Der Planet Mars hat nur wenige Gemeinsamkeiten. Beide Planeten haben ungefähr die gleiche Landoberfläche, anhaltende Polkappen und beide haben eine ähnliche Neigung ihrer Rotationsachsen, was ihnen eine starke jahreszeitliche Variabilität verleiht. Darüber hinaus weisen beide Planeten starke Beweise dafür auf, dass sie in der Vergangenheit einen Klimawandel erlebt haben. Im Fall des Mars deuten diese Hinweise darauf hin, dass er einst eine lebensfähige Atmosphäre und flüssiges Wasser auf seiner Oberfläche hatte.
Gleichzeitig sind unsere beiden Planeten wirklich sehr unterschiedlich, und das in vielerlei Hinsicht. Eine davon ist die Tatsache, dass die Gravitation auf dem Mars nur ein Bruchteil derjenigen hier auf der Erde ist. Es ist äußerst wichtig, die Auswirkungen zu verstehen, die dies wahrscheinlich auf den Menschen haben wird, wenn es darum geht, bemannte Missionen zum Mars zu entsenden, ganz zu schweigen von potenziellen Kolonisten.
Mars im Vergleich zur Erde:
Die Unterschiede zwischen Mars und Erde sind alle entscheidend für die Existenz des Lebens, wie wir es kennen. Zum Beispiel ist der atmosphärische Druck auf dem Mars ein winziger Bruchteil dessen, was er hier auf der Erde ist – durchschnittlich 7,5 Millibar auf dem Mars bis etwas mehr als 1000 hier auf der Erde. Die durchschnittliche Oberflächentemperatur ist auf dem Mars ebenfalls niedriger und liegt bei -63 ° C im Vergleich zu den milden 14 ° C der Erde.
Künstlerische Darstellung des Inneren des Mars. Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech
Und während die Länge eines Marstages ungefähr gleich lang ist wie hier auf der Erde (24 Stunden 37 Minuten), ist die Länge eines Marsjahres deutlich länger (687 Tage). Darüber hinaus ist die Schwerkraft auf der Marsoberfläche viel geringer als hier auf der Erde – um genau 62 % niedriger. Bei nur 0,376 des Erdstandards (oder 0,376g) würde ein Mensch, der auf der Erde 100 kg wiegt, auf dem Mars nur 38 kg wiegen.
Dieser Unterschied in der Oberflächengravitation ist auf eine Reihe von Faktoren zurückzuführen – Masse, Dichte und Radius sind die wichtigsten. Obwohl der Mars fast die gleiche Landoberfläche wie die Erde hat, hat er nur den halben Durchmesser und eine geringere Dichte als die Erde – er besitzt etwa 15% des Erdvolumens und 11% seiner Masse.
Berechnung der Marsschwere:
Wissenschaftler haben die Schwerkraft des Mars basierend auf berechnet Newtons Theorie der universellen Gravitation , die besagt, dass die von einem Objekt ausgeübte Gravitationskraft proportional zu seiner Masse ist. Bei Anwendung auf einen kugelförmigen Körper wie einen Planeten mit einer gegebenen Masse ist die Oberflächengravitation ungefähr umgekehrt proportional zum Quadrat ihres Radius. Wenn es auf einen kugelförmigen Körper mit einer gegebenen durchschnittlichen Dichte aufgetragen wird, ist es ungefähr proportional zu seinem Radius.
Das Mars Gravity Model 2011 (MGM2011), das Variationen der Gravitationsbeschleunigungen über der Marsoberfläche zeigt. Bildnachweis: geodesy.curtin.edu.au
Diese Proportionalitäten können durch die Formel ausgedrückt werdeng=m/R2, wogist die Oberflächengravitation des Mars (ausgedrückt als Vielfaches der Erdanziehungskraft).,das sind 9,8 m/s²),mist seine Masse – ausgedrückt als Vielfaches der Erdmasse (5,976·1024kg) – undRsein Radius, ausgedrückt als Vielfaches des (mittleren) Erdradius (6.371 km).
