Quelle: Universität Wien.

Ein Siedepunkt von 5900 Grad Celsius und diamantartige Härte in Kombination mit Kohlenstoff: Wolfram ist das schwerste Metall, das dennoch biologische Funktionen aufweist – vor allem bei hitzeliebenden Mikroorganismen. Ein Team um Tetyana Milojevic von der Fakultät für Chemie an der Universität Wien zeigt nun erstmals seltene mikrobielle Wolfram-Interaktionen im Nanometerbereich. Basierend auf diesen Erkenntnissen kann nicht nur die Wolframbiogeochemie, sondern auch die Überlebensfähigkeit von Mikroorganismen unter Weltraumbedingungen erforscht werden. Die Ergebnisse erschienen kürzlich in der Fachzeitschrift Frontiers in Microbiology.

Als hartes und seltenes Metall ist Wolfram mit seinen außergewöhnlichen Eigenschaften und dem höchsten Schmelzpunkt aller Metalle eine sehr unwahrscheinliche Wahl für ein biologischen System. Nur wenige Organismen, wie thermophile Archaeaen oder zellkernlose Organismen haben sich an die extremen Bedingungen einer Wolfram-Umgebung angepasst und fanden einen Weg, Wolfram zu assimilieren. Zwei aktuelle Studien der Biochemikerin und Astrobiologin Tetyana Milojevic vom Institut für Biophysikalische Chemie der Fakultät für Chemie an der Universität Wien geben Aufschluss über die mögliche Rolle von Mikroorganismen in einer mit Wolfram angereicherten Umgebung und beschreiben eine nanoskalige Wolfram-Mikroben-Grenzfläche des extrem hitze- und säureliebenden Mikroorganismus Metallosphaera sedula, der mit wolframhaltigen Verbindungen gezüchtet wurde (Abb. 1, 2). Dieser Mikroorganismus ist es auch, der in künftigen Studien in Weltraumumgebungen auf seine Überlebensfähigkeit bei interstellaren Reisen untersucht wird. Wolfram könnte dabei ein wesentlicher Faktor sein.

Wolframpolyoxometallaten und mikrobielles Bioprocessing
Analog zu mineralischen Zellen auf Eisensulfidbasis gelten künstliche Polyoxometallate (POMs) als anorganische Zellen, die chemische Prozesse im Vorfeld erleichtern und „lebensechte“ Eigenschaften aufweisen.

Die Relevanz von POMs für lebenserhaltende Prozesse, etwa bei mikrobieller Atmung, wurde bislang noch nicht untersucht. „Am Beispiel Metallosphaera sedula, das in heißer Säure gedeiht und durch Metalloxidation atmet, haben wir untersucht, ob komplexe anorganische Systeme, die auf Wolfram-POM-Clustern basieren, das Wachstum von M. sedula aufrechterhalten und die Zellproliferation und -teilung bewirken können“, so Milojevic.  Die WissenschafterInnen konnten zeigen, dass die Verwendung von anorganischen POM-Clustern auf Wolframbasis den Einbau von heterogenen Wolfram-Redox-Spezies in mikrobielle Zellen ermöglicht. Die metallorganischen Ablagerungen an der Grenzfläche zwischen M. sedula und W-POM wurden in fruchtbarer Zusammenarbeit mit dem Österreichischen Zentrum für Elektronenmikroskopie und Nanoanalyse (FELMI-ZFE, Graz) im Nanometerbereich aufgelöst. „Unsere Ergebnisse ergänzen die wachsenden Aufzeichnungen über biomineralisierte mikrobielle Arten, die unter denen Archaeen selten vertreten sind, um die mit Wolfram verkrustete M. sedula“, so Milojevic. Die von der extrem thermoazidophilen M. sedula durchgeführte Biotransformation des Wolframminerals Scheelit führt zum Bruch der Scheelitstruktur, anschließender Solubilisierung von Wolfram und der Wolframbiomineralisierung der Zelloberfläche von M. sedula (Abb. 3). Die in der Studie beschriebenen biogenen wolframcarbidähnlichen Nanostrukturen stellen ein potenziell nachhaltiges Nanomaterial dar, das durch das umweltfreundliche mikrobiell unterstützte Design erhalten wird.

