Dieser Artikel wurde ursprünglich am 10. August 2012 veröffentlicht. Wir haben ihn aktualisiert und dieses coole neue Video hinzugefügt!
Beim Senden von Raumfahrzeugen zum Mars dreht sich alles um Präzision. Es geht darum, mit einer kontrollierten Explosion von der Erde abzuheben, einen Roboter in Richtung des Roten Planeten ins All zu schleudern, die dazwischenliegende Distanz zwischen unseren beiden Planeten zu navigieren und mit unglaublicher Präzision zu landen.
Dieses komplizierte und komplizierte Manöver bedeutet, die genaue Entfernung von der Erde zum Mars zu kennen. Da Mars und Erde beide die Sonne umkreisen – jedoch in unterschiedlichem Abstand, mit unterschiedlichen Exzentrizitäten und mit unterschiedlichen Umlaufgeschwindigkeiten – ändert sich der Abstand zwischen ihnen ständig
Der erste Mensch, der jemals die Entfernung zum Mars berechnete, war der Astronom Giovanni Cassini, berühmt für seine Beobachtungen des Saturn. Giovanni machte 1672 von Paris aus Beobachtungen des Mars, während sein Kollege Jean Richer die gleiche Beobachtung von Cayenne in Französisch-Guayana machte. Mit der Parallaxenmethode berechneten sie die Entfernung zum Mars mit überraschender Genauigkeit.
Alle zwei Jahre passiert die Erde den Mars, während sie die Sonne umkreist, was dazu führt, dass es so aussieht, als würde sie sich verlangsamen und sich am Himmel rückwärts bewegen (auch bekannt als „retrograde Bewegung“). Bildnachweis: Tunç Tezel
Allerdings berechnen Astronomen jetzt die Entfernung zu Objekten im Sonnensystem anhand der Lichtgeschwindigkeit. Sie messen die Zeit, die Signale brauchen, um Raumschiffe zu erreichen, die andere Planeten umkreisen. Sie können leistungsstarkes Radar von Planeten abprallen und die Zeit messen, die es dauert, bis Signale zurückkehren. Dadurch können sie die Entfernung zu Planeten wie dem Mars mit unglaublicher Genauigkeit messen.
Entfernung zwischen Erde und Mars:
Also, wie weit ist der Mars entfernt? Die Antwort auf diese Frage ändert sich von Moment zu Moment, da Erde und Mars die Sonne umkreisen. Es erfordert auch eine kleine Erklärung über die Orbitalmechanik jedes einzelnen. Sowohl die Erde als auch der Mars folgen elliptischen Bahnen um die Sonne, wie zwei Autos, die mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten auf zwei verschiedenen Rennstrecken fahren.
Manchmal liegen die Planeten nahe beieinander, und manchmal befinden sie sich auf gegenüberliegenden Seiten der Sonne. Und obwohl sie nah und weit auseinander kommen, hängen diese Punkte davon ab, wo sich die Planeten auf ihren jeweiligen Umlaufbahnen befinden. Die Entfernung der Erde zum Mars ändert sich also von Minute zu Minute.
Die Planeten folgen keinen kreisförmigen Umlaufbahnen um die Sonne, sie bewegen sich tatsächlich in Ellipsen. Manchmal sind sie der Sonne am nächsten (Perihel genannt), und manchmal sind sie am weitesten von der Sonne entfernt (bekannt als Aphel).
Axiale Neigung und Exzentrizität des Mars bei seiner Umlaufbahn um die Sonne.Credit und Copyright: Encyclopedia Britannica
Um den nächsten Punkt zwischen Erde und Mars zu erhalten, müssen Sie sich eine Situation vorstellen, in der sich Erde und Mars auf derselben Seite der Sonne befinden. Außerdem möchten Sie eine Situation, in der sich die Erde im Aphel, an ihrem sonnenfernsten Punkt, und der Mars im Perihel, dem sonnennächsten Punkt, befindet.
Erde und Mars-Opposition:
Wenn Erde und Mars ihren nächsten Punkt erreichen, wird dies als Opposition bezeichnet. Es ist die Zeit, in der der Mars als leuchtend roter Stern am Himmel erscheint; eines der hellsten Objekte, das mit der Helligkeit von Venus oder Jupiter konkurrieren kann. Es steht außer Frage, dass der Mars hell und nah ist, Sie können ihn mit eigenen Augen sehen. Und theoretisch werden Mars und Erde zu diesem Zeitpunkt nur noch 54,6 Millionen Kilometer voneinander entfernt sein.
Aber hier ist die Sache, dies ist nur theoretisch, da die beiden Planeten in der aufgezeichneten Geschichte nicht so nahe beieinander standen. Die letzte bekannte nächste Annäherung war im Jahr 2003, als Erde und Mars nur56 Millionen km(oder33,9 Millionen Meilen) ein Teil. Und dies war der nächste, den sie seit 50.000 Jahren erreicht hatten.
Opposition tritt auf, wenn Mars und Erde auf derselben Seite der Sonne ausgerichtet sind. Die beiden Planeten liegen zu diesem Zeitpunkt am nächsten beieinander. Bildnachweis: Bob King
Hier ist eine Liste der Marsopposition von 2007-2020 ( Quelle )
- 24.12.2007 – 88,2 Mio. km (54,8 Mio. Meilen)
- 29.01.2010 – 99,3 Millionen km (61,7 Millionen Meilen)
- 03.03.2012 – 100,7 Millionen km (62,6 Millionen Meilen)
- 08.04.2014 – 92,4 Millionen km (57,4 Millionen Meilen)
- Kann. 22, 2016 – 75,3 Millionen km (46,8 Millionen Meilen)
- 27.07.2018 – 57,6 Mio. km (35,8 Mio. Meilen)
- 13.10.2020 – 62,1 Mio. km (38,6 Mio. Meilen)
2018 sollte ein sehr gutes Jahr werden, in dem ein Mars besonders hell und rot am Himmel erscheint.
