Sternstunde: Exakte Wettervorhersagen auf dem Mars

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kolumneSternstunde: Exakte Wettervorhersagen auf dem Mars

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Im Winter bedeckt eine Schicht aus gefrorenem Kohlendioxid den Nordpol des Mars. Diese speist sich zu etwa 50 Prozent aus Kohlendioxid-Schnee, der aus Eiswolken in der Atmosphäre auf die Oberfläche fällt. Die Aufnahme stammt von der NASA-Raumsonde Mars Reconnaissance Orbiter und wurde 2006 aufgenommen.

Kolumne von Meike Lorenzen

Im Norden des Mars schneit es. Schneeschauer, die im eisigen Winter auf die Nordhalbkugel des Mars niedergehen, könnten sich mehrere Wochen im Voraus vorhersagen lassen. Davon profitiert die Forschung.

 

Heute wissen, wie in einem Monat das Wetter wird – manchmal wäre das praktisch. Für die Urlaubsplanung zum Beispiel. Oder um die Frage zu klären, wann sich das Fensterputzen lohnt. Doch auf der Erde sind Wettervorhersagen so weit im Voraus unmöglich. Fünf bis sieben Tage sind das Maximum. Anders sieht es auf dem Mars aus. Nach neuesten Forschungserkenntnissen zeigen, dass sich in bestimmten Regionen auf der Nordhalbkugel des roten Planeten Schneefälle sehr weit im Voraus bestimmen lassen. „Für Marsmissionen, die beispielsweise mit Rovern diese Gebiete erforschen wollen, ist dies eine wertvolle Information“, sagt Paul Hartogh vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (MPS). Er und seine Kollegen haben gemeinsam mit Forschern der Tohoku Universität im japanischen Sendai Rechnungen erstellt. Sie zeigen: Die Schneefälle hängen mit einem besonderen Wetterphänomen auf dem Mars.

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Denn auf dem Mars treten verstärkt Schwankungen in Druck, Temperatur, Windstärke und -richtung auf, die sich auf der Nordhalbkugel im Winter wellenartig ausbreiten und sehr verlässlich auftreten. Daher lässt sich das Wetter hier sehr gut vorhersagen. Wichtig werden solche Wettervorhersagen für künftige Rover-Missionen auf dem Mars. Die Rover bewegen sich nur sehr langsam voran, weshalb sie eine langfristige Planung für ihre Fahrtroute benötigen.

Die Geschichte der Mars-Missionen

  • Sojourner

    Dezember 1996 - Das US-Raumschiff „Pathfinder“ startet mit dem Marsrover „Sojourner“ zu unserem Nachbarplaneten. Nach mehreren Fehlversuchen landet mit „Sojourner“ erstmals 1997 ein ferngesteuertes Fahrzeug erfolgreich auf unserem Nachbarplaneten und sendet Daten zur Erde.

  • Spirit

    Juni 2003 - Der Mars-Landeroboter „Spirit“ der Nasa hebt vom Weltraumbahnhof Cape Canaveral ab. Im Juli wird nach mehrfachen Startverschiebungen auch sein Zwilling „Opportunity“ losgeschickt.

  • Opportunity

    Januar 2004 - Nach einer mehr als 480 Millionen Kilometer langen Reise setzt „Spirit“ sicher auf dem Mars auf. Das kleine Roboterfahrzeug soll nach Spuren von Leben suchen. Am 1. April findet „Spirit“ Hinweise auf früher existierendes Wasser. Drei Wochen nach „Spirit“ landet auch „Opportunity“ auf der anderen Seite des Planeten.

  • Abschied von Spirit

    Mai 2009 - „Spirit“ bleibt im Marssand stecken. Alle Versuche der Nasa, ihn zu befreien, scheitern. Im Mai 2011- rund siebeneinhalb Jahre nach seiner Landung auf dem Mars - nimmt die Nasa Abschied von „Spirit“. Wie die Behörde mitteilt, wird sie ihre Versuche einstellen, Kontakt zu dem Roboterfahrzeug aufzunehmen. Die letzte Kommunikation gab es 14 Monate zuvor.

