Oberflächenanalyse

Die Marsoberfläche
Die Oberfläche des Mars ähnelt der des Mondes, jedoch ist die Oberfläche vom Mars durch Krater, Ebenen, Canyons und Vulkane vielfältiger als die des Mondes. Die rote Farbe des Planeten kommt vom Eisenoxid-Staub (Rost), welcher sich auf der gesamten Marsoberfläche verbreitet. In den Polarregionen auf dem Mars, ist sogar Wasser in Form von Eismassen, die im Gestein eingeschlossen sind, vorhanden. Auf dem Mars gibt es keine Kontinentalplatten, wie es auf der Erde der Fall ist und demnach auch keine Plattentektonik. Dafür gibt es auf dem Mars aber endogene und exogene Vorgänge, die den Planeten im Laufe der Zeit prägten und weiterhin prägen. Zu den endogenen Vorgängen zählen vor allem die vulkanischen Tätigkeiten, während zu den exogenen Vorgängen Meteoriteneinschläge zu nennen sind, welche unter anderem zur Aufschmelzung der Marskruste führen. Der Unterschied zwischen der Nord- und Südhalbkugel ist, dass die Nordhalbkugel eine glatte Oberfläche aufweist, während die Südhalbkugel von einer Vielzahl von Kratern durchzogen ist, die bis zu 5 mal größer sind als die der Nordhalbkugel. Das liegt daran, dass die Oberfläche der Südhalbkugel geologisch älter ist als die Oberfläche der Nordhalbkugel und vor ca. 3,8 Milliarden Jahren entstand als das Sonnensystem unter Meteoritenbeschuss stand. Zwischen den zwei Hemisphären befindet sich ein Gürtel aus Vulkanbergen, in welchem sich unter anderem Olympus Mons, Tharsis Montes, Ascraeus Mons, Pavonis Mons und die Valles Marineris, ein System von Canyons, befinden. Auf dem Mars gibt es auch eine große Anzahl von Tälern, die an irdische Flussbette erinnern und bis zu 200km breit sind. Es sind zwei Arten von Tälern zu unterscheiden: Die eine Art bildet ein großes verzweigtes Netz von Nebenflüssen und die andere Art verläuft immer in dieselbe Richtung und weißt keine Verzweigung auf. Entstehen können solche Täler auf unterschiedliche Art und Weise. Sie könne durch Niederschläge, durch Schmelzwasser, welches einst in tiefe Täler eingeströmt ist oder durch das Aufschmelzen der riesigen Eismassen entstehen. Aber auch durch aufsteigendes Grundwasser oder Magmaströme können solche Täler entstehen.

Landeorte auf früheren Marsmissionen und Kriterien an Landeorte
Auf früheren Marsmissionen wählten Wissenschaftler unterschiedliche Landeorte, mit unterschiedlichen Beschaffenheiten der Oberfläche aus. Während man bei der Raumsonde „Viking 1“ eine ausgedehnte sandige Ebene wählte, entschied man sich bei dem Mars-Lander  „Mars-Pathfinder“ für ein felsiges Gebiet. Auch gab es bei der Wahl der Landeorte verschiedene Kriterien und daraus folgende Begründung. So entschied man sich bei der „Pathfinder“ für das felsige Gebiet, da die Oberfläche dort für eine sichere Landung gut geeignet war und die dortigen Felsen vielfältig und unterschiedlich waren. Also waren die Kriterien zum einen ein sicherer Landeort  und zum anderen ein Ort, an welchem man verschiedene Oberflächenproben des Mars untersuchen konnte. Viele Wissenschaftler wählten auf Grund des Missionszieles einen Landeort, an dem man Beweisen konnte, dass es Wasser auf dem Mars gab. Deshalb landeten einige Raumsonden auch in Kratern und in tiefer gelegenen Gebieten, wie zum Beispiel die Raumsonde „Opportunity“ oder „Spirit“. Aber auch andere Kriterien spielen bei der Suche nach dem idealen Landeort eine Rolle. So sucht man nach dem Landeort mit der lebensfreundlichsten Umgebung für eine bemannte Marsmission. Dazu gehört, dass die Astronauten Zugang zu Wasser haben müssen, eine große ebene Fläche benötigen, um ein Habitat zu errichten und am besten Zugang zu Rohmaterialien wie Aluminium oder Eisen haben.

