Mit der wissenschaftlichen Revolution wurde den Astronomen bewusst, dass die Erde und die anderen Planeten die Sonne umkreisen. Und dank Copernicus, Galileo, Kepler und Newton wurde das Studium ihrer Bahnen bis zur mathematischen Präzision verfeinert. Und mit den nachfolgenden Entdeckungen von Uranus , Neptun , Pluto und der Kuipergürtel-Objekte , haben wir verstanden, wie unterschiedlich die Umlaufbahnen der Sonnenplaneten sind.
Erwägen März , der zweitnächste Nachbar der Erde, und ein Planet, der oft als „Zwilling der Erde“ bezeichnet wird. Obwohl sie viele Dinge mit der Erde gemeinsam hat, unterscheiden sie sich stark in Bezug auf ihre Umlaufbahnen. Der Mars ist nicht nur weiter von der Sonne entfernt, sondern hat auch eine viel elliptischere Umlaufbahn, was zu einigen recht interessanten Variationen der Temperatur- und Wettermuster führt.
Perihel und Aphelion:
Der Mars umkreist die Sonne in einer durchschnittlichen Entfernung (Haupthalbachse) von 228 Millionen km (141,67 Millionen Meilen) oder 1.524 astronomischen Einheiten (über das Eineinhalbfache der Entfernung zwischen Erde und Sonne ). Der Mars hat jedoch auch die zweitexzentrischste Umlaufbahn aller Planeten im Sonnensystem (0,0934), was ihn zu einer weit entfernten Sekunde macht, die verrückt ist Quecksilber (bei 0,20563).
Dies bedeutet, dass die Entfernung des Mars von der Sonne zwischen Perihel (seinem nächsten Punkt) und Aphel (seinem entferntesten Punkt) variiert. Kurz gesagt, die Entfernung zwischen Mars und Sonne reicht im Laufe eines Marsjahres von 206.700.000 km (128.437 Millionen Meilen) am Perihel und 249.200.000 km (154.8457 Millionen Meilen) am Aphel – oder 1,38 AE und 1.666 AE.
Apropos Marsjahr, mit einer durchschnittlichen Umlaufgeschwindigkeit von 24 km/s benötigt der Mars das Äquivalent von 687 Erdtagen, um eine einzelne Umlaufbahn um die Sonne zu vollenden. Dies bedeutet, dass ein Jahr auf dem Mars 1,88 Erdenjahren entspricht. Bereinigt um die Marstage (auch bekannt als Sols) – die 24 Stunden, 39 Minuten und 35 Sekunden dauern – ergibt ein Jahr eine Länge von 668.5991 Sols (immer noch fast doppelt so lang).
Der Mars befindet sich auch inmitten einer langfristigen Zunahme der Exzentrizität. Vor etwa 19.000 Jahren erreichte sie ein Minimum von 0,079 und wird in etwa 24.000 Jahren bei einer Exzentrizität von 0,105 (mit einem Perihelabstand von 1,3621 AE) wieder ihren Höhepunkt erreichen. Darüber hinaus war die Umlaufbahn vor etwa 1,35 Millionen Jahren fast kreisförmig und wird es in einer Million Jahren wieder sein.
Axiale Neigung:
Ähnlich wie die Erde hat auch der Mars eine stark geneigte Achse. Tatsächlich liegt er mit einer Neigung von 25,19° zu seiner Bahnebene sehr nahe an der erdeigenen Neigung von 23,439°. Das bedeutet, dass auch der Mars wie die Erde jahreszeitliche Temperaturschwankungen erfährt. Im Durchschnitt ist die Oberflächentemperatur des Mars viel kälter als die, die wir hier auf der Erde erleben, aber die Variation ist weitgehend gleich .
