30.10.2005 / Autor: Michael Stein Raumfahrt > Mars Aktuell

Entdeckungen an Halloween

Wissenschaftler des amerikanischen Mars-Orbiters Mars Odyssey nutzen den Umstand, dass Erde und Mars sich in diesen Tagen wieder einmal sehr nahe kommen, für ungewöhnliche Experimente aus.



Auf diesem Bildschirmfoto ist außer den direkt von Odyssey empfangenen Signalen (senkrechte Linie) auch das Signalecho (die dünne, von links kommende Linie) zu erkennen.
(Foto: NASA)
Am Samstag dieser Woche war es wieder einmal so weit: Mars und Erde standen zueinander in Opposition. Anders als dieses Wort zunächst vermuten lässt heißt dies aber nicht, dass die beiden Planeten auf ihren Umlaufbahnen die größtmögliche Distanz zwischen sich gebracht haben, sondern dass sich Erde und Mars im Punkt der größten Annäherung zueinander befinden. Der Terminus "Opposition" wird für dieses alle rund 26 Monate stattfindende Ereignis deswegen angewendet, weil sich zu diesem Zeitpunkt Mars und Sonne von der Erde aus gesehen genau in entgegengesetzter Richtung befinden. In diesem Jahr kommen sich die beiden Planeten bis auf etwa 55,6 Millionen Kilometer nahe - erst 2018 wird der Mars unserem Heimatplaneten noch näher sein. Falls Sie ihn des Nachts bewundern möchten: Nutzen Sie die Gelegenheit! Auch wenn Mars in diesem Jahr weiter von uns entfernt ist als bei der letzten Opposition im Jahr 2003 (die übrigens rekordverdächtig war, denn die letzte derartige nahe Begegnung zwischen den beiden Planeten lag fast 60.000 Jahre zurück!), so ist die Sichtbarkeit dieses Mal noch besser als vor zwei Jahren, da Mars sich dieses Mal deutlich höher über den Horizont erhebt als damals.
 
Doch nicht nur für irdische Astronomen bietet diese Annäherung der Erde an den Roten Planeten seltene Möglichkeiten, auch einige Wissenschaftler des 2001 Mars Odyssey-Teams nutzen die geringe Distanz zu unserem Nachbarplaneten für ihre Zwecke. Interessanterweise machen sie sich dabei ein Phänomen zunutze, das andernorts als unerwünschte Störung angesehen wird und denjenigen von uns, die früher noch Fernseher mit Zimmerantenne erleben durften, wohlbekannt ist: Schattenartige "Geisterbilder", die durch Reflexionen der Funkwellen an Gebäuden und Bodenerhebungen hervorgerufen werden. Als im Jahr 2003 wenige Monate vor der Ankunft der beiden Mars-Rover beim Roten Planeten das UHF-Funksystem von 2001 Mars Odyssey (mit dem der Orbiter Funkkontakt zu den Rovern auf der Marsoberfläche aufnehmen kann) getestet wurde entdeckten die Techniker bei der Auswertung des zur Erde zurückgesandten Funksignals ein eigenartiges Phänomen: Auf dem Bildschirm, der den eintreffenden Datenstrom visualisierte, war außer einer breiten, geraden Linie auch eine nur schemenhaft dünne Linie erkennbar, die in Form einer weiten Kurve auf den "Hauptdatenstrom" zulief - nicht nur 2001 Mars Odyssey, sondern auch der Rote Planet selbst hatte geantwortet...
 
Die 46 Meter durchmessende Parabolantenne der Stanford University, über die der Kommunikationstest gelaufen war, hatte wie geplant das UHF-Funksignal von Odyssey aufgefangen, was zur Erleichterung des Rover-Teams vor allem bedeutete, dass die beiden Mars-Rover nach ihrer Landung den Orbiter als Relaisstation für ihre Kommunikation mit der Erde würden nutzen können. Dr. John Callas vom Mars Rover-Team interessierte sich jedoch bald mehr für das schwache Signal, dass nicht direkt von der Raumsonde kam und irgendeine Art von Störung bedeutete - eine Störung jedoch, die sich wissenschaftlich ausnutzen ließ! Nach einer mehrtägigen Analyse entdeckte das Team von Dr. Callas, dass es sich bei der dünnen Kurve auf dem Monitor um Reflexionen des Funksignals an der Marsoberfläche handelte: "Jeder, der eine Zimmerantenne für den Empfang eines [analogen] Fernsehsignals nutzt, hat wahrscheinlich schon einmal 'Geisterbilder' gesehen - ein Signalecho", erläutert Dr. Callas. Die daraufhin "Lucky Stripe" ("Glücklicher Streifen") genannte Kurve war der Auslöser für das so genannte "Mars Bi-Static UHF Radar Experiment", das in diesen Tagen der größten Annäherung zwischen Erde und Mars stattfindet.
 
Das von der Marsoberfläche reflektierte Odyssey-Funksignal verläuft in einer Kurve, da sich der Orbiter während der Signalausstrahlung über dem Mars bogenförmig hinweg bewegte. "Genauso wie die Reflexionen eines Zerrspiegels etwas über die Form des Spiegels verraten erzählen uns die Funkechos der Marsoberfläche etwas über die Oberflächengestalt", so Dr. Callas. Wirklich interessant wurde die "Lucky Stripe", als die Wissenschaftler einige Zeit später entdeckten, dass mehrfache Reflexionen existieren; wahrscheinlich sind diese weiteren Echos von verschiedenen Materialien unter der Marsoberfläche hervorgerufen worden! Wer dabei an das MARSIS-Radarinstrument an Bord der europäischen Raumsonde Mars Express oder das SHARAD-Radar des Mars Reconaissance Orbiters denkt liegt vollkommen richtig: auch diese Geräte fangen die Reflexionen von Funksignalen auf, die von verschiedenen Schichtungen im Marsboden zu den Raumsonden zurückgeworfen werden.
 
In diesen Tagen wird das Team um Dr. Callas mit den Geisterechos von Odysseys UHF-Antenne gezielt nach Spuren von Wassereis suchen, das unter der Marsoberfläche verborgen ist. Gleich ob das Experiment Erfolg haben wird: Es ist faszinierend zu sehen, wie eine intelligente Fragestellung aus einer unerwünschten Störung eine Quelle wissenschaftlicher Erkenntnisse machen kann.
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