Analyse der Marsoberfläche
Die Marsgesteine untersuchen Marsrover, die Proben von verschiedenen Arten von Gesteinen entnehmen, diese untersuchen und ihre Messergebnisse dann an die Erde zurückschicken. Die ersten Ergebnisse brachte der Analysator des „ Mars-Pathfinder“. Bei der Analyse des Gesteins, werden die Proben von der „Curiosity“ mit Hilfe von verschiedenen Geräten analysiert. So wird zum Beispiel eine Gesteinsprobe mit Röntgenstrahlen beschossen, diese Röntgenstrahlen analysiert dann ein Apparat (CheMin), indem das Spektrum der Strahlen untersucht wird. Mit dieser Methode werden die Mineralien und die chemische Zusammensetzung der Gesteinsprobe untersucht. Es gibt noch viele andere Apparaturen mit denen Gesteine auf den Gehalt von Methan untersucht werden oder diese auf andere bereits uns bekannte chemische oder biologische Strukturen analysiert werden. Außerdem verfügt die „Curiosity“ über einen Laser, der in der Lage ist Gesteine in einer Entfernung bis zu 7 km zu verdampfen. Die dabei freigesetzten Atome und Moleküle können wiederum in einem Spektrometer untersucht und genau analysiert werden. Ansonsten ist eine weitere Analyse der Marsgesteine nur durch  optische Betrachtung der hochaufgelösten Aufnahmen der Marsoberfläche möglich. Die Untersuchungen des Mars aus distanzierter Entfernung gelingt mit Hilfe von Raumsonden, wie zum Beispiel der Raumsonde „Mars Global Surveyor“, die 1996 in die Umlaufbahn des Mars geschossen wurde. Von dort aus schoss die Sonde Bilder der gesamten Marsoberfläche. Schon davor machte der „Viking- Orbiter“ Fotos, doch diese hatten eine sehr viel geringere Auflösung wie die der „Mars Global Surveyor“. Die Bilder mit der höchsten Auflösung bislang, aus dieser Entfernung zum Mars schoss die europäische Sonde „ Mars Express“.

Voraussetzungen für eine Landung auf der Marsoberfläche
Da schon bei vielen Marsmissionen ein Krater als Landeort gewählt wurde, wäre dieser meiner Meinung nach auch am besten für eine bemannte Marsmission geeignet. Denn ein Krater bietet Schutz vor Stürmen oder anderen Atmosphärischen Einflüssen und es ist in einem Krater am wahrscheinlichsten, dass man auf Wasser bzw. Eis unter der Marsoberfläche stoßen kann. Um eine sichere Landung zu gewährleisten, sollte man einen Krater mit einer ebenen Fläche wählen. Außerdem sollte das Gestein in dem ausgewählten Krater zuvor auf seine Zusammensetzung so weit wie möglich analysiert worden sein. Da die Oberfläche des Mars trocken ist und Eisenoxid-Staub auf dem Planeten verbreitet ist, ist es nicht sinnvoll die Rakete, welche für die Marsmission bestimmt ist, mit Triebwerken für eine sanfte Landung auszustatten. Denn Eisenoxid fängt bei hohen Temperaturen an zu brennen und somit würde auch die Fläche auf dem Mars, auf der man landen möchte, zu brennen anfangen. Man müsste sich also eine andere Methode für eine sanfte Landung überlegen, zum Beispiel mit Fallschirmen. Außerdem wäre es schlecht auf einer Fläche zu landen, bei der man weiß, dass dort früher ein Vulkan aktiv war. Diese waren nämlich zu früheren Zeiten nicht selten auf dem Mars, da dieser einen glutflüssigen Kern hatte. Mit dem Erstarren des Kerns ging auch der Vulkanismus auf dem Mars zurück. Der Vulkanismus hinterließ Spuren von Schwefel an erloschenen Vulkanen. Schwefel fängt bei hohen Temperaturen genauso wie Eisenoxid an zu brennen.

Quellen

 * http://www.focus.de/wissen/weltraum/astronomie-geheimnisvolle-taeler-auf-dem-mars_aid_318108.html
 * https://www.raumfahrer.net/news/astronomie/14022013202058.shtml
 * http://www.neunplaneten.de/nineplanets/mars.html
 * http://www.spiegel.de/wissenschaft/weltall/mars-geschichte-mit-den-kometen-kam-das-wasser-a-225839.html
 * http://astronews.com/news/artikel/2017/05/1705-012.shtml?d=druckansicht
 * http://www.wiwo.de/technologie/forschung/forschungsmission-auf-dem-mars-curiosity-entdeckt-neue-gesteinsart/7245792.html
 * https://de.wikipedia.org/wiki/Tharsis-Region
 * https://de.wikipedia.org/wiki/Olympus_Mons
 * http://www.faz.net/aktuell/wissen/marsoberflaeche-spektakulaerer-rundflug-um-den-mars-12651129.html
 * https://de.wikipedia.org/wiki/Mars_%28Planet%29#Stromt.C3.A4ler
 * http://derstandard.at/2000025079512/Nasa-sucht-bereits-nach-Landeplatz-fuer-bemannte-Marsmission
 * https://scilogs.spektrum.de/go-for-launch/emsec2007/
 * https://de.wikipedia.org/wiki/Mars_Global_Surveyor

Sonnensystem-Sterne-Galaxien. Kaiser-Verlag, 2000.
 * http://wissenschaft.marcus-haas.de/weltraum/Curiosity_n_Neugier_auf_Mars
 * https://de.wikipedia.org/wiki/Areografie
 * Gianluca Ranzini: Astronomie. Ein Führer durch die unendlichen Weiten des Weltalls.