  • Curiosity startet

    November 2011 - Der neue Rover „Curiosity“ wird auf die Reise zum Mars geschickt. Er soll sein Ziel am 6. August 2012 erreichen. Der Roboter soll dann nach organischen Materialien suchen und herausfinden, wie lebensfreundlich oder auch -feindlich der Planet einst war und ist.

  • 8 Jahre Opportunity

    Januar 2012 - „Opportunity“ ist bereits sensationelle acht Jahre auf dem Mars im Einsatz. Erwartet worden waren nur 90 Tage.

  • Nasa stoppt weitere Missionen

    Februar 2012 - Nasa-Chef Charles Bolden gibt bekannt, dass die US-Weltraumbehörde aus Spargründen aus zwei gemeinsam mit der Europäischen Raumfahrtbehörde Esa geplanten Marsmissionen aussteigt. Dazu gehört eine für 2018 geplante Landung eines Rovers auf dem Planeten, der Gesteine und Boden zur späteren Beförderung auf die Erde sammeln soll.

  • Curiosity landet

    August 2012 - Im Kontrollzentrum in Kalifornien brachen Jubel und Applaus aus, als das unbemannte Erkundungsfahrzeug am 6. August um 7.32 Uhr (MESZ) im Gale-Krater nahe des Mars-Äquators aufsetzte. „Curiosity“ hat die Größe eines kleinen Autos und wiegt fast eine Tonne – viel mehr als „Spirit“ oder „Opportunity“. Daher gestaltete sich auch die Landung äußerst schwierig. Um die Wucht des Aufpralls abzufangen, wurde die Sonde von einer Art schwebendem, Raketen betriebenem Rucksack abgeseilt, die Halteseile bei der Landung gekappt und der Rucksack in einiger Entfernung zum Absturz gebracht.

Die Meteorologen und Weltraumforscher finden eine eisige Welt auf dem Mars vor, der viel weiter von der Sonne entfernt liegt, als die Erde. Zum Vergleich: Während die Erde 365 bis 366 Tage benötigt, um die Sonne einmal zu umkreisen, ist der Mars 687 Tage unterwegs. Ähnlich wie auf unserem Planeten sind die Polkappen von einer geschlossenen Eisdecke überzogen. Im Winter, wenn die Temperaturen unterhalb von -130 Grad Celsius sinken, speist sich diese Eisschicht in erster Linie aus gefrorenem Kohlendioxid, das aus der Atmosphäre auf den Planeten fällt. Die Eiskappen erstrecken sich dann bis zu einer nördlichen Breite von etwa 70 Grad. Im vergleichsweise warmen Marssommer sublimiert das Kohlendioxid und legt das „ewige Eis“ des Planeten frei: eine deutlich kleinere Kappe aus gefrorenem Wasser. Von Sublimation ist in der Physik die Rede, wenn ein Stoff von einem festen in einen gasförmigen Stoff wechselt, ohne vorher flüssig zu werden. Die Druck- und Temperaturverhältnisse auf dem Mars machen diesen Übergang möglich.

„Das saisonale Eis des Mars, das nur im Winter auftritt, hat zwei Ursprünge“, erklärt Paul Hartogh vom MPS. „Ein Teil des Kohlendioxids aus der Atmosphäre kondensiert direkt an der Oberfläche − ähnlich wie sich auf der Erde bei klarem, kaltem Wetter eine Frostschicht bildet. Ein anderer gefriert in der Atmosphäre zu winzigen Eiskristallen, die Wolken bilden, und fällt als Schnee herunter.“ In ihrer neuen Studie konnten die Forscher nun erstmals eine Verbindung herstellen zwischen dem Auftreten solcher Eiswolken und einem wellenartigen Wetterphänomen, bei dem sich Druck, Temperatur, Windrichtung und -stärke periodisch ändern.

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