Wolframrüstung im Weltraum
„Unsere Ergebnisse zeigen, dass M. sedula durch ein Überziehen mit wolframcarbidartigen Verbindungen eine wolframhaltige, mineralisierte Zelloberfläche bilden kann“, erklärt Biochemikerin Milojevic. Diese mit Wolfram verkrustete Schicht, die sich um die Zellen von M. sedula bildet, könnte eine mikrobielle Strategie darstellen, um unter rauen Bedingungen, etwa während einer interplanetaren Reise, gute Überlebenschancen zu haben. Die Wolfram-Schicht dient dabei als wirksamer Strahlenschutz. „Die mikrobielle Wolframrüstung ermöglicht uns die Überlebensfähigkeit dieses Mikroorganismus unter Weltraumumgebungsbedingungen weiter zu untersuchen“, so Milojevic abschließend.

Publikation in „Frontiers in Microbiology“
Milojevic T*, Albu M, Blazevic A, Gumerova N, Konrad L and Cyran N (2019) Nanoscale Tungsten-Microbial Interface of the Metal Immobilizing Thermoacidophilic Archaeon Metallosphaera sedula Cultivated With Tungsten Polyoxometalate. Front. Microbiol. 10:1267. doi: 10.3389/fmicb.2019.01267

Blazevic A, Albu M, Mitsche S, Rittmann S, Habler G and Milojevic T* (2019) Biotransformation of scheelite CaWO4 by the extreme thermoacidophile Metallosphaera sedula: tungsten-microbial interface. Front. Microbiol. 10:1492. doi: 10.3389/fmicb.2019.01492

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Quelle: Staatstheater Darmstadt.

Science Fiction-Flair kehrt mit Stanisław Lems Solaris in einer Inszenierung von Regisseur Christoph Mehler ab 16. Mai 2019 in den Kammerspielen ein.
Der Psychologe Kelvin reist auf die Solaris-Station, im Orbit des gleichnamigen Planeten. Dort soll er merkwürdige Vorfälle untersuchen. Er trifft auf zwei verstörte Wissenschaftler – der dritte hat sich umgebracht. Als plötzlich seine tote Exfrau Harey auftaucht, geht Kelvin allmählich ein Licht auf.

Eine fesselnde Geschichte, die neben der Science Fiction-Thematik auch um fundamentale, sehr zeitgemäße Fragen kreist: Wie weit muss man reisen, um sich mit sich selbst zu beschäftigen? Und inwieweit ist man durch andere von außen steuerbar? Hier setzt auch die Musik von Komponist David Rimsky-Korsakow an. Stimmen, die einen Menschen in absoluter Isolation heimsuchen, spielen dabei eine zentrale Rolle. Die Bühne in den überbreiten Kammerspielen hat Ausstatterin Jennifer Hörr komplett mit einem Lichtwald aus in Farbe und Intensität variablen, 3 Meter langen LED-Röhren ausstaffiert. Diese können sowohl Pulsschlag, Meeresoberfläche oder sakraler Glaubensort sein. Wie sehr dies tatsächlich im Weltraum oder aber im Gehirnkasten der Figuren passiert, überlässt sie hierbei den Zuschauer*innen.

Solaris wurde neben den Theateradaptionen auch mehrfach verfilmt, darunter Andrei Tarwkowskis Verfilmung aus dem Jahr 1972 und Steven Soderberghs neuere Version von 2002.

Mit Anabel Möbius, Thorsten Loeb, Daniel Scholz, Jörg Zirnstein

Regie: Christoph MehlerBühne und Kostüm: Jennifer Hörr

Musik: David Rimsky-KorsakowDramaturgie: Oliver Brunner

Premiere am 16. Mai, 20 Uhr | Kammerspiele. Weitere Vorstellungen am 18. und 24. Mai.

