Der Mars – unser faszinierender roter Nachbar

Mars ist der vierte Planet unseres Sonnensystems und wahrscheinlich die fremde Welt, die uns Menschen am vertrautesten erscheint. Es gibt dort Tage, Jahreszeiten, Wolken, Wind, Eis, Berge und Täler. Ein Marstag dauert sogar fast genauso lange wie ein Tag auf der Erde.

Und Mars ist ein Planet für Hobbyastronomen: Wenn er günstig zur Erde steht, wird aus dem rötlichen Lichtpunkt im Teleskop eine kleine Scheibe. Mit etwas Erfahrung lassen sich sogar die helle Polkappe und größere dunkle Oberflächengebiete erkennen.

Mars und Erde im Vergleich

Warum ist Mars rot?

Mars ist keine glühend heiße Welt. Seine rote Farbe entsteht vor allem durch eisenhaltige Minerale im Staub und Gestein. Das Eisen wurde oxidiert – vereinfacht gesagt: Es rostete.

Dieser feine rötliche Staub bedeckt große Teile der Oberfläche. Deshalb erscheint Mars selbst aus vielen Millionen Kilometern Entfernung orange bis rötlich.

Produkt	Informationen
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Ein Marstag dauert 24 Stunden und 39 Minuten

Ein Tag auf Mars wird Sol genannt. Er dauert rund 24 Stunden und 39 Minuten und damit nur etwa 39 Minuten länger als ein mittlerer Sonnentag auf der Erde.

Auch die Neigung seiner Rotationsachse ähnelt mit etwa 25,2° erstaunlich stark den 23,4° der Erde. Deshalb gibt es auf Mars Frühling, Sommer, Herbst und Winter. Da ein Marsjahr 687 Erdtage dauert, sind die Jahreszeiten allerdings wesentlich länger als bei uns.

Wie kalt ist Mars?

Die mittlere Temperatur liegt bei ungefähr −53 °C. Das entspricht eher einem extrem kalten Wintertag auf der Erde als einer gemütlichen roten Wüste.

Die Unterschiede sind enorm. In Äquatornähe kann der Boden an günstigen Sommertagen mittags Temperaturen um +20 °C erreichen. In kalten Polargebieten können dagegen Temperaturen von weniger als −120 °C auftreten.

Der Grund für diese starken Schwankungen ist vor allem die extrem dünne Atmosphäre. Sie kann Wärme wesentlich schlechter speichern als die Erdatmosphäre.

Eine Atmosphäre mit nur etwa 6 hPa Luftdruck

Die Marsatmosphäre besteht zu rund 95 % aus Kohlendioxid (CO₂). Der mittlere Druck an der Oberfläche beträgt nur ungefähr 6 hPa. Auf der Erde herrschen auf Meereshöhe rund 1.013 hPa.

Der Mars besitzt damit weniger als ein Hundertstel unseres Luftdrucks. Eine Sauerstoffmaske allein würde einem Menschen dort nicht helfen. Er benötigt einen Raumanzug, der nicht nur Sauerstoff liefert, sondern auch den notwendigen Druck aufrechterhält.

Wind und Staubstürme

Auf Mars gibt es Wind, Wolken, Staubteufel (Tornados) und große Staubstürme. Windgeschwindigkeiten können deutlich über 100 km/h erreichen. Das klingt zunächst nach einem schweren Sturm auf der Erde.

Wegen der sehr geringen Luftdichte besitzt dieser Wind jedoch erheblich weniger Kraft als ein irdischer Sturm gleicher Geschwindigkeit. Problematisch ist vor allem der feine Staub: Er kann technische Geräte belasten, die Sicht verschlechtern und Solarmodule bedecken.

Olympus Mons – ein Vulkan von planetaren Ausmaßen

Der Olympus Mons ist der größte bekannte Vulkan im Sonnensystem. Sein Gipfel liegt ungefähr 21 bis 22 km über dem mittleren Marsniveau. Vom Fuß des Vulkans aus betrachtet ergeben sich je nach Bezugspunkt noch größere Höhenunterschiede.

Zum Vergleich: Der Mount Everest erreicht 8.849 Meter über dem irdischen Meeresspiegel. Olympus Mons ist außerdem ungefähr 600 km breit. Das entspricht etwa der Luftlinie von Hamburg bis München.

Auf Mars können solche riesigen Vulkane unter anderem deshalb entstehen, weil dort keine Plattentektonik wie auf der Erde ständig eine Erdplatte über eine vulkanische Quelle hinwegbewegt.

Valles Marineris – eine Schlucht von Deutschland bis Nordafrika

Das gewaltige Grabensystem Valles Marineris erstreckt sich über rund 4.000 km, ist stellenweise mehrere hundert Kilometer breit und erreicht Tiefen von ungefähr 7 km.

Zum Vergleich: Der Grand Canyon in den USA ist etwa 446 km lang und erreicht Tiefen von ungefähr 1,8 km. Valles Marineris spielt also in einer völlig anderen Größenordnung.

