Es wird angenommen, dass der erste Sternenkatalog im 18. Jahrhundert v. Chr. während der Herrschaft des großen Gesetzgebers Hammurabi in Babylon zusammengestellt wurde. Besondere Aufmerksamkeit widmeten die anonymen Autoren dieser Arbeit den fünf Bewohnern des Nachthimmels, die sich vor dem Hintergrund eines unveränderten Musters anderer Gestirne bewegten und ihre Leuchtkraft veränderten.
Mehr als tausend Jahre später nannten die Griechen diese Himmelskörper Wanderer - planhtai; später kam dieses Wort ins Lateinische (Plural - Planetai, Singular - Planeta) und dann in andere europäische Sprachen. Einer der Planeten hat einen klaren rötlichen Farbton, so dass viele Völker ihn Rot oder Feurig nannten. Nach den Babyloniern und Ägyptern begannen die Griechen, den Planeten zusätzliche Namen zu geben, die Gottheiten gewidmet waren, und der rote Planet erhielt den Namen des Kriegsgottes Ares. Im römischen Pantheon wurde er Mars genannt.
Ansicht von der Seite
Bis zur Erfindung des Teleskops beschränkten sich alle astronomischen Informationen über den Mars darauf, seine Bewegung in der Himmelssphäre zu beschreiben. Ende des 16. Jahrhunderts wurden vom Dänen Tycho Brahe Messungen von unübertroffener Genauigkeit durchgeführt, und Johannes Kepler formulierte auf der Grundlage dieser Informationen die Gesetze der Planetenbewegung. 1636 und 1638 skizzierte der Italiener Francesco Fontana als erster die Phasen des Mars, die tatsächlich von Galileo beobachtet wurden. 1659 schätzte Christian Huygens den Durchmesser des Mars und die Länge seines Tages, und im ersten Fall irrte er sich um nur 10 % und im zweiten um weniger als 5 %. Einige Jahre später berechnete Giovanni Cassini die damalige Entfernung von der Erde zum Mars und bestimmte die Tageslänge mit einem Fehler von nur drei Minuten. Derselbe Cassini und dann sein Neffe Giacomo Maraldi bemerkten weiße Flecken an den Polen des Mars, behaupteten jedoch nicht, dass es sich um Schnee oder Eis handelte. Der große englische Astronom William Herschel wagte sich 1781 zum ersten Mal daran. Er maß auch die Neigung der Marsachse zur Ebene der Ekliptik und stellte die Hypothese auf, dass dieser Planet eine Atmosphäre hat.
Die erste mehr oder weniger genaue Karte des Mars, erstellt nach astronomischen Beobachtungen während der Jahre der größten Annäherung des Roten Planeten an die Erde (1877 und 1881). Zwar g alten die Hochländer und Täler damals als Meere und Kontinente.
Nach Herschels Arbeit für etwa ein halbes Jahrhundert schwand das Interesse am Mars irgendwie und wurde erst 1830 wiederbelebt, als Mars und Erde sich wieder in minimalem Abstand näherten. In den folgenden Jahrzehnten begannen Astronomen, den Mars zu kartieren, und einer von ihnen wurde zu einer weltweiten Sensation. Diese Karte wurde vom Italiener Giovanni Schiaparelli auf der Grundlage seiner eigenen Skizzen gezeichnet, die während der Annäherung im Jahr 1877 angefertigt wurden. Seine Karte enthält viele dunkle sich kreuzende Linien, die der Wissenschaftler Canali nannte. Dies ist der Plural des italienischen Wortes canale, was eine natürliche Wasserstraße bedeutet, insbesondere ein Flussbett und eine Meerenge. In den meisten Übersetzungen ging diese Bedeutung jedoch verloren, und Schiaparellis Strukturen wurden kurzerhand einfach Kanäle genannt. So entstand die Legende über das Vorhandensein künstlicher Wasserstraßen auf dem Mars, die Schiaparelli nie behauptete. Es sei darauf hingewiesen, dass mindestens zehn andere Astronomen vor ihm dieselben Linien beobachteten, was Schiaparelli immer wieder betonte.
Große Konfrontationen
Annäherungen des Mars an die Erde werden beobachtet, wenn sich beide Planeten auf derselben Seite der Sonne befinden. Gleichzeitig kann der Abstand zwischen ihnen je nach Position der Planeten (Aphel und Perihel) stark variieren.
Der Glaube an die Kanäle des Mars dauerte weitere dreißig Jahre und starb dann allmählich eines natürlichen Todes. Zu Beginn des 20. Jahrhunderts konnten Astronomen, die bereits über sehr leistungsstarke Teleskope verfügten, sie weder visuell noch auf Fotos sehen. Gleichzeitig zeigten spektrografische Studien des Mars überzeugend, dass es auf dem Planeten kein flüssiges Wasser gibt. Was genau Schiaparelli und seine Zeitgenossen gesehen haben, ist bis heute nicht klar, aber aller Wahrscheinlichkeit nach wurden sie Opfer einer optischen Täuschung.