Zum Beispiel hat der Mars eine Masse von 6,4171 x 1023kg, das ist das 0,107-fache der Erdmasse. Es hat auch einen mittleren Radius von 3.389,5 km, was 0,532 Erdradien entspricht. Die Oberflächengravitation des Mars kann daher mathematisch ausgedrückt werden als: 0,107/0,532², woraus wir den Wert 0,376 erhalten. Ausgehend von der Erdanziehungskraft ergibt sich daraus eine Beschleunigung von 3,711 Metern pro Quadratsekunde.
Auswirkungen:
Derzeit ist nicht bekannt, welche Auswirkungen eine Langzeitexposition dieser Schwerkraft auf den menschlichen Körper haben wird. Laufende Forschungen zu den Auswirkungen der Mikrogravitation auf Astronauten haben jedoch gezeigt, dass sie eine nachteilige Wirkung auf die Gesundheit – dazu gehören der Verlust von Muskelmasse, Knochendichte, Organfunktion und sogar Sehvermögen .
Das Verständnis der Schwerkraft des Mars und ihrer Auswirkungen auf terrestrische Wesen ist ein wichtiger erster Schritt, wenn wir eines Tages Astronauten, Entdecker und sogar Siedler dorthin schicken wollen. Grundsätzlich werden die Auswirkungen einer langfristigen Schwerkraftbelastung, die etwas mehr als ein Drittel des Erdnormals beträgt, ein wichtiger Aspekt aller Pläne für bevorstehende bemannte Missionen oder Kolonisierungsbemühungen sein.
Künstlerisches Konzept eines Mars-Astronauten, der außerhalb des Lebensraums Mars One steht. Bildnachweis: Bryan Versteeg/Mars One
Zum Beispiel Crowdsourcing-Projekte wie Mars eins berücksichtigen die Wahrscheinlichkeit von Muskelabbau und Osteoporose für ihre Teilnehmer. Unter Berufung auf eine aktuelle Studie von Internationale Raumstation (ISS) Astronauten erkennen an, dass Missionsdauern von 4-6 Monaten einen maximalen Verlust von 30% Muskelleistung und einen maximalen Verlust von 15% Muskelmasse aufweisen.
Ihre geplante Mission erfordert viele Monate im Weltraum, um zum Mars zu gelangen, und diejenigen, die sich freiwillig melden, um den Rest ihres Lebens auf der Marsoberfläche zu verbringen. Natürlich behaupten sie auch, dass ihre Astronauten „mit einem wissenschaftlich fundierten Gegenmaßnahmenprogramm gut vorbereitet sind, das sie nicht nur für die Mission zum Mars, sondern auch für die Anpassung an das Leben unter der Schwerkraft auf der Marsoberfläche gesund hält“. Was diese Maßnahmen sind, bleibt abzuwarten.
Mehr über die Schwerkraft des Mars zu erfahren und wie sich terrestrische Organismen unter ihr verhalten, könnte auch für die Weltraumforschung und Missionen zu anderen Planeten von Vorteil sein. Und da die vielen robotischen Lander- und Orbiter-Missionen auf dem Mars sowie geplante bemannte Missionen mehr Informationen liefern, können wir erwarten, dass wir ein klareres Bild davon bekommen, wie die Marsgravitation aus nächster Nähe ist.
Je näher wir der geplanten bemannten Mission der NASA zum Mars kommen, die derzeit für 2030 geplant ist, können sicherlich erwarten, dass weitere Forschungsanstrengungen unternommen werden.
Wir haben viele interessante Artikel darüber geschrieben März hier bei Universe Today. Hier ist Wie stark ist die Schwerkraft auf anderen Planeten? , Die Schwerkraft des Mars soll an Mäusen getestet werden , Mars im Vergleich zur Erde , Asteroiden können durch die Schwerkraft des Mars erschüttert und gerührt werden , Wie kolonisieren wir den Mars? Wie können wir auf dem Mars leben? , und Wie terraformieren wir den Mars?
Informationen zum Mars Gravity Biosatellit . Und das könnte den Kindern gefallen; ein Projekt, auf das sie bauen können die Schwerkraft des Mars demonstrieren .
Astronomy Cast hat auch einige wundervolle Episoden zu diesem Thema. Hier ist Folge 52: Mars , und Folge 95: Vom Menschen zum Mars, Teil 2 – Kolonisten .
Quellen:
