Warum immer nach dem Offensichtlichen streben? Neben der Erforschung Ihres eigenen Mondes gibt es noch viele weitere Rätsel, die im Weltraum entschlüsselt werden können. Wiener Forscher stehen nun vor einer erstaunlichen Entdeckung.
Die beiden Monde Mars Phobos und Deimos.
Foto: NASA / JPLA-Caltech / Universität von Arizona
Schon etwas davon Phobos gehört? Das altgriechische Wort für „Angst“ bezieht sich auch auf einen der beiden Monde des Planeten Mars. Zusammen mit den kleineren Deimos wendet sich Phobos dem Mars zu. Neue Ergebnisse der Technischen Universität Wien liefern wichtige Erkenntnisse. Eine Weltraummission wird bald Gesteinsproben entnehmen.
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Die Oberfläche des Marsmondes Phobos ist schlecht verwittert. Aber was führt dazu? Wiener Forscher beschäftigen sich mit dieser Frage. Der kleine Mond wurde 1877 vom amerikanischen Astronomen Asaph Hall entdeckt. Das Wissen, dass der Mars zwei Monde hat, hat ihn wahrscheinlich in „Angst“ (Phobos) und „Horror“ (Deimos) gebracht. In der griechischen Mythologie sind dies die beiden Pferde, die den Wagen des Kriegsgottes Ares ziehen. Beide Marsmonde wurden erstmals in den 1970er Jahren von den Wikingerorbitern aus relativ geringer Entfernung fotografiert.
Weltraum: Wetter in unserem Sinne gibt es nicht
Zurück in die Gegenwart: Der Marsmond Phobos befindet sich in einer ganz besonderen Situation. Es ist so nah am Mars, dass dort nicht nur der Sonnenwind, sondern auch das Bombardement durch Marspartikel eine entscheidende Rolle spielt. Ein Forschungsteam aus TU Wien konnte dies in Laborexperimenten nachweisen. In einigen Jahren soll eine japanische Weltraummission auf Phobos Gesteinsproben entnehmen und zur Erde zurückbringen.
Natürlich gibt es im Weltraum kein Wetter im Sinne des Wortes – dennoch kann Gestein auch im Vakuum des Weltraums „verwittern“, wenn es ständig von beispielsweise energiereichen Partikeln bombardiert wird, die von der Sonne emittiert werden.
Das Forschungsteam im Labor.
Foto: Technische Universität Wien.
Wie ist der Marsmond Phobos entstanden?
Es gibt sehr unterschiedliche Theorien über den Ursprung des Marsmondes, wie Paul Szabo bestätigt, der an seiner Dissertation in der Forschungsgruppe von Friedrich Aumayr am Institut für Angewandte Physik der Technischen Universität Wien arbeitet.
„Es ist denkbar, dass Phobos ursprünglich ein Asteroid war, der dann vom Mars gefangen genommen wurde, aber er könnte auch entstanden sein, als ein größerer Himmelskörper mit dem Mars kollidierte.“
Bei der Untersuchung solcher Himmelsobjekte sollten Forscher stets berücksichtigen, dass sich ihre Oberflächen in Milliarden von Jahren infolge des Beschusses kosmischer Teilchen vollständig verändert haben. Der Fels auf der Erde bleibt unberührt, weil unsere Atmosphäre die Partikel abschirmt. Die Wissenschaft kann die Geologie von Himmelsobjekten in der Atmosphäre – wie unserem Mond oder Phobos – jedoch nur verstehen, wenn es möglich ist, die „Verwitterung des Weltraums“ richtig einzuschätzen. Die Technische Universität Wien leistet hierzu einen wichtigen Beitrag.