Mars in Bewegung
Mars dreht sich in einer sehr deutlichen Ellipse um die Sonne. Darin unterscheidet er sich sehr von Planeten wie Venus, Erde und Neptun, deren Umlaufbahnen fast kreisförmig sind. Am Perihel ist er 206,644 Millionen km von unserem Stern entfernt, am Aphel 249,229 Millionen km. In Bezug auf die Exzentrizität (Elongationsgrad) der Umlaufbahn steht Mars unter den Planeten des Sonnensystems an dritter Stelle, nach Pluto und Merkur an zweiter Stelle (und wenn Pluto gemäß der jüngsten Entscheidung der Internationalen Astronomischen Union ausgeschlossen wird). aus der Liste der Planeten, dann sogar der zweite). Sein Jahr ist 687 Erdtage lang. Die Marsachse ist zu ihrer Bahnebene um etwa 25 Grad geneigt – etwas mehr als die der Erde. Der Marstag unterscheidet sich auch kaum von der Erde - 24 Stunden 37 Minuten. Da Mars und Erde unterschiedlich schnell um die Sonne laufen, ändern sich die Abstände zwischen ihnen periodisch. Die Planeten nähern sich, wenn der Mars das Perihel und die Erde das Aphel passiert, beide Planeten auf derselben Seite der Sonne. Im Durchschnitt treten solche Situationen alle 780 Tage auf. Die maximale Annäherung der Planeten aneinander wird als große Opposition bezeichnet. Alle 15-17 Jahre kommt es zu großen Auseinandersetzungen. Da die Umlaufbahnen von Mars und Erde in verschiedenen Ebenen liegen (der Winkel zwischen ihnen beträgt etwa zwei Grad), sind die Abstände zwischen den Planeten während verschiedener großer Oppositionen nicht genau gleich. 1830 waren sie 58,12 Millionen km voneinander entfernt, 1877 - 56,41 Millionen km, 2003 - 55,76 Millionen km.
Jedoch wurde 1877 eine echte Entdeckung gemacht. Der amerikanische Astronom Asef Hall entdeckte mit einem 26-Zoll-Refraktorteleskop des Naval Observatory zwei kleine Satelliten des Mars – Phobos und Deimos.
Die ersten sechs Jahrzehnte des zwanzigsten Jahrhunderts brachten viele Informationen über den Mars. So bestimmten die Amerikaner Seth Nicholson und Edison Pettit in den 1920er Jahren erstmals die Temperatur der Marsoberfläche. Es ist ganz natürlich, dass die Kartierung des Mars mit dem Einsatz von immer fortschrittlicheren Teleskopen und Kameras fortgesetzt wurde. Der eigentliche Aufstieg der Marsastronomie begann jedoch erst im Weltraumzeit alter.
Bei einem Date mit Mars
Der Rote Planet erwies sich als harte Nuss für die Weltraumforschung. Von 1960 bis 2007 gingen 38 automatische Fahrzeuge zum Mars: 19 Amerikaner, 17 Sowjets und Russen, ein Europäer und ein Japaner. Nur NASA-Projekte erwiesen sich als erfolgreich, und selbst dann nicht alle. Zwölf Flüge zum Mars und zum Mars haben die Erwartungen erfüllt, sechs sind gescheitert, das Schicksal der Raumsonde Phoenix, die am 4. August 2007 von Cape Canaveral gestartet ist, ist zu früh, um darüber zu diskutieren. Die Gesamtbilanz lautet: 25 Fehlversuche, 12 erfolgreiche, ein Schiff unterwegs.
Atmosphäre und Klima
Vor 60 Jahren dachte man, dass die Marsatmosphäre hauptsächlich aus Stickstoff bestehe. Erst 1947 fand Gerard Kuiper heraus, dass sein Hauptbestandteil Kohlendioxid ist. Raumsonden ermöglichten es, die Zusammensetzung der Marsluft festzustellen: 95,3 % CO2, 2,7 % Stickstoff, 1,6 % Argon, 0,2 % molekularer Sauerstoff, Spuren von Ozon, Stickoxid, Methan, Formaldehyd, Neon, Krypton und Xenon. Die Marsachse ist in fast demselben Winkel wie die der Erde zu ihrer Umlaufebene geneigt, und die Jahreszeiten dort folgen dem Muster der Erde (aber die Jahreszeiten sind fast doppelt so lang). Im Sommer erreichen die Tagestemperaturen +300°C, während sie im Winter auf -1400°C fallen, weit unter dem Gefrierpunkt von Kohlendioxid. Die Pole des Planeten sind mit ur alten Schilden aus Wassereis bedeckt. Im Winter gefriert auf ihnen eine Rinde aus festem Kohlendioxid, die unter den Strahlen der Sommersonne verdunstet. Daher wehen in den Sommermonaten orkanartige Winde von den Polen mit Geschwindigkeiten von bis zu 400 km/h. Der saisonale Niederschlag und die Verdunstung von CO2 führen dazu, dass jedes Jahr 25-30 % der Marsatmosphäre von Pol zu Pol wandern. Daher toben das ganze Jahr über Staubstürme auf dem Mars und schleudern Myriaden von mikrometergroßen Partikeln in die Luft. Aufgrund der relativ geringen Schwerkraft und nahezu null Luftfeuchtigkeit dringen Staubpartikel hoch in die Atmosphäre ein und färben den Marshimmel in rötlich-braunen Tönen.