Informationen beim Staatstheater Darmstadt:

• https://www.staatstheater-darmstadt.de/veranstaltungen/solaris.71/

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Quelle: OHB SE.

Bremen/Oberpfaffenhofen, 3. Mai 2019. Die von der OHB System AG, ein Tochterunternehmen der OHB SE, und der US-Firma Ocean Optics im Auftrag der Europäischen Weltraumagentur ESA entwickelte Nutzlast SPECTRODemo hat einen ersten Datensatz von der Internationalen Raumstation ISS zur Erde übertragen. Bei SPECTRODemo handelt es sich um den Technologiedemonstrator eines für die Analyse von Proben im Weltraum modifizierten UV/VIS-Spektrometers. Hintergrund der Entwicklung ist der geplante Aufbau einer exobiologischen ESA-Forschungseinrichtung außerhalb der ISS. SPECTRODemo soll Informationen über die Einsetzbarkeit und Verlässlichkeit der UV/VIS-Spektroskopie in-situ, das heißt, bei der Analyse von Proben im Weltraum, liefern.

Exobiologie: Die Frage nach Leben im All
Die Exobiologie, die sich mit der Frage nach Leben im All beschäftigt, untersucht unter anderem die Auswirkungen von Weltraumbedingungen auf biologisches Material. Forschungseinrichtungen in einem niedrigen Erdorbit (LEO) mit der Möglichkeit, Proben für einen längeren Zeitraum Weltraumbedingungen auszusetzen, sind ideal, um die Effekte von kosmischer und solarer Strahlung auf verschiedene biologische und nicht-biologische Materialien zu untersuchen. Zu diesem Zweck haben Wissenschaftler bisher die EXPOSE-Einrichtung der ISS genutzt, die die Möglichkeit bietet, Proben Weltraumbedingungen auszusetzen und anschließend nach Rücktransport zur Erde zu analysieren.

Um Proben in-situ und nahezu in Echtzeit überwachen zu können, plant die ESA die Entwicklung einer neuartigen Einrichtung zur exobiologischen Forschung. Diese soll bis zu sieben Experimente gleichzeitig aufnehmen können und den Wissenschaftlern Erkenntnisse in Bezug auf die Entwicklung des Sonnensystems und die Entstehung des Lebens liefern.

Als nicht-invasive Methode zur Analyse von Proben bietet sich insbesondere die UV/VIS-Spektroskopie an. Die mit dieser Methode messbaren Veränderungen der Absorptionsspektren im Bereich der ultravioletten bis sichtbaren elektromagnetischen Strahlung sollen die Auswirkungen der Sonnenstrahlung auf die chemische Beschaffenheit der Proben sichtbar machen. Der Technologiedemonstrator SPECTRODemo nutzt dabei die für die Instrumente der neuen Versuchseinrichtung geplante Konfiguration von optischen Komponenten und bietet dadurch die Möglichkeit, diese vorab auf ihre Verlässlichkeit zu testen.

Betrieben wird SPECTRODemo im European Physiology Module (EPM), einer Versuchseinrichtung, die ebenfalls von OHB gebaut wurde und ihrerseits im europäischen Columbus-Labor integriert ist. Das EPM bietet mehrere Einschübe für Versuche und besitzt zudem Schnittstellen für weitere externe Experimente.

Zusammenarbeit zwischen den Standorten
Das Projekt SPECTRODemo ist ein Musterbeispiel für die Zusammenarbeit zwischen den OHB-Standorten in Bremen und Oberpfaffenhofen, da es die im OHB-Raumfahrtzentrum „Optik und Wissenschaft“ in Oberpfaffenhofen beheimatete Expertise in Bezug auf komplexe Optiken mit der langjährigen ISS-Payload-Erfahrung der Abteilung Astronautische Raumfahrt bei OHB in Bremen kombiniert.