Es handelt sich dabei nicht einfach um einen riesigen, von einem Fluss ausgewaschenen Canyon. Große Teile entstanden durch Dehnung und Brüche der Marskruste. Erosion und Wasser beeinflussten später einzelne Regionen zusätzlich.

Wo ist das Wasser geblieben?

Auf Mars finden sich ausgetrocknete Flusstäler, ehemalige Seebecken, Deltas und Minerale, die unter dem Einfluss von Wasser entstanden sind. Vor etwa 3 bis 4 Milliarden Jahren herrschten auf Teilen des Planeten offenbar wesentlich feuchtere Bedingungen als heute.

Auch heute ist das Wasser nicht vollständig verschwunden. Große Mengen befinden sich als Wassereis an den Polen und im Untergrund.

Damit gehört eine Frage zu den spannendsten der modernen Planetenforschung: Wenn Mars früher Seen und Flüsse besaß – hatte das Wasser lange genug Bestand, damit dort einfaches Leben entstehen konnte?

Gab es Leben auf dem Mars?

Bis heute wurde kein Leben auf Mars nachgewiesen. Auch fossile Marsorganismen sind bislang nicht zweifelsfrei gefunden worden.

Die Suche konzentriert sich deshalb besonders auf alte Gesteine aus Zeiten, in denen flüssiges Wasser vorhanden war. Gesucht werden chemische oder strukturelle Spuren, die Hinweise auf früheres mikrobielles Leben geben könnten.

Das macht Mars wissenschaftlich so interessant: Wir kennen einen Planeten, der heute kalt und trocken ist, vor Milliarden Jahren aber wesentlich lebensfreundlicher gewesen sein könnte.

Die Polkappen

Mars besitzt an beiden Polen Eiskappen. Sie bestehen aus Wassereis und jahreszeitlich auftretendem gefrorenem Kohlendioxid, dem sogenannten Trockeneis.

Im Winter friert zusätzliches Kohlendioxid aus der Atmosphäre aus. Im Frühjahr und Sommer geht ein Teil dieses Eises direkt vom festen in den gasförmigen Zustand über. Dieser Vorgang heißt Sublimation.

Die Veränderungen der Polkappen können bei günstiger Marsstellung sogar für Hobbyastronomen interessant werden.

Phobos und Deimos – zwei winzige Monde

Unser Erdmond besitzt einen Durchmesser von 3.475 km. Phobos und Deimos sind dagegen winzige, unregelmäßig geformte Körper.

Phobos nähert sich Mars jedes Jahr um ungefähr 1,8 cm. In einigen zehn Millionen Jahren dürfte er auseinanderbrechen oder auf Mars stürzen.

Wie weit ist Mars von der Erde entfernt?

Der Abstand verändert sich erheblich, weil Erde und Mars auf unterschiedlichen Bahnen um die Sonne laufen. Bei besonders günstigen Annäherungen können beide Planeten nur rund 55 Millionen Kilometer voneinander entfernt sein. Auf gegenüberliegenden Seiten der Sonne kann der Abstand dagegen auf ungefähr 400 Millionen Kilometer anwachsen.

Ein Funksignal bewegt sich mit annähernd Lichtgeschwindigkeit – rund 300.000 km pro Sekunde. Trotzdem benötigt es zwischen Erde und Mars je nach Stellung der Planeten ungefähr 3 bis 22 Minuten für eine Richtung.

Eine Antwort kann entsprechend erst etwa 6 bis 44 Minuten nach dem Absenden einer Frage wieder auf der Erde eintreffen. Ein Marsfahrzeug lässt sich deshalb nicht wie ein ferngesteuertes Auto in Echtzeit lenken.

Mars durch das eigene Teleskop beobachten

Mars ist mit bloßem Auge sichtbar und fällt durch seine orange-rötliche Farbe auf. Für Teleskopbeobachter wird er besonders interessant, wenn er sich in der Nähe einer Opposition befindet. Dann steht die Erde ungefähr zwischen Sonne und Mars und der Planet ist vergleichsweise nah.

Sein scheinbarer Durchmesser schwankt stark und kann bei günstigen Oppositionen über 20 Bogensekunden erreichen. Befindet Mars sich weit von der Erde entfernt, kann seine Scheibe dagegen auf weniger als 4 Bogensekunden schrumpfen.

Die Öffnung allein entscheidet allerdings nicht. Eine ruhige Erdatmosphäre ist mindestens ebenso wichtig. Astronomen nennen die atmosphärische Bildruhe Seeing.

