Mars und Erde haben einige Gemeinsamkeiten. Beide sind terrestrische Planeten, beide befinden sich in der bewohnbaren Zone der Sonne, beide haben polare Eiskappen, ähnlich geneigte Achsen und ähnliche Temperaturschwankungen. Und nach einigen der neuesten wissenschaftlichen Daten, die von Rovers und atmosphärischen Sonden erhalten wurden, ist jetzt bekannt, dass der Mars einst eine dichte Atmosphäre hatte und mit warmem, fließendem Wasser bedeckt war.
Aber wenn es um Dinge wie die Länge eines Jahres und die Länge der Jahreszeiten geht, sind Mars und Erde ganz unterschiedlich. Im Vergleich zur Erde dauert ein Jahr auf dem Mars fast doppelt so lange - 686,98 Erdentage. Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass der Mars erheblich weiter von der Sonne entfernt ist und seine Umlaufzeit (die Zeit, die benötigt wird, um die Sonne zu umkreisen) erheblich länger ist als die der Erde.
Umlaufzeit:
Die durchschnittliche Entfernung des Mars (Semi-Major-Achse) 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 ebenfalls ziemlich exzentrisch (0,0934 gegenüber 0,0167) und reicht von 206,7 Millionen km (128.437.425,435 Meilen; 1,3814 AU) am Perihel bis 249,2 Millionen km (154.845.701 Meilen; 1,666 AU) am Aphel. In dieser Entfernung und mit einer Umlaufgeschwindigkeit von 24.077 km / s benötigt der Mars 686.971 Erdentage, was 1,88 Erdjahren entspricht, um eine Umlaufbahn um die Sonne zu vollenden.
Diese Exzentrizität ist eine der ausgeprägtesten im Sonnensystem, wobei nur Merkur eine größere aufweist (0,205). 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 machte. Sie erreichte vor etwa 19.000 Jahren eine minimale Exzentrizität von 0,079 und wird in etwa 24.000 Jahren ihren Höhepunkt bei etwa 0,105 erreichen.
In den letzten 35.000 Jahren wurde die Umlaufbahn des Mars aufgrund der Gravitationseffekte der anderen Planeten etwas exzentrischer. Die nächstgelegene Entfernung zwischen Erde und Mars wird sich in den nächsten 25.000 Jahren weiter leicht verringern. Und in ungefähr 1.000.000 Jahren wird seine Exzentrizität wieder nahe an dem liegen, was es jetzt ist - mit einer geschätzten Exzentrizität von 0,01.
Earth Days vs. Martian "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 Mars-Tag (auch bekannt als „Sol“) nicht signifikant. Für den Anfang benötigt der Mars 24 Stunden 37 Minuten und 22 Sekunden, um eine einzelne Umdrehung um seine Achse (auch bekannt als Sternentag) durchzuführen, wobei die Erde nur etwas weniger benötigt (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 basierend auf der Länge eines Mars-Tages ein Mars-Jahr 668.5991 Sols ergibt.
Saisonale Variationen:
Der Mars hat auch einen saisonalen Zyklus, der dem der Erde ähnlich ist. Dies ist teilweise auf die Tatsache zurückzuführen, dass der Mars auch eine geneigte Achse hat, die um 25,19 ° zu seiner Orbitalebene geneigt ist (verglichen mit der axialen Neigung der Erde von ca. 23,44 °). Dies liegt auch an der Exzentrizität der Mars-Umlaufbahn, was bedeutet, dass sie zu einer bestimmten Jahreszeit weniger Sonnenstrahlung erhält als zu einer anderen. Diese Abstandsänderung verursacht erhebliche Temperaturschwankungen.
Während die durchschnittliche Temperatur des Planeten -46 ° C (51 ° F) beträgt, reicht diese von einem Tief von -143 ° C (-225,4 ° F) im Winter an den Polen bis zu einem Hoch von 35 ° C (95 ° F). im Sommer und Mittag am Äquator. Dies führt zu einer Variation der durchschnittlichen Oberflächentemperatur, die der der Erde sehr ähnlich ist - eine Differenz von 178 ° C (320,4 ° F) gegenüber 145,9 ° C (262,5 ° F). Diese hohen Temperaturen ermöglichen es auch, dass flüssiges Wasser (wenn auch zeitweise) immer noch auf der Marsoberfläche fließt.
