der Erde sein, bis 2012 noch drei weitere. Fotos: Mars-Aufstiegsstufe (MAV) … …bringt Astronauten in Marsorbit … …von wo aus sie mit dem ERV sicher zur Erde zurück können Die geplanten Forschungen in den nächsten Jahren Ein bemannter Mars-Flug würde 2 Jahre dauern. Für diese Zeit müssen genügend Treibstoff und andere Vorräte an Bord sein. Insgesamt fehlt es aber nicht nur an diesen Dingen: Die gesamten wissenschaftlichen, technologischen und wirtschaftlichen Mittel, die dafür benötigt werden, sind kaum einschätzbar. Es sind bis jetzt ein oder mehrere wissenschaftliche Basen auf dem Mars geplant, welche alle von wechselnden Besatzungen bewohnt sein sollen. Die technischen Mittel sind zwar vorhanden, da jetzt verschiedene Entwicklungsmethoden bekannt sind. In vollem Umfang kann das Projekt aber nur im internationalen Rahmen funktionieren. Es sieht aber so aus, als wollte die NASA es trotzdem weitgehend alleine versuchen. Bemannte Mars-Mission Die geplanten Forschungen in den nächsten Jahren Der Bau einer Station auf dem Mond wäre auf jeden Fall billiger als eine Raumstation um die Erde und der Weg wäre auch kürzer. Der Zeitplan sollte eingehalten werden, da Erde und Mars immer unterschiedlich voneinander entfernt sind. In den 50/60er Jahren nannte man so eine Mission scherzhaft „Battlestar Galactica“ (TVSerie aus den USA – „Kampfstern Galactica“). Trotzdem hat sich die NASA für eine andere Richtung entschieden: Für das von Zubrin entwickelte „Mars Direct“. Hierbei versucht man gleich von der Erde aus zum Mars zu starten. Zubrin hat dazu einen genauen Plan aufgestellt: Mögliches Aussehen einer Mars-Landung Die geplanten Forschungen in den nächsten Jahren Rückkehrschiff (ERV – Earth Return Vehicle) startet zum Mars mit einer Trägerrakete der Stärke Saturn V (bei Apollo-Mission benutzt) Selbstaktivierung eines kleinen Nuklearreaktors (80 – 100 kW) sowie einer chemischen Fabrik zur Wasserherstellung: Luft des Mars besteht zu 95 % aus CO2 und ist der Schlüssel zu einer bemannten Mission: 6 t importierten Wasserstoffs reichen, um genug Sauerstoff und Methan für längere Zeit herzustellen Der Sauerstoff und das Wasser sind für die Forscher, das Methan dient sowohl für das ERV als auch für einen Marsrover Auftankung des ERV und Start der Crew von der Erde zum Mars Astronaut und Planeten Die geplanten Forschungen in den nächsten Jahren Crew fliegt mit einem “Hub“ 180 Tage bis zum Mars. Dieses wird genau wie das ERV von einer einzigen Trägerrakete gesteuert. “Hub“ dient nach der Landung als Wohnungs- und Forschungsstation. Bei Öffnung des nächsten Startfensters nach rund 550 Tagen auf der Marsoberfläche können die Forscher zur Erde zurück. Dieses Projekt ist billiger als “Battlestar - Galactica“, weil es nur zwischen 40 – 50 Mio anstatt 450 Mrd. $ kostet und statt in 30 bereits in den nächsten 10 Jahren durchführbar wäre. Die 4 Forscher hätten mit Hub, ERV und Druckrover gleich 3 primäre Lebenserhaltungssysteme und können durch mehr Material auch umfangreicher forschen. Mars und Erde Die geplanten Forschungen in den nächsten Jahren Es wäre genug Sauerstoff vorhanden, als die Crew eigentlich bräuchte und genug Vorräte zum Überleben der Mannschaft. Außerdem gibt es auf dem Mars große Mengen Deuterium, welches die Energie für Kernfusion ist und somit würde einer Besiedlung des Nachbarplaneten so gut wie nichts im Wege stehen. Erst einmal zurück ins Jahr 2003, die Zeit der unbemannten Marsbesuche. Im Juni des Jahres plant die ESA ihren „Mars-Express“ zu starten. Dieser soll nach 6 Monaten auf dem Roten Planeten landen und dort nach Spuren von Wasser und Leben suchen. Dazu besitzt er verschiedene Beobachtungsinstrumente und ein kleines Landegerät namens “Beagle-2“ (von England). Die selbe Aufgabe wird der MarsExpress 2 haben, der 2005 starten soll. Phantasieanordnung des Sonnensystems Die geplanten Forschungen in den nächsten Jahren Die NASA will hingegen ein Flugzeug auf den Planeten schicken, welches die tiefen Täler und Canyons genauer untersuchen soll. Das Flugzeug soll hitzefest und in Containern verpackt in den Orbit des Mars einschwenken und dort seine Tragflächen entfalten. Dann kann es selbstständig im Gleitflug oder durch Motorkraft auf dem Planeten