Die ersten Starts von Raumsonden zum Mars wurden am 10. und 14. Oktober 1960 vom Startkomplex Nr. 1 des Kosmodroms Baikonur aus durchgeführt. Beide scheiterten: Noch vor dem Eintritt in die erdnahe Zwischenbahn explodierte die Trägerrakete. Drei Starts im Jahr 1962 waren ebenfalls ungewöhnlich. Die am 24. Oktober und 4. November gestarteten Schiffe erreichten die erdnahe Zwischenbahn, konnten aber die berechnete interplanetare Flugbahn nicht erreichen. Die 900 Kilogramm schwere Station Mars-1, die am 1. November ins All ging, umkreiste den Roten Planeten am 19. Mai des folgenden Jahres in einer Entfernung von 197.000 km (danach trat sie in eine sonnennahe Ellipsenbahn ein), ging aber verloren drei Monate vor dem Flug mit Mars-1-Verbindung. Ein ähnliches Schicksal ereilte die am 30. November 1964 gestartete Station Zond-2. Dieser Misserfolg war besonders bedauerlich, da das Schiff nur 1500 km vom Mars entfernt war und die einzigartigsten Informationen hätte sammeln können.
Möglicherweise war der Mars vor Millionen von Jahren mit Wasser bedeckt (unten). Aber die schwache Schwerkraft, die dünne Atmosphäre und das schwache Magnetfeld des Planeten ließen flüssiges Wasser in den Weltraum entweichen (Mitte und links)
Die Chronik der letzten Marsianerstarts von Baikonur sieht aus wie eine Wiederholung der Vergangenheit. Am 27. November und 2. Dezember 1971 gingen die Stationen Mars-2 und Mars-3 in eine Umlaufbahn um den Mars und schickten Landefahrzeuge auf seine Oberfläche. Einer von ihnen stürzte ab und der andere funktionierte nach einer sanften Landung nur 20 Sekunden lang. 1973 startete "Mars" mit den Nummern 4, 5, 6 und 7. Zwei von ihnen passierten den Planeten, einer sendete mehrere Tage lang Signale aus der nahen Marsumlaufbahn, danach verstummte er für immer; "Mars-6" landete und brach die Kommunikation ab. Im Juli 1988 gingen zwei Stationen ins All, die auf Phobos landen sollten, aber auch sie verloren den Kontakt zu ihnen. Am 16. November 1996 fiel der letzte Mars (Nummer 8) einem Trägerraketenunfall zum Opfer.
Mars ist fast halb so groß wie die Erde. Seine Polar- und Äquatorialradien betragen 3357 und 3397 km (53 % der entsprechenden Erdabmessungen), das Volumen beträgt 15 % des Erdvolumens und die Masse nur 11 %. Daraus folgt, dass die durchschnittliche Dichte des Mars viel geringer ist als die Dichte unseres Planeten (3,94 gegenüber 5,52 g/cm^3). Die Mars-Areographie ist heute gut bekannt. Die südliche Hemisphäre des Planeten ist merklich höher als die nördliche und ist mit Hunderttausenden von Meteoritenkratern übersät. Es gibt nur wenige Krater im Norden, aber es gibt die Hauptvulkane, die jetzt inaktiv sind. Darunter der 27 Kilometer hohe Gigant Olympus, der höchste Berg im Sonnensystem. Die riesige tektonische Verwerfung Valles Marineris (Mariner Valley) mit einer Länge von mehr als 4000 km (etwa 0,2 Erdkreise) und einer Tiefe von bis zu 7–8 km befindet sich ebenfalls auf der Nordhalbkugel. Der Mars hat wie die Erde einen Kern, einen Mantel und eine Kruste. Nach neuesten Daten beträgt der Kerndurchmesser 1480 km. Es besteht zu 85 % aus Eisen, der Rest ist Schwefel und Nickel. Der Kern ist von einem Mantel umgeben, der höchstwahrscheinlich hauptsächlich aus Silizium, Sauerstoff, Eisen und Magnesium besteht. Darüber befindet sich eine Bas altkruste, deren Mächtigkeit im Bereich von 50–125 km liegt.
