Haben Mars und Erde eine gemeinsame Vergangenheit?

Faszinierend neue Aufnahmen mit der HRCS: Mars-Bilder "Made in Germany"

Der Mars gehört zu denjenigen Planeten, die schon immer eine gewisse Faszination auf die Menschheit ausgeübt haben, Marsbeobachtungen lassen sich bis in die Zeit der frühen Hochkulturen zurückverfolgen. Seine rötliche Färbung, die er dem auf der Oberfläche befindlichen Eisenoxid-Staub verdankt, könnte dafür verantwortlich sein, auf alle Fälle verdankt er diesem an Blut erinnernden Farbton seinen Namen Mars (=Ares, römischer Kriegsgott). Er wird aber deswegen auch sehr oft "Roter Planet" genannt.

Hinzu kommt seine Ähnlichkeit mit der Erde, zwar ist er nur ein Achtel so groß wie die Erde und besitzt einen kleineren eisenhaltigen Kern, doch zeigt er die erdtypischen Jahreszeiten, die infolge eines längeren Bahnumlaufs um die Sonne etwa sechs Monate dauern. Auch Polkappen und eine dünne Atmosphäre weisen auf eine gewisse Übereinstimmung hin.

Mars Express Sonde auf dem Weg zum Mars (Bild: ESA/DLR/FU Berlin)

Der italienische Astronom Giovanni Virginio Schiaparelli (1864-1900 Direktor der Sternwarte Mailand) wurde durch eine "optische Täuschung" weltbekannt, als er graben- und rillenartige Strukturen auf dem Mars entdeckte, die er "canali" (Kanäle) nannte. Er hielt sie für natürlich entstandene Flussbette, aber die wortwörtliche (Falsch)-Übersetzung der "canalis" in Kanäle, ließ viele Spekulationen für künstliche Entstehungsmöglichkeiten und außerirdische "Baumeister/Intelligenz" zu und bildete die Basis für viele Sci-Fi-Romane. Eines der bedeutendsten und bekanntesten Frühwerke der Sci-Fi-Literatur ist das 1898 erschienene Buch "The War of the Worlds" (Krieg der Welten) von H.G. Wells.

Erst 1965 beendeten die Fotos der US-Sonde Mariner 4 diesen Mythos um den Roten Planeten und dessen Bewohner (Marsmenschen), indem sie die so genannten Kanäle als zum größten Teil optische Täuschung durch Kontrasteffekte offenbarten. Der regen Phantasie vieler Menschen und Schriftsteller um intelligente Marsbewohner wurde aber damit nicht Einhalt geboten, sondern eher noch verstärkt, als 1976 mit den zwei Viking-Sonden Bilder mit Mars-Oberflächen-Abbildungen auftauchten, die mit irdischen Pyramiden und einem Gesicht große Ähnlichkeiten aufwiesen.

Mars-Gebiet Galle-Krater: Im Krater Galle sind zahlreiche Spuren äolischer Aktivität wie Dünen und Spuren von so genannten Dust Devils (Windhosen) zu erkennen, die eine dunkle Oberfläche freigelegt haben. An den inneren Kraterwänden sind geschichtete Ablagerungen zu erkennen, die von Hangrinnen zerschnitten sind. Diese Hangrinnen sind vermutlich Zeugen von fließendem Wasser, das in der Vergangenheit kurzzeitig auf der Oberfläche stabil gewesen ist. Besonders deutlich treten geschichteten Ablagerungen im südlichen Kraterbereich zu Tage. Die Zusammensetzung und Entstehung der geschichteten Ablagerungen sind noch ungeklärt. (Bild: ESA/DLR/FU Berlin, G. Neukum)

Wenngleich man heute aufgrund der Messungen der Viking-Sonden Lebensformen auf dem Mars bis jetzt ausschließen kann, so ist der Planet zu einem langfristigen Ziel der internationalen Raumfahrt geworden und hat nichts an seiner mystischen Ausstrahlung verloren.

Mission Mars Express

Am 2. Juni 2003 startete erfolgreich die europäische Mission Mars Express. Sie gibt uns durch die globale Erkundung aus dem Orbit Aufschluss über die Klimageschichte des roten Planeten, außerdem soll sie die Rolle und den Verbleib von Wasser klären und schließlich nach mikrobiologischen Lebewesen suchen. Man erhofft sich im Rahmen der vergleichenden Planetologie Parallelen zur Erde herstellen zu können, die z.B. genauere Aussagen über die langfristige Entwicklung unseres Planeten möglich machen.