Konjunktion von Erde und Mars:
Am anderen Ende der Skala können Mars und Erde sein401 Millionen kmauseinander (249 Millionen Meilen), wenn sie in Opposition sind und beide im Aphel sind. Der durchschnittliche Abstand zwischen den beiden beträgt225 Millionen km. Wenn Mars und Erde am nächsten sind, haben Sie Ihr Startfenster.
Seit 1995 stand der Mars sieben Mal in einer solchen „Opposition“ mit der Sonne. Ein Farbkomposit aus jeder der sieben Hubble-Oppositionsbeobachtungen wurde in diesem Mosaik zusammengestellt, um die Schönheit und Pracht des Roten Planeten zu präsentieren. Bildnachweis: NASA/ESA
Etwa alle zwei Jahre erreichen Mars und Erde diesen nächsten Punkt. Und dies ist der perfekte Zeitpunkt, um eine Mission zum Roten Planeten zu starten. Wenn Sie sich die Geschichte der Starts zum Mars ansehen, werden Sie feststellen, dass sie in der Regel etwa alle zwei Jahre starten.
Hier ist ein Beispiel für die jüngsten Missionen zum Mars und die Jahre, in denen sie gestartet wurden:
- MER-A Spirit – 2003
- MER-B-Chance – 2003
- Mars Reconnaissance Orbiter - 2005
- Phönix – 2007
- Phobos-Grunt - 2011
- MSL Neugier – 2011
Siehst du den Trend? Alle zwei Jahre. Sie starten Raumschiffe, wenn Erde und Mars ihren nächsten Punkt erreichen.
Raumschiffe starten nicht direkt auf dem Mars; das würde zu viel Sprit verbrauchen. Stattdessen starten Raumfahrzeuge auf den Punkt zu, an dem der Mars in Zukunft sein wird. Sie beginnen bei der Erdumlaufbahn und erhöhen dann ihre Umlaufbahn, bis sie die Umlaufbahn des Mars kreuzen; genau dann, wenn der Mars an diesem Punkt ist. Die Raumsonde kann dann auf dem Mars landen oder in eine Umlaufbahn um ihn gehen. Diese Reise dauert etwa 250 Tage.
Kommunikation mit dem Mars:
Bei diesen unglaublichen Entfernungen zwischen Erde und Mars können Wissenschaftler nicht in Echtzeit mit ihrem Raumschiff kommunizieren. Stattdessen müssen sie die Zeit abwarten, die die Übertragungen von der Erde zum Mars und wieder zurück benötigen.
Künstlerische Darstellung des Spirit Rover. Einer von zwei Rovern, die Teil des MER-Programms waren, der andere war Opportunity, der begann, Informationen zu übermitteln, die den NASA-Wissenschaftlern geholfen haben, die Umgebung und die geologische Geschichte des Mars zu charakterisieren. NASA/JPL-Caltech
Wenn Erde und Mars sich an ihrem theoretisch am nächsten gelegenen Punkt von 54,6 Millionen km befinden, würde ein Signal von der Erde etwa 3 Minuten brauchen, um die Reise zu machen, und dann weitere 3 Minuten, bis die Signale zur Erde zurückkehren. Aber wenn sie am weitesten entfernt sind, dauert es eher 21 Minuten, um ein Signal zum Mars zu senden, und dann weitere 21 Minuten, um eine Antwort zu erhalten.
Aus diesem Grund sind die zum Mars geschickten Raumsonden hochgradig autonom. Sie haben Computersysteme an Bord, die es ihnen ermöglichen, ihre Umgebung zu studieren und gefährliche Hindernisse vollautomatisch und ohne menschliches Zutun zu umgehen.
Die Entfernung von der Erde zum Mars ist der Hauptgrund dafür, dass es noch nie einen bemannten Flug zum Roten Planeten gegeben hat. Wissenschaftler auf der ganzen Welt arbeiten daran, die Reise zu verkürzen, mit dem Ziel, innerhalb des nächsten Jahrzehnts einen Menschen in die Umlaufbahn des Mars zu schicken.
Wir haben hier bei Universe Today viele Artikel über die Entfernung zwischen Planeten geschrieben. Hier sind die Abstände zwischen Erde und Sonne , Quecksilber , Venus , der Mond , Jupiter , Saturn , Uranus , Neptun , und Pluto . Und hier sind Zehn interessante Fakten über den Planeten Mars und Wie lange dauert es, zum Mars zu gelangen?
Für weitere Informationen listet diese Website alle Zeit der Mars-Opposition , von der jüngsten Vergangenheit bis in die ferne Zukunft. Sie können auch verwenden Der Sonnensystemsimulator der NASA um die aktuelle Position eines beliebigen Objekts im Sonnensystem zu sehen.
Wenn Sie schließlich mehr über den Mars im Allgemeinen erfahren möchten, haben wir bei Astronomy Cast mehrere Podcast-Episoden über den Mars gedreht. Folge 52: Mars . Wir haben auch eine Episode gemacht, in der Entfernungen erklärt werden, Folge 10: Entfernungsmessung im Universum .
Quellen:
- Coole wissenschaftliche Fakten – Die Lichtgeschwindigkeit
- Prof. Courtney Ligman – Opposition des Mars
- NASA – Erforschung des Sonnensystems
Podcast (Audio): Herunterladen (Dauer: 3:41 – 3,4 MB)
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Podcast (Video): Herunterladen (58,9 MB)
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