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Umfangreiche Experimente an der Technischen Universität Wien
Das Team der TU Wien hat keine Kosten gescheut und zahlreiche Experimente durchgeführt. „Wir haben Gestein wie das von Phobos verwendet und es mit verschiedenen geladenen Teilchen in Vakuumkammern bombardiert“, erklärt Paul Szabo. „Mit hochpräzisen Skalen können Sie messen, wie viel Material entfernt wird und welche Partikel das Gestein angreifen und wie viel.“
- Die beiden Monde Mars Phobos und Deimos haben eine unregelmäßige Form. Mit ein wenig Fantasie erinnern die beiden Satelliten möglicherweise an Kartoffeln.
- Die Marsmonde wurden 1877 vom amerikanischen Astronomen Asaph Hall am US Naval Observatory entdeckt.
- Die altgriechischen Begriffe Phobos und Deimos bedeuten „Angst“ und „Terror“. In der griechischen Mythologie sind die beiden die Gefährten des Kriegsnetzes Ares, in der lateinischen Mythologie Mars genannt.
- Phobos, der größere der beiden Marsmonde, misst. 26,8 km × 22,4 km × 18,4 km. Deimos misst 15 km × 12,2 km × 10,4 km.
- Nicht zuletzt aufgrund ihrer unregelmäßigen Form glauben Astronomen, dass die beiden Monde Asteroiden des äußeren Asteroidengürtels sind, die in der Umlaufbahn des Mars stecken.
- Nach einigen Theorien ist Phobos ursprünglich ein sogenanntes Chaos: ein Asteroid, der aus Fragmenten besteht und nur durch die Schwerkraft zusammengehalten wird.
Grundsätzlich gibt es viele Mineralien, die auf Himmelskörpern wie Phobos, Mond usw. auch auf der Erde vorkommen und daher laut unserer Redaktion als analoge Gesteine verwendet werden können. „Der Rohstoff für unser Studium wurde speziell von unseren Kooperationspartnern an der Universität Bern bereitgestellt, die Experten auf diesem Gebiet sind“, sagt Szabo.
Die Experimente berücksichtigten die besonderen Eigenschaften des Mondes Phobos. Die Entfernung zur Marsoberfläche beträgt weniger als 6.000 Kilometer – das sind weniger als zwei Prozent der Entfernung zwischen unserem Mond und der Erde. Wie unser Mond dreht sich Phobos gebunden um seinen Planeten: Er dreht sich immer auf die gleiche Weise zum Mars.
Lunar Mars Phobos: die Lösung für das Wetter
„Aufgrund der extrem engen Entfernung zwischen Mars und Phobos spielen nicht nur von der Sonne emittierte Partikel eine Rolle auf der Phobos-Oberfläche, sondern auch Partikel vom Mars“, sagt Paul Szabo.
Darüber hinaus besteht die Marsatmosphäre hauptsächlich aus Kohlendioxid. Größere Mengen an Sauerstoff finden sich auch in den äußeren Bereichen der Atmosphäre. Wenn dort Partikel des Sonnenwinds mit großer Kraft eindringen, können Sauerstoffionen gebildet werden, die wiederum mit hoher Geschwindigkeit auf Phobos treffen und dort das Gestein verändern.
Die Weltraummission 2024 profitiert von Forschungsergebnissen
„Mit unseren Messmethoden konnten wir die Erosion viel genauer abschätzen als bisher“, sagt Friedrich Aumayr. „Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Wirkung der Sauerstoffionen aus der Marsatmosphäre auf keinen Fall vernachlässigt werden sollte.
Aumayr betont auch, wie wichtig es ist, zwischen den beiden Seiten von Phobos zu unterscheiden. Während der Sonnenwind auf der vom Mars entfernten Seite dominiert, überwiegt nach Angaben des Forschers das Bombardement aus der Marsatmosphäre, wenn die Sonne vom Mars abgeschirmt wird.
In Kürze werden echte Phobos-Proben verfügbar sein, die dann von den Forschern bewertet werden. Im Jahr 2024 wird ein Raumschiff im Rahmen der japanischen Weltraummission „MMX (Martian Moon eXploration)“ Phobos erreichen und Gesteinsproben zur Erde zurückbringen.