Die Stereokamera HRSC (Bild: ESA/DLR/FU Berlin)

Mit an Board ist die ursprünglich für die russische Mars 96-Mission entwickelte High Resolution Stereo Camera (HRSC), um damit die bedeutende Aufgabe der vollständigen Kartierung des Mars in hoher Auflösung fortzuführen. Die besonderen Fähigkeiten dieser Kamera werden nun seit Anfang 2004 am Mars erfolgreich unter Beweis gestellt.

HRSC - der Mars in drei Dimensionen

Die hochauflösende Stereokamera HRSC ist Deutschlands wichtigster Beitrag zur Mission Mars Express der Europäischen Weltraumorganisation ESA. Die Stereo- und Farbfähigkeiten der HRSC, verbunden mit der Möglichkeit der hoch auflösenden Abdeckung großer Gebiete, bieten neue Möglichkeiten, die komplexe geologische Geschichte des Mars zu erforschen.

Funktionsweise der HRSC (Bild: ESA/DLR/FU Berlin)

Durch die neuen Bilddaten ist es den Wissenschaftlern möglich, die Tektonik in der Frühzeit des Planeten, aber auch die in seiner jüngeren geologischen Geschichte wirksamen Prozesse besser zu verstehen. Sie ist eine bislang einzigartige Kameraentwicklung in der Planetenforschung, eine digitale Stereokamera, die zusätzlich multispektrale Informationen liefert und als besonderes Extra über ein sehr hochauflösendes Objektiv, quasi eine Lupe, verfügt. Die räumliche Auflösung der Stereobilder übertrifft bisherige topographische Daten der Marsoberfläche bei weitem und erlaubt es den Geowissenschaftlern, Details mit einer Größe von 10 bis 30 Meter dreidimensional zu analysieren.

Als besondere Spitzenleistung enthält die Kamera ein zusätzliches, ultrahochauflösendes Teleobjektiv. Mit diesem Super Resolution Channel (SRC) ist die Abbildung von zwei bis drei Meter großen Objekten - eingebettet in die farbigen Stereobilddaten der HRSC - möglich. Damit lassen sich beispielsweise Felsbrocken in der Größe einer Garage oder Schichtungen in Sedimentgesteinen identifizieren. Mit ihren einzigartigen Bildern von der Marsoberfläche, bildet sie die Grundlage für zahlreiche wissenschaftliche Untersuchungen

Technische Höchstleistungen mit der High Resolution Stereo Camera (HRSC)

Entwickelt wurde die HRSC am DLR-Institut für Planetenforschung in Berlin-Adlershof. Die systematische Prozessierung der Bilder erfolgt im Berliner DLR-Institut in Zusammenarbeit mit der Freien Universität Berlin. Die Kamera ist nur 20 Kilogramm schwer und verfügt über zwei Köpfe: den hochauflösenden Stereokopf, der aus neun CCD-Zeilensensoren besteht, die hinter einem Linsenobjektiv parallel angeordnet sind, sowie den SRC-Kopf, der aus einem Spiegelteleobjektiv und einem CCD Flächensensor aufgebaut ist.

Mars-Region Nanedi Valles: Nanedi Valles ist ein Talsystem, das sich auf einer Länge von ungefähr 800 Kilometern in nordöstlicher Richtung durch Xanthe Terra erstreckt, eine von zahlreichen Einschlagkratern geprägte Hochlandregion südöstlich der Chryse-Ebene. die Breite der Täler zwischen 800 Meter und 5 Kilometer, die Tiefe beträgt bis zu 500 Meter. Die Täler besitzen einen relativ flachen Boden und werden durch steile Hänge an den Seiten begrenzt, von denen an manchen Stellen Material abgerutscht ist und im Talgrund fächerartig abgelagert wurde. Auffallend sind die markanten Windungen der Nanedi Valles. Der Ursprung dieser bemerkenswerten Oberflächenform bleibt umstritten. Einige Wissenschaftler vermuten, dass die Täler vorwiegend durch "Sapping" (eine rückschreitende Erosion durch Grundwasseraustritt) entstanden sein könnten. (Bild: ESA/DLR/FU Berlin)

Jeder der neun Sensoren besteht aus 5184 lichtempfindlichen und in einer Linie angeordneten Halbleiternelementen von sieben Mikrometern Größe. Diese sind parallel in der Brennebene des Objektivs angeordnet und werden durch die Vorwärtsbewegung des Raumschiffs quer über das aufzunehmende Gebiet geführt. Jeder angeschaltete Sensor zeichnet pro Abtastsequenz einen Geländestreifen von 5184 Pixeln Breite und einer beliebigen, mehrere zehntausend Pixel messenden Länge auf. Dabei bildet jeder Sensor dasselbe Objekt auf der Oberfläche unter einem unterschiedlichen Blickwinkel ab.