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 Keplers drei Gesetzen der Planetenbewegung angegeben). Das Aphel des Mars fällt mit dem Frühling auf seiner Nordhalbkugel zusammen, was es zur längsten Jahreszeit auf dem Planeten macht - es dauert ungefähr 7 Erdmonate. Der Sommer ist mit sechs Monaten der zweitlängste, während Herbst und Winter 5,3 bzw. etwas mehr als 4 Monate dauern.
Im Süden ist die Länge der Jahreszeiten nur geringfügig unterschiedlich. Der Mars befindet sich in der Nähe des Perihels, wenn es Sommer auf der Südhalbkugel und der Winter im Norden ist, und in der Nähe des Aphelions, wenn es Winter auf der Südhalbkugel und Sommer im Norden ist. Infolgedessen sind die Jahreszeiten auf der südlichen Hemisphäre extremer und die Jahreszeiten auf der nördlichen Hemisphäre milder. Die Sommertemperaturen im Süden können bis zu 30 K (30 ° C) wärmer sein als die entsprechenden Sommertemperaturen im Norden.
Wetterlagen:
Diese saisonalen Schwankungen ermöglichen es dem Mars, einige extreme Wetterbedingungen zu erleben. Vor allem hat der Mars die größten Staubstürme im Sonnensystem. Diese können von einem Sturm auf kleinem Raum bis zu gigantischen Stürmen (mit einem Durchmesser von Tausenden von Kilometern) variieren, die den gesamten Planeten bedecken und die Oberfläche nicht sichtbar machen. Sie treten in der Regel 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 Mariner 9 Der Orbiter, der 1971 als erstes Raumschiff den Mars umkreiste, schickte Bilder einer im Dunst verzehrten Welt auf die Erde zurück. Der gesamte Planet war von einem so massiven Staubsturm bedeckt, 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 sich Mariner 9Versuche, den Planeten im Detail zu fotografieren.
Und dann, am 9. Juni 2001, entdeckte das Hubble-Weltraumteleskop einen Staubsturm im Hellas-Becken auf dem Mars. Bis Juli war der Sturm abgeklungen, wuchs dann aber wieder zum größten Sturm seit 25 Jahren. Der Sturm war so groß, dass Amateurastronomen mit kleinen Teleskopen ihn 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 steigender Temperaturen, die Veränderungen in Luft und Boden auslösen. Wenn der Boden trocknet, wird er leichter von Luftströmungen aufgenommen, die durch Druckänderungen aufgrund erhöhter Wärme verursacht werden. Durch die Staubstürme steigen die Temperaturen noch weiter an, was dazu führt, dass der Mars seinen eigenen Treibhauseffekt erfährt.
Angesichts der unterschiedlichen Jahreszeiten und Tageslängen muss man sich fragen, ob jemals ein Standard-Mars-Kalender entwickelt werden könnte. In Wahrheit könnte es sein, aber es wäre eine Herausforderung. Zum einen müsste ein Mars-Kalender die besonderen 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 gebrochenen Anzahl von Tagen in einem Jahr. Das Erdjahr ist 365,24219 Tage lang, daher enthalten die Kalenderjahre entweder 365 oder 366 Tage. Eine solche Formel müsste entwickelt werden, um das Marsjahr 668.5921-sol zu berücksichtigen. All dies wird sicherlich zu einem Problem werden, da sich die Menschen immer mehr der Erforschung (und vielleicht Kolonisierung) des Roten Planeten widmen.
Wir haben hier im Space Magazine viele interessante Artikel über den Mars geschrieben. Hier ist, wie lang ist ein Jahr auf den anderen Planeten?, Welcher Planet hat den längsten Tag?, Wie lang ist ein Jahr auf Merkur, wie lang ist ein Jahr auf der Erde?, Wie lang ist ein Jahr auf der Venus?, Wie lang ist ein Jahr auf Jupiter?, Wie lang ist ein Jahr auf Saturn?, Wie lang ist ein Jahr auf Uranus?, Wie lang ist ein Jahr auf Neptun?, Wie lang ist ein Jahr auf Pluto?
Weitere Informationen finden Sie auf der NASA-Seite zur Erforschung des Sonnensystems auf dem Mars.
Astronomy Cast hat auch einige interessante Episoden zu diesem Thema. Wie Episode 52: Mars und Episode 91: Die Suche nach Wasser auf dem Mars.
