Aufgrund seiner Ähnlichkeiten mit der Erde wird der Mars oft als „Erdzwilling“ bezeichnet. Wie die Erde ist der Mars ein terrestrischer Planet , was bedeutet, dass es größtenteils aus Silikatgestein und Mineralien besteht, die in Kern, Mantel und Kruste unterschieden werden. Es befindet sich auch innerhalb des „ Goldlöckchen-Zone “ (alias habitable zone), hat polare Eiskappen und hatte einst fließendes Wasser auf seiner Oberfläche. Aber darüber hinaus sind Mars und Erde sehr unterschiedliche Welten.
Zusätzlich zu den starken Kontrasten in Temperatur, Oberflächenbedingungen und Exposition gegenüber schädlicher Strahlung benötigt der Mars auch deutlich länger, um eine einzelne Umlaufbahn um die Sonne zu vollenden. Tatsächlich ist ein Jahr auf dem Mars fast doppelt so lang wie ein Jahr hier auf der Erde – es dauert 686.971 Tage, was etwa 1,88 Erdenjahren entspricht. Und während dieser Umlaufbahn erfährt der Planet einige ziemlich interessante Veränderungen.
Interessanterweise ist das, was der Mars im Laufe eines Marsjahres durchmacht, ziemlich ähnlich dem, was die Erde durchmacht (noch eine weitere Gemeinsamkeit). Je nachdem, wie weit sie von der Sonne entfernt sind und auf welche Hemisphäre sie gerichtet ist, kommt es auf der einen oder anderen Hemisphäre zu Temperatur- und Wetteränderungen. Kurz gesagt, der Mars erfährt wie die Erde saisonale Veränderungen, dank der Neigung der Planetenachse und der Exzentrizität seiner Umlaufbahn.
Orbitale Exzentrizität:
Der Mars umkreist unsere Sonne in einer durchschnittlichen Entfernung (Haupthalbachse) von 227.939.200 km, was ungefähr dem 1,5-fachen der Entfernung zwischen Sonne und Erde (1.523679 AE) entspricht. Im Laufe seiner 686.971-tägigen Umlaufzeit ändert sich sein Abstand von der Sonne jedoch erheblich. Im Laufe eines Marsjahres reicht die Umlaufbahn des Planeten von 206.700.000 km (1.3814 AE) im Perihel bis 249.200.000 km (1.666 AE) im Aphel.
Die Exzentrizität in der Umlaufbahn des Mars bedeutet, dass es sich um . Bildnachweis: NASA
Dies entspricht einer Orbitalexzentrizität von etwa 0,09, die stärker ist als bei jedem anderen Planeten im Sonnensystem (außer Merkur mit einer Exzentrizität von 0,20563). Es versteht sich jedoch, dass dies nicht immer der Fall war. Tatsächlich war die Umlaufbahn des Mars vor ungefähr 1,35 Millionen Jahren fast kreisförmig mit einer Exzentrizität von nur 0,002.
Darüber hinaus wurde die Umlaufbahn des Mars in den letzten 35.000 Jahren aufgrund der Gravitationseffekte der anderen Planeten etwas exzentrischer. Sie erreichte vor etwa 19.000 Jahren eine minimale Exzentrizität von 0,079 und wird in etwa 24.000 Jahren bei etwa 0,105 ihren Höhepunkt erreichen. In 1.000.000 Jahren wird seine Exzentrizität nahe an dem sein, was sie jetzt ist – mit einer geschätzten Exzentrizität von 0,01.
Alle 780 Tage (779,94 um genau zu sein) erreichen Erde und Mars ihre nächste Distanz. Dies geschieht ungefähr 8,5 Tage nachdem der Mars die Opposition erreicht hat, wenn es einen Unterschied von 180 ° zwischen den geozentrischen Längengraden gibt und die Sonne und die Erde zwischen ihnen vorbeiziehen. Dies ist der nächste Mars, der der Erde je näher kommt, in einer Entfernung von etwa 56 Millionen km, was die ideale Zeit für die Entsendung von Erkundungsmissionen darstellt (die statt mehrerer Jahre 8 Monate dauern würden).
Ein Sterntag, die Zeit, die der Mars braucht, um eine einzige Rotation um seine Achse zu vollenden, beträgt ungefähr 24 Stunden, 37 Minuten und 22 Sekunden. Währenddessen dauert ein Sonnentag (oder Sol) auf dem Mars – also die Zeit, die die Sonne braucht, um an dieselbe Stelle am Himmel zurückzukehren – 24 Stunden, 39 Minuten und 35,244 Sekunden. Als solches entspricht ein Marsjahr 668.5991 Sols.
Ungefähr alle zwei Jahre passiert die Erde jedoch den Mars, während sie die Sonne umkreist. Bildnachweis: NASA
Saisonale Änderungen:
Die Achse des Mars ist mit 25,19 Grad relativ zu seiner Orbitalebene betitelt, was der axialen Neigung der Erde (23,44 Grad) ähnelt. Als Ergebnis hat der Mars Jahreszeiten wie die Erde. Abgesehen davon, dass sie auf dem Mars fast doppelt so lang sind, weil seine Umlaufzeit viel länger ist. Auf der Nordhalbkugel ist der Frühling die längste Jahreszeit und dauert etwa 7 Erdmonate im Jahr. Der Sommer ist an zweiter Stelle und dauert sechs Monate, während der Herbst 5,3 Monate dauert und der Winter etwas mehr als 4 Monate dauert. Im Süden ist die Länge der Jahreszeiten nur geringfügig unterschiedlich.
Die Exzentrizität der Umlaufbahn des Mars ist auch ein wichtiger Faktor, wenn es um die jahreszeitlichen Zyklen des Planeten geht. Es 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.
Der Mars hat auch 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 dünne Atmosphäre des Mars und die Exzentrizität der Umlaufbahn führen zu erheblichen Temperaturschwankungen. Bildnachweis: NASA
Die Durchschnittstemperatur des Planeten beträgt -46 ° C (-51 ° F), mit einem Tiefstwert von -143 ° C (-225,4 ° F) während des Winters an den Polen und einem Höchstwert von 35 ° C (95 ° F) während Sommer und Mittag am Äquator. Dies führt zu einer Variation der durchschnittlichen Oberflächentemperatur, die der der Erde ziemlich ähnlich ist – ein Unterschied von 178 ° C (320,4 ° F) gegenüber 145,9 ° C (262,5 ° F).
Alles in allem hat der Mars viel mit der Erde gemeinsam. Gleichzeitig weist es mehrere wesentliche Unterschiede auf. Zu wissen, was diese sind und wie man sie anspricht, wird entscheidend sein, wenn es darum geht, bemannte Missionen zum Mars zu starten, ganz zu schweigen vom Bau dauerhafter Siedlungen.
Wir haben hier bei Universe Today viele interessante Artikel über den Mars geschrieben. Hier ist Wie stark ist die Schwerkraft auf dem Mars? , Wie lange dauert es, zum Mars zu gelangen? , Wie lange dauert ein Tag auf dem Mars ?, Mars im Vergleich zur Erde , Wie können wir auf dem Mars leben?
Astronomy Cast hat auch mehrere gute Folgen zu diesem Thema – Folge 52: Mars , Folge 92: Missionen zum Mars – Teil 1 , und Folge 94: Vom Menschen zum Mars, Teil 1 – Wissenschaftler .
Weitere Informationen finden Sie unter Erforschung des Sonnensystems der NASA Seite auf dem Mars und Die Reise der NASA zum Mars .