landen. Transportiert werden die Container in einer französischen ArianeRakete. Schließlich will die NASA mehr mit der CNES (Frankreich) zusammen arbeiten. Mehrere Landeroboter sollen auf dem Planeten nach Wasser suchen und spätestens im Jahr 2011 eine sorgfältig ausgewählte Bodenprobe mit zur Erde bringen. Dieses Projekt heißt „Sample Return“. Außerdem wollen die Partner noch 24 kleine Wettersatelliten in den Orbit des Mars absetzen. Herzähnliche Form auf dem Mars Auf dem Mars gibt es sehr viele merkwürdige Gebilde, die sich der Mensch nicht erklären kann: Rillen, die aussehen wie angelegte Kanäle, das berühmte Marsgesicht (Tafelberg) oder dieses Herz – eines von vielen – das aussieht, als hätte es ein Mensch geformt. Doch trotz des Eises an den Polkappen gibt es kein Leben mehr dort. Die geplanten Forschungen in den nächsten Jahren Insgesamt will die NASA bis 2007 fünf Marsmissionen durchführen. Aller 26 Monate sind solche Vorhaben günstig, da Mars und Erde dann in ihrer geringsten Entfernung zusammenstehen. 2004 will die NASA den Wettersatellit “Mars Renaissance Orbiter“ auf den Mars schicken. Er besitzt eine hochauflösende Spezialkamera, die im Gegensatz zu früheren Modellen auch einen Fußball-großen Gegenstand gut erkennen kann. 2007 soll dann der “Smart Lander“ – ein “intelligenter“ Landeroboter, der auch in der letzten Landephase Hindernisse (z. B. große Felsen) umgehen kann – auf dem Mars nach einem geeigneten Landeplatz für eine bemannte Mission suchen. Hierfür wurde er mit Düsentriebwerken und sehr empfindlichen Sensoren ausgerüstet. Die geplanten Forschungen in den nächsten Jahren Ebenfalls im Jahr 2007 kommt es dann wieder zu einer europäischen Mission (nur Frankreich, Finnland und Deutschland). Bei dem Projekt “Nethlander“ sollen 4 Sonden gleichzeitig den Mars untersuchen. Vielleicht hat es die NASA bis dahin geschafft, ihre erste Bodenprobe zu sammeln. Bis 2012 sollen noch 3 weitere Proben in drei verschiedenen Regionen des Planeten zur Erde gebracht werden. Was auch immer die Zukunft bringt: Es wird eine spannende Zukunft für die Weltraumorganisationen und vielleicht auch für die Menschheit, wenn der erste Mensch auf dem Mars stehen sollte mit den Worten: “Ein großer und langer Schritt für die Menschheit – ein viel größerer für die Raumfahrt.“ Möglichkeiten eines Mars-Außenposten Zusammenfassung Auch wenn man glaubt, dass unser Nachbarplanet kleiner ist und dort kaum etwas zu erforschen ist (da auf dem Mars kein Leben existiert), so wird man doch bemerken, dass der Planet noch viele ungelüftete Geheimnisse besitzt und es noch viel zu Entdeckten gibt. Jede Frage, die die Wissenschaftler gelöst haben, hat Neue aufgeworfen und es wird auch nach einer möglichen Besiedlung des Mars nicht die Letzte sein. Der Mensch wollte immer schon nach den Sternen greifen. Auch wenn seine Arme noch nicht so lang sind, um über unser Sonnensystem zu reichen, den Mond und unseren Schwesternplaneten Mars können sie immer noch erreichen und vielleicht von dort aus auch unser Sonnensystem näher erforschen. Zusammenfassung Der Mars hat die Menschen nicht erst seit Entdeckung des Fernrohrs interessiert, sondern bereits in der Antike. Auch wenn der Planet nicht so groß ist wie andere uns bekannte Planeten, er hat immer noch mehr ungelöste Geheimnisse zu bieten als die Erde. So wie die Menschen ihn mit unbemannten Sonden, Orbitern, Rovern und Wettersatelliten erforscht haben und erforschen werden, so werden sie auch neugierig in einer bemannten Mission das neue Land, den neuen Planeten betreten und vielleicht sogar ihre neue Heimat, wenn auf der Erde nicht mehr genug Platz sein sollte. Vielleicht gehen die Menschen mit diesem Planeten besser um und lernen sogar das Terraforming, die Erschaffung einer atembaren Hülle, auf dem Mars zu verwenden. Quellen Zeitungsausschnitte und Bilder der LVZ von 1997 bis 2002 Wissen für Kinder: Der Weltraum Robin Kerrod: Das Kosmos-Buch vom Weltall Joachim Ekrutt: Sterne und Planeten Was Ist Was? – Abenteuer Raumfahrt Schulbuch Kl. 10: Astronomie von Volk und Wissen Tafelwerk, Brockhaus – Lexikon, Encarta ´99 Internet: http://encarta.msn.de http://www.msss.com/moc_gallery http://www.quarks.de/allein_im_all/02.htm http://www.raumfahrer.net
