Mars und Erde haben einiges gemeinsam. Beide sind terrestrische Planeten , beide befinden sich innerhalb der Sonne bewohnbare Zone , beide haben Polkappen , ähnlich geschwenkte Achsen , und ähnliches Temperaturschwankungen . Und nach einigen der neuesten wissenschaftlichen Daten, die von Rovern und Atmosphärensonden gewonnen wurden, ist jetzt bekannt, dass der Mars einst einen dichte Atmosphäre und war bedeckt mit warmes, fließendes Wasser .
Aber wenn es um Dinge wie die Länge eines Jahres oder die Länge der Jahreszeiten geht, sind Mars und Erde ziemlich unterschiedlich. Im Vergleich zur Erde dauert ein Jahr auf dem Mars fast doppelt so lange – 686,98 Erdtage. Dies liegt daran, dass der Mars deutlich weiter von der Sonne entfernt ist und seine Umlaufzeit (die Zeit, die er braucht, um die Sonne zu umkreisen) deutlich länger ist als die der Erde.
Umlaufzeit:
Die durchschnittliche Entfernung (Haupthalbachse) des Mars von der Sonne beträgt 227.939.200 km (141.634.852,46 Meilen), was ungefähr dem Eineinhalbfachen der Entfernung zwischen Erde und Sonne (1,52 AE) entspricht. Im Vergleich zur Erde ist ihre Umlaufbahn auch ziemlich exzentrisch (0,0934 vs. 0,0167) und reicht von 206,7 Millionen km (128.437.425.435 mi; 1.3814 AE) im Perihel bis 249,2 Millionen km (154.845.701 mi; 1.666 AE) im Aphel. In dieser Entfernung und mit einer Umlaufgeschwindigkeit von 24,077 km/s benötigt der Mars 686.971 Erdtage, was 1,88 Erdjahren entspricht, um die Sonne zu umrunden.
Die Exzentrizität in der Umlaufbahn des Mars bedeutet, dass es sich um . Bildnachweis: NASA
Diese Exzentrizität ist eine der ausgeprägtesten im Sonnensystem, mit nur Quecksilber einen größeren (0,205) haben. Dies war jedoch nicht immer der Fall. Vor ungefähr 1,35 Millionen Jahren hatte der Mars eine Exzentrizität von nur 0,002, was seine Umlaufbahn nahezu kreisförmig macht. 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.
Aber in den letzten 35.000 Jahren wurde die Umlaufbahn des Mars aufgrund der Gravitationseffekte der anderen Planeten etwas exzentrischer. Die kürzeste Entfernung zwischen Erde und Mars wird in den nächsten 25.000 Jahren weiter leicht abnehmen. Und in etwa 1.000.000 Jahren wird seine Exzentrizität wieder nahe an dem sein, was sie jetzt ist – mit einer geschätzten Exzentrizität von 0,01.
Earth Days vs. Mars-„Sols“:
Während ein Jahr auf dem Mars deutlich länger ist als ein Jahr auf der Erde, ist der Unterschied zwischen einem Tag auf der Erde und einem Marstag (auch bekannt als „Sol“) nicht signifikant. Für den Anfang braucht der Mars 24 Stunden 37 Minuten und 22 Sekunden, um eine einzelne Rotation um seine Achse (auch bekannt als ein Sterntag) zu vollenden, während die Erde etwas weniger braucht (23 Stunden, 56 Minuten und 4,1 Sekunden).
Andererseits dauert es 24 Stunden, 39 Minuten und 35 Sekunden, bis die Sonne an derselben Stelle am Himmel über dem Mars erscheint (auch bekannt als Sonnentag), verglichen mit dem 24-Stunden-Sonnentag, den wir hier auf der Erde erleben . Dies bedeutet, dass ein Marsjahr basierend auf der Länge eines Marstages 668.5991 Sols ergibt.
Der Opportunity-Rover hat dieses Analemma aufgenommen, das die Bewegungen der Sonne über ein Marsjahr zeigt. Bilder, die jeden dritten Sonnentag (Marstag) zwischen dem 16. Juli 2006 und dem 2. Juni 2008 aufgenommen wurden. Credit: NASA/JPL/Cornell/ASU/TAMU
Saisonale Variationen:
Der Mars hat auch einen jahreszeitlichen Zyklus, der dem der Erde ähnelt. Dies liegt unter anderem daran, dass der Mars auch eine geneigte Achse besitzt, die um 25,19° zu seiner Bahnebene geneigt ist (im Vergleich zur axialen Neigung der Erde von ca. 23,44°). Dies ist auch auf die Exzentrizität der Umlaufbahn des Mars zurückzuführen, was bedeutet, dass er zu einer Jahreszeit regelmäßig weniger Sonnenstrahlung erhält als zu einer anderen. Diese Abstandsänderung verursacht erhebliche Temperaturschwankungen.
Während die Durchschnittstemperatur des Planeten -46 ° C (51 ° F) beträgt, reicht diese von einem Tiefstwert von -143 ° C (-225,4 ° F) während des Winters an den Polen bis zu einem Höchststand von 35 ° C (95 ° F). im Sommer und mittags 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). Diese hohen Temperaturen ermöglichen auch flüssiges Wasser noch (wenn auch zeitweise) auf der Marsoberfläche fließen.
Darüber hinaus bedeutet die Exzentrizität des Mars, dass er sich in seiner Umlaufbahn langsamer bewegt, wenn er weiter von der Sonne entfernt ist, und schneller, wenn er 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.
Künstlerische Darstellung der Jahreszeiten auf dem Mars. Bildnachweis: britannica.com
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.
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.
Angesichts der Unterschiede in Jahreszeiten und Tageslängen stellt sich die Frage, ob jemals ein Standard-Marskalender entwickelt werden könnte. In Wahrheit könnte es sein, aber es wäre eine kleine Herausforderung. Zum einen müsste ein Marskalender die eigentümlichen astronomischen Zyklen des Mars berücksichtigen, und unsere eigenen nicht-astronomischen Zyklen wie die 7-Tage-Woche arbeiten mit ihnen.
Eine weitere Überlegung beim Entwerfen eines Kalenders ist die Berücksichtigung der Bruchzahl der Tage in einem Jahr. Das Erdjahr ist 365,24219 Tage lang, also enthalten Kalenderjahre entsprechend entweder 365 oder 366 Tage. Eine solche Formel müsste entwickelt werden, um das Marsjahr 668.5921-sol zu berücksichtigen. All dies wird sicherlich ein Thema werden, da die Menschen sich immer mehr der Erforschung (und vielleicht der Kolonisierung) des Roten Planeten widmen.
Wir haben viele interessante Artikel darüber geschrieben März hier bei Universe Today. Hier ist Wie lange dauert ein Jahr auf den anderen Planeten? , Welcher Planet hat den längsten Tag? , Wie lange dauert ein Jahr auf Merkur , Wie lange dauert ein Jahr auf der Erde? , Wie lange dauert ein Jahr auf der Venus? , Wie lange dauert ein Jupiterjahr? , Wie lange dauert ein Jahr auf Saturn? , Wie lange dauert ein Jahr auf Uranus?, Wie lange dauert ein Jahr auf Neptun? , Wie lange dauert ein Jahr auf Pluto?
Weitere Informationen finden Sie auf der Seite zur Erforschung des Sonnensystems der NASA auf März .
Astronomy Cast hat auch mehrere interessante Episoden zu diesem Thema. Mögen Folge 52: Mars , und Folge 91: Die Suche nach Wasser auf dem Mars .