Produkt	Informationen
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Bei Astroshop ansehen	Celestron SC 152/1500 NexStar 6 SE GoTo Ein kompaktes Schmidt-Cassegrain-Teleskop mit 152 mm Öffnung und 1500 mm Brennweite. Astroshop hebt bei dieser Optik besonders Kontrast und Schärfe bei Mond- und Planetenbeobachtungen hervor. Die große Öffnung und lange Brennweite machen das 6 SE zu einem interessanten Instrument für anspruchsvollere Marsbeobachtungen. Daten: Bauart: Schmidt-Cassegrain Öffnung: 152 mm Brennweite: 1500 mm Öffnungsverhältnis: f/10 Max. sinnvolle Vergrößerung: ca. 300-fach Auflösungsvermögen: ca. 0,77 Bogensekunden Vergütung: StarBright XLT Montierung: motorisierte azimutale NexStar-Montierung GoTo: ja Objektdatenbank: 38.181 Objekte Ausrichtung: SkyAlign Gesamtgewicht: ca. 13,6 kg Für wen geeignet? Für Beobachter, die Mars und andere Planeten komfortabel und mit größerer optischer Leistung beobachten möchten. Besonders praktisch ist die motorisierte Nachführung: Ist Mars einmal eingestellt, hält das Teleskop den Planeten automatisch im Gesichtsfeld. Durch die kompakte Schmidt-Cassegrain-Bauweise verbindet das Teleskop 1500 mm Brennweite mit einem nur etwa 34 cm langen Tubus. Es ist damit trotz seiner größeren Öffnung vergleichsweise transportabel. Preis: ca. 1.500–1.800 €

Welche Oberflächenstrukturen kann man sehen?

Zu den bekanntesten dunklen Gebieten gehört Syrtis Major. Auch die hellen Polkappen können auffallen. Da sich Mars in 24 Stunden und 39 Minuten einmal um seine Achse dreht, erscheinen im Laufe einer Nacht langsam andere Gebiete.

Mars ist deshalb kein unveränderlicher roter Ball. Wer ihn über mehrere Stunden oder Wochen beobachtet, kann tatsächlich Veränderungen erkennen.

Eine Marsstation – könnte das einmal so aussehen?

Das Bild auf dieser Seite zeigt eine künstlerische KI-Darstellung einer zukünftigen Marsstation. Eine solche Station existiert heute nicht. Einige der dargestellten Elemente sind jedoch durchaus sinnvoll.

Zu sehen sind druckdichte Wohn- und Arbeitsmodule, Solarmodule zur Stromerzeugung, Kommunikationsantennen, ein Fahrzeug und ein Astronaut bei einem Außeneinsatz. Im beleuchteten Innenraum arbeitet ein zweites Besatzungsmitglied zwischen Pflanzen.

Pflanzen könnten auf einer Marsstation Nahrung liefern und gleichzeitig Teil eines geschlossenen Kreislaufs für Wasser, Kohlendioxid und Sauerstoff werden.

Die großen transparenten Fensterflächen des Bildes sind dagegen eher Science-Fiction. Mars besitzt praktisch keinen natürlichen Schutz vor energiereicher Strahlung. Wohnbereiche könnten deshalb teilweise unter der Oberfläche liegen oder mit einer dicken Schicht aus Regolith bedeckt werden. Regolith nennt man das lockere Gesteins- und Staubmaterial auf der Oberfläche.

Wie leicht wäre man auf Mars?

Die Marsgravitation beträgt etwa 3,71 m/s² gegenüber 9,81 m/s² auf der Erde – also nur rund 38 %.

Ein Mensch mit einer Masse von 80 kg behält auch auf Mars seine 80 kg Masse. Seine Gewichtskraft wäre dort jedoch nur ungefähr so groß wie die eines 30-kg-Körpers auf der Erde.

Man könnte höher springen und schwere Gegenstände leichter anheben. Welche gesundheitlichen Folgen eine Marsgravitation über viele Jahre hätte, wissen wir bislang nicht.

Kann ein Mensch draußen überleben?

Ohne Schutzanzug: nein. Der Luftdruck beträgt im Mittel nur etwa 6 hPa, die Atmosphäre enthält fast keinen Sauerstoff zum Atmen, die mittlere Temperatur liegt bei etwa −53 °C und die Strahlenbelastung ist wesentlich höher als auf der Erdoberfläche.

Ein Aufenthalt im Freien wäre deshalb immer ein echter Außeneinsatz mit druckdichtem Raumanzug, Sauerstoffversorgung, Temperaturregelung und Strahlenschutz.

Von den Marskanälen zu den Marsrovern

Im 19. Jahrhundert glaubten manche Beobachter, geradlinige „Kanäle“ auf Mars zu erkennen. Daraus entwickelte sich die Vorstellung einer intelligenten Marszivilisation.

Raumsonden zeigten später, dass solche künstlichen Kanäle nicht existieren. Heute stehen uns stattdessen hochauflösende Aufnahmen aus der Umlaufbahn und Messungen direkt von der Oberfläche zur Verfügung.

Rover untersuchen Gesteine, Sedimente und ehemalige Gewässer. Aus einem rätselhaften roten Punkt ist innerhalb weniger Generationen eine geologisch erforschte Welt geworden.

Mars kompakt