Am Boden werden dann aus fünf dieser Bildstreifen 3D-Bilder erzeugt. Die verbleibenden vier der neun Zeilensensoren sind mit speziellen Farbfiltern für die Aufnahme multispektraler Daten versehen. Diese Information wird mit Hilfe von Computern in Höheninformation verwandelt. Die Länge des aufgenommenen Gebiets wird nur durch die Speicher- und Übertragungsmöglichkeiten der Sonde begrenzt.

Mars-Region Tharsis: Das Bild zeigt den Vulkan Uranius Tholus in der Mitte des Bildes und ein Teil von Ceraunius Tholus im Süden. Uranius Tholus befindet sich 26°N, 262°E, hat einen ungefähren Durchmesser von 60 Kilometer, ist ca. 3 Kilometer hoch und vermutlich über 3 Milliarde Jahren des alt. Ceraunios Tholus befindet sich 24°N, 263°E und besteht vermutlich aus Asche-Ablagerungen. (Bild: ESA/DLR/FU Berlin)

Das Raumschiff überträgt die komprimierten Daten zur Erde, wo sie entweder von der ESA-Antenne in Australien oder vom Deep Space Network der NASA in Kalifornien, Spanien oder Australien empfangen werden. Von dort gelangen sie zum Raumfahrtkontrollzentrum der ESA nach Darmstadt, wo sie auf Vollständigkeit geprüft werden, und weiter zum DLR-Institut für Planetenforschung in Berlin-Adlershof, wo sie das HRSC-Experiment-Team aufbereitet.

Hinweise auf "Leben" auf dem Mars?

Dr. Ralf Jaumann, Abteilungsleiter, Experimentmanager und Co-Investigator (Co-I) HRSC auf Mars Express, erklärte auf die Frage der Fragen nach möglichen Lebensformen auf dem Mars:

Mars und Erde: Gemeinsame Vergangenheit?

Die Erkenntnisse bisheriger Marsmissionen lassen den Schluss zu, dass der Mars vor einer Klimaveränderung vor etwa 3,5 Milliarden Jahren ein warmer und feuchter Planet war. Die Fragen nach Wasservorkommen und der eventuellen Entstehung primitiver Lebensformen konnten bisher nicht beantwortet werden. Auf alle Fälle wird uns diese und auch zukünftige Mars-Missionen und der damit einhergehenden technischen Weiterentwicklung jedes Mal ein bisschen näher an die Beantwortung aller offener Fragen bringen - und, vielleicht auch mal einen Hinweis auf extraterrestrische Lebensformen...

Mars-Region Tempe Terra: Durch eine starke tektonische Prägung sind in Tempe Terra zahlreiche Gräben entstanden, die der Region heute ein stark zergliedertes Aussehen verleihen. Die Täler und Gräben sind zwischen fünf und zehn Kilometer breit und bis zu 1.500 Meter tief. Entlang ihrer Flanken ist an manchen Stellen die Schichtung des Gesteins zu erkennen. Auf den Böden der Gräben sind linienförmige Strukturen zu sehen, die auf eine langsame Fließbewegung von Gesteinsmaterial, gegebenenfalls zusammen mit Eis, zurückgeführt werden können. Gerade diese Fließstrukturen und Hinweise auf mögliches Eis im Untergrund lassen die Wissenschaftler vermuten, dass es sich um so genannte "Blockgletscher" oder ähnliche Phänomene handelt, wie sie aus den alpinen und polaren Zonen der Erde bekannt sind. Die Bildung dieser glazialen oder periglazialen Strukturen steht möglicherweise in Zusammenhang mit vermuteten Klimaänderungen in der jüngeren Marsgeschichte. (Bild: ESA/DLR/FU Berlin, G. Neukum)

http://www.heise.de/tp/artikel/22/22638/1.html