Die exzentrische Umlaufbahn und die axiale Neigung des Mars führen zu erheblichen jahreszeitlichen Schwankungen. Bildnachweis und Copyright: Encyclopedia Britannica
Alles in allem beträgt die durchschnittliche Oberflächentemperatur auf dem Mars -46 ° C (-51 ° F). Dies reicht von einem Tiefstwert von -143 ° C (-225,4 ° F), der im Winter an den Polen stattfindet; und ein Höchststand von 35 ° C (95 ° F), der im Sommer und mittags am Äquator auftritt. Dies bedeutet, dass der Mars zu bestimmten Jahreszeiten tatsächlich wärmer ist als bestimmte Teile der Erde.
Umlaufbahn und saisonale Änderungen:
Die Temperaturschwankungen des Mars und seine jahreszeitlichen Veränderungen hängen auch mit Änderungen der Umlaufbahn des Planeten zusammen. Im Wesentlichen bedeutet die exzentrische Umlaufbahn des Mars, dass er sich langsamer um die Sonne bewegt, wenn er weiter von ihr entfernt ist, und schneller, wenn sie näher ist (wie in angegeben). Keplers Drei Gesetze der Planetenbewegung ).
Das Aphel des Mars fällt mit dem Frühling auf seiner nördlichen Hemisphäre zusammen, was es zur längsten Jahreszeit auf dem Planeten macht – sie dauert ungefähr 7 Erdmonate. Der Sommer ist mit sechs Monaten die zweitlängste, während der Herbst und der Winter 5,3 bzw. etwas mehr als 4 Monate dauern. Im Süden ist die Länge der Jahreszeiten nur geringfügig unterschiedlich.
Der Mars befindet sich in der Nähe des Perihels, wenn auf der Südhalbkugel Sommer und im Norden Winter ist, und in der Nähe des Aphels, wenn auf der Südhalbkugel Winter und im Norden Sommer ist. Dadurch sind die Jahreszeiten auf der Südhalbkugel extremer und die Jahreszeiten auf der Nordhalbkugel milder. Die Sommertemperaturen im Süden können bis zu 30 K (30 °C) wärmer sein als die entsprechenden Sommertemperaturen im Norden.
Die Südpolareiskappe des Mars, im April 2000 von der Sonde Mars Odyssey gesehen. Bildnachweis: NASA/JPL/MSSS
Es auch schneit auf dem Mars . Im Jahr 2008 hat die NASA Phoenix Lander fand Wassereis in den Polarregionen des Planeten. Dies war ein erwartetes Ergebnis, aber die Wissenschaftler waren nicht bereit, dies zu beobachten Schnee fällt von Wolken . Der Schnee, kombiniert mit bodenchemischen Experimenten, ließen Wissenschaftler glauben, dass der Landeplatz in der Vergangenheit ein feuchteres und wärmeres Klima hatte.
Und dann im Jahr 2012 die Daten, die von der Mars-Aufklärungsorbiter zeigten, dass in der südlichen Polarregion des Mars Kohlendioxid-Schneefälle auftreten. Seit Jahrzehnten wissen Wissenschaftler, dass Kohlendioxideis ein fester Bestandteil des saisonalen Zyklus des Mars ist und in den südlichen Polkappen existiert. Aber dies war das erste Mal, dass ein solches Phänomen entdeckt wurde, und es ist nach wie vor das einzige bekannte Beispiel für Kohlendioxidschnee, der irgendwo in unserem Sonnensystem fällt.
Darüber hinaus wurden kürzlich vom Mars Reconnaissance Orbiter, dem Mars Science Laboratory , das Mars-Orbiter-Mission (Mama), die Marsatmosphäre und flüchtige Entwicklung (MAVEN) und die Gelegenheit und Neugier Rovers haben einige überraschende Dinge über die tiefe Vergangenheit des Mars enthüllt.
