Schwarzweißansicht von Phobos 'Schatten. Bildnachweis: ESA Zum Vergrößern anklicken
Dieses Bild, das von der hochauflösenden Stereokamera (HRSC) an Bord des Mars Express-Raumfahrzeugs der ESA aufgenommen wurde, zeigt den sich schnell bewegenden Schatten des Mondes Phobos, der sich über die Marsoberfläche bewegte.
Das HRSC erhielt dieses einzigartige Bild während der Umlaufbahn 2345 am 10. November 2005. Diese Beobachtungen wären ohne die enge Zusammenarbeit zwischen dem Kamerateam des Instituts für Planetenforschung am DLR und den ESA-Teams, insbesondere den Missionsingenieuren am, nicht möglich gewesen ESA European Space Operations Center (ESOC) in Darmstadt.
Sie bestätigen das Modell der Mondumlaufbahn um den Mars, wie es bereits 2004 anhand von HRSC-Bildern ermittelt wurde. Sie zeigen auch, dass mit genauer Planung sogar sich bewegende Objekte genau an ihrer vorhergesagten Position erfasst werden können.
Grundlage für solche Beobachtungen ist die genaue Kenntnis der Position des Raumfahrzeugs in seiner Umlaufbahn sowie des Zielortes auf dem Mars bis auf wenige hundert Meter.
Phobos ist der größere der beiden Marsmonde, 27 mal 22 Kilometer groß und bewegt sich in einer fast kreisförmigen Umlaufbahn in einer Höhe von etwa 6000 Kilometern um den Mars. Phobos benötigt etwas mehr als 7,5 Stunden, um eine vollständige Umdrehung um den Planeten durchzuführen.
Wenn es zwischen Sonne und Mars ist, wirft Phobos einen kleinen und diffusen Schatten auf die Marsoberfläche. Für einen Beobachter auf dem Mars würde dies als eine sehr schnelle Sonnenfinsternis erscheinen. Dies ähnelt einer Sonnenfinsternis auf der Erde, wenn der Mond die Sonnenscheibe bedeckt, aber viel langsamer.
Der Schatten von Phobos hat auf der Marsoberfläche eine elliptische Form, da der Schattenkegel in einem schrägen Winkel auf die Oberfläche trifft. Dieser Schatten scheint aufgrund der Bildgebungstechnik des HRSC noch stärker verzerrt zu sein.
Der Schatten bewegt sich mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 7200 Stundenkilometern von West nach Ost über die Oberfläche. Das Raumschiff bewegt sich auf seiner fast polaren Umlaufbahn von Süd nach Nord mit einer höheren Geschwindigkeit von etwa 12 600 Stundenkilometern.
Da HRSC die mit der Fluggeschwindigkeit von Mars Express synchronisierte Oberfläche abtastet, dauert es einige Zeit, bis der Schatten in seiner vollen Dimension bedeckt ist. Innerhalb dieser kurzen Zeit bewegt sich der Mond jedoch weiter und daher wird die Form seines Schattens im HRSC-Bild „verschmiert“.
Ein weiteres Phänomen, dass der Schatten in seiner Mitte dunkler ist als die Ränder, kann erklärt werden, indem man sich den Beobachter auf dem Mars erneut vorstellt. Mit seiner geringen Größe würde Phobos nur etwa 20% der Sonnenscheibe bedecken.
Selbst wenn der Betrachter in der Mitte des Schattens stehen würde, würde er durch den unbedeckten Teil der Sonnenscheibe in einer partiellen Sonnenfinsternis anstelle einer totalen Sonnenfinsternis beleuchtet.
Mitglieder des HRSC Science Teams haben die Umlaufbahn von Phobos anhand von Bildern aus dem Jahr 2004 neu berechnet. Mit Hilfe der verbesserten Umlaufbahnbestimmung? Der Mond ist ungefähr 12 Kilometer in Bezug auf seine zuvor vorhergesagte Position entlang seiner Umlaufbahn vorgerückt. Es war möglich, die genauen Zeiten zu berechnen, zu denen die Schattenbeobachtungen durchgeführt werden konnten. Im Gegenzug konnte die Genauigkeit der verbesserten Umlaufbahnbestimmung anhand der Position des Schattens in den neuen Bildern überprüft werden.
Ursprüngliche Quelle: ESA-Portal