Die Vereinigten Staaten begannen Expeditionen zum Mars mit zwei Schiffen der Mariner-Serie, die im November 1964 vom Stapel liefen. Der erste erreichte die berechnete Flugbahn nicht, und der zweite, Mariner-4, passierte am 14. Juli 1965 9920 km vom Mars entfernt und übermittelte 22 Bilder seiner Oberfläche zur Erde. Natürlich gab es auf ihnen keine Kanäle oder andere Stauseen. Das Schiff hat auch kein Magnetfeld in der Nähe des Mars entdeckt.
Wasser auf dem Mars
Auf dem Mars gibt es kein flüssiges Wasser. Fast alles befindet sich in festem Zustand (Eis) tief unter der Oberfläche in den subpolaren Regionen des Roten Planeten. Die Abbildung zeigt ein Diagramm einer dieser „Eistaschen“in der Erdkruste.
1969 flogen Mariner 6 und Mariner 7 am Mars vorbei und machten 202 Fotos, die 9 % der Marsoberfläche bedeckten. Die fortschrittlichere Mariner-9 ging in eine nahe Marsumlaufbahn und wurde das erste Raumschiff, das ein Satellit eines anderen Planeten wurde. Dies geschah am 14. November 1971 (das Gerät war Mars-2 nur um 13 Erdtage voraus). Und am 20. Juli und 3. September 1976 schickten die Schiffe Viking-1 und Viking-2 Stationen mit wissenschaftlicher Ausrüstung zum Mars. Der erste war bis zum 13. November 1982 gültig, der zweite bis zum 11. April 1980. Von diesen Stationen wurden Panoramabilder der Marsoberfläche und nicht so sensationelle, aber äußerst nützliche Informationen über die Merkmale der Marsgeologie (genauer: Areologie) und Atmosphäre erh alten.
3D-Karte des Mars, aufgenommen mit dem Laser-Höhenmesser an Bord des Satelliten Mars Global Surveyor. Um diese Karte aufzunehmen, wurden 27 Millionen Messungen mit einer Genauigkeit von etwa 13 m durchgeführt. Riesige Vulkane sind auf der rechten Hemisphäre zu sehen.
Auf staubigen Wegen
Am 4. Juli 1997 landete die amerikanische Raumsonde Pathfinder auf der Marsoberfläche. Er brachte den ersten Rover der Welt mit - einen kleinen (nur 10,5 kg) sechsrädrigen SUV Sojourner. Dieses freundliche Paar arbeitete nicht lange (die letzte Kommunikationssitzung fand am 27. September statt), aber sehr effektiv. Sie machte mehr als 17.000 Fotos, führte eine chemische Analyse von zwei Dutzend Boden- und Gesteinsproben durch und sammelte eine große Menge an Informationen über das Luftbecken des Planeten. Und am 11. September nahm eine weitere Orbitalsonde, der Mars Global Surveyor, ihre Arbeit auf, ausgestattet mit einer Kamera, einem Laser-Höhenmesser, einem Magnetometer und einem Infrarot-Spektrometer. Er beendete das gesamte Anfangsprogramm bis Anfang 2001, blieb aber weitere fünf Jahre im Amt bis zum Ende der Mitteilungen am 2. November 2006.
Nun wird der Rote Planet von vier Gesandten der NASA und einem der ESA erforscht. Er wird von den amerikanischen Stationen Mars Odyssey und Mars Reconnaissance Orbiter sowie ihrem europäischen Partner Mars Express Orbiter aus dem All beobachtet. Seit Januar 2004 laufen die amerikanischen Rover Spirit und Opportunity auf seiner Oberfläche. Bis Mitte Oktober 2007 hatte der erste Apparat etwas mehr als 7,25 km zurückgelegt und 102.000 Fotos zur Erde geschickt. Die zweite machte 94.000 Schüsse, legte aber über 11,5 km zurück. Wenn nichts passiert, kommt am 25. Mai 2008 das stationäre Abstiegsfahrzeug der Raumsonde Phoenix hinzu, ausgestattet mit einem automatischen Bagger. Es wird unterirdisches Eis abbauen und es zur Analyse an Bordinstrumente weiterleiten.
Der Mars wird sowohl von erdnahen Observatorien (hauptsächlich dem Hubble-Orbit alteleskop) als auch von den neuesten bodengestützten Teleskopen und Radioteleskopen untersucht. Daher wissen Astronomen heute viel mehr darüber als noch vor drei oder vier Jahrzehnten. Aber auf die Frage „Gibt (oder gab) es Leben auf dem Mars?“muss noch mit einem Zitat aus dem berühmten Film von Eldar Ryazanov antworten: „Das ist der Wissenschaft unbekannt.“