Für den Anfang haben Bodenproben und Orbitalbeobachtungen schlüssig gezeigt, dass der Planet vor ungefähr 3,7 Milliarden Jahren mehr Wasser auf seiner Oberfläche als derzeit im Atlantik . In ähnlicher Weise haben atmosphärische Studien an der Oberfläche und aus dem Weltraum bewiesen, dass der Mars zu dieser Zeit auch eine lebensfähige Atmosphäre hatte, die langsam war vom Sonnenwind weggezogen .
Wissenschaftler konnten die Wasserverlustrate auf dem Mars messen, indem sie das Verhältnis von Wasser und HDO von heute und vor 4,3 Milliarden Jahren maßen. Bildnachweis: Kevin Gill
Wetterlagen:
Diese jahreszeitlichen Schwankungen ermöglichen es dem Mars, einige Wetterextreme zu erleben. Vor allem hat der Mars die größten Staubstürme im Sonnensystem. Diese können von einem Sturm über ein kleines Gebiet bis hin zu gigantischen Stürmen (Tausende Kilometer Durchmesser) reichen, die den gesamten Planeten bedecken und die Oberfläche aus dem Blickfeld verdecken. Sie treten tendenziell auf, wenn der Mars der Sonne am nächsten ist, und es wurde gezeigt, dass sie die globale Temperatur erhöhen.
Die erste Mission, die dies bemerkte, war die Seemann 9 orbiter, die 1971 als erste Raumsonde den Mars umkreiste, schickte sie Bilder einer im Dunst versunkenen Welt zur Erde zurück. Der gesamte Planet wurde von einem Staubsturm bedeckt, der so massiv war, dass nur Olympus Mons, der riesige Marsvulkan mit einer Höhe von 24 km, über den Wolken zu sehen war. Dieser Sturm dauerte einen ganzen Monat und verzögerte sichSeemann 9s Versuche, den Planeten im Detail zu fotografieren.
Und dann weiter 9. Juni 2001 entdeckte das Hubble-Weltraumteleskop einen Staubsturm im Hellas-Becken auf dem Mars. Im Juli hatte der Sturm nachgelassen, wuchs dann aber wieder zum größten Sturm seit 25 Jahren. Der Sturm war so groß, dass ihn Amateurastronomen mit kleinen Teleskopen von der Erde aus sehen konnten. Und die Wolke erhöhte die Temperatur der kalten Marsatmosphäre um atemberaubende 30° Celsius.
Diese Stürme treten in der Regel auf, wenn der Mars der Sonne am nächsten ist, und sind das Ergebnis von Temperaturanstiegen und Veränderungen in der Luft und im Boden. Wenn der Boden trocknet, wird er leichter von Luftströmungen aufgenommen, die durch Druckänderungen aufgrund erhöhter Hitze verursacht werden. Die Staubstürme lassen die Temperaturen noch weiter steigen, was dazu führt, dass der Mars seinen eigenen Treibhauseffekt erfährt.
Wir haben hier bei Universe Today viele interessante Artikel über die Entfernung der Planeten von der Sonne geschrieben. Hier ist Wie weit sind die Planeten von der Sonne entfernt? , Wie weit ist Merkur von der Sonne entfernt? , Wie weit ist Venus von der Sonne entfernt? , Wie weit ist die Erde von der Sonne entfernt? , Wie weit ist der Mond von der Sonne entfernt? , Wie weit ist Jupiter von der Sonne entfernt? , Wie weit ist Saturn von der Sonne entfernt? , Wie weit ist Uranus von der Sonne entfernt? , Wie weit ist Neptun von der Sonne entfernt? und Wie weit ist Pluto von der Sonne entfernt?
Weitere Informationen finden Sie in Astronomie für Anfänger Berechnen Sie die Entfernung zum Mars .
Wenn Sie schließlich mehr über den Mars im Allgemeinen erfahren möchten, haben wir bei Astronomy Cast mehrere Podcast-Episoden über den Roten Planeten gedreht. Folge 52: Mars , und Folge 91: Die Suche nach Wasser auf dem Mars .