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Quelle: Forschungszentrum Jülich.

Jülich, 30. April 2019 – Die europäische Initiative STRONG-2020 will Antworten finden auf die offenen Fragen im Bereich der sogenannten starken Wechselwirkung – einem der Grundpfeiler des Standardmodells der Teilchenphysik. Das auf vier Jahre angelegte Projekt bündelt Forschungsaktivitäten auf experimenteller und theoretischer Ebene, und wurde vor kurzem von der EU im Rahmen des Forschungs- und Innovationsprogrammes „Horizon 2020“ genehmigt. Gefördert mit 10 Millionen Euro, soll es im Sommer 2019 starten. Zum STRONG-2020-Konsortium gehören 44 Partnerinstitutionen aus 14 EU-Ländern, unter ihnen das Institut für Kernphysik des Forschungszentrums Jülich mit seinem Teilchenbeschleuniger COSY. Insgesamt sind Wissenschaftler aus 36 Ländern beteiligt.

Die starke Wechselwirkung, verantwortlich für den Zusammenhalt der Atomkerne, ist eine der vier grundlegenden Kräfte in der Physik. Die theoretischen und experimentellen Studien daran beschäftigen allein in Europa eine aktive Forschergemeinde von etwa 2500 Wissenschaftlern. Die Liste der offenen Fragen im Grenzbereich unseres heutigen Wissens in diesem Feld sind vielfältig: Dazu gehören beispielsweise die Eigenschaften und die detaillierte Struktur des Protons, die genaue Bestimmung von angeregten Zuständen von Hadronen, die Eigenschaften des heißen und dichten Quark-Gluon-Plasmas und Präzisionsstudien des Standardmodells. Diese Forschungsfelder werden experimentell mit Photonen und Teilchenkollisionen bei niedrigen und hohen Energien (von wenigen GeV bis zu 14 TeV) untersucht. Sie erfordern eine fortwährende Entwicklung und Verbesserung der hochmodernen Detektoren, Datenerfassungssysteme, Beschleuniger-Strahlen und -Targets – ebenso wie der zugrundeliegenden theoretischen Modelle.

Die Ergebnisse von STRONG-2020 werden einen wesentlichen Einfluss auf die Erforschung der starken Wechselwirkung und des Standardmodells haben. Das Projekt wird darüber hinaus zur Grundlagenforschung für die Physik jenseits des Standardmodells beitragen und sich auf andere wissenschaftliche Bereiche auswirken, wie etwa Astrophysik oder Theorien über stark gekoppelte komplexe Systeme in kondensierter Materie. Die Instrumente und Methoden für die neuen hochkomplexen Experimente im Rahmen von STRONG-2020 werden es ermöglichen, die europäischen Forschungsinfrastrukturen zu stärken und ihre Wettbewerbsfähigkeit zu verbessern. Die dabei entwickelten Technologien werden sich außerdem auf Medizin (Diagnosewerkzeuge, Krebsbehandlung) und Industrie (Zeilenkameras, 3D-Magnetfeld-Technologie) auswirken und können auch zu Fortschritten in Computertechnik und künstlicher Intelligenz führen.

STRONG-2020, intensiv unterstützt von NUPECC (Nuclear Physics European Collaboration Committee), vereint die führenden europäischen Forschungsgruppen und Infrastrukturen, die gegenwärtig in der Spitzenforschung zur starken Wechselwirkung involviert sind. Das Projekt bietet Zugang zu sechs erstklassigen Forschungsstrukturen in ganz Europa, die sich in Bezug auf die Eigenschaften von Teilchenstrahlen (COSY, MAMI, LNF-INFN, ELSA, GSI, CERN) ergänzen und virtuellem Zugang zu open-source Software bieten. STRONG-2020 fördert das Zusammenwirken von Theorie und Experiment durch Unterstützung des ECT* (European Centre for Theoretical Studies in Nuclear Physics and Related Area) in Trient.

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Quelle: Johannes Gutenberg-Universität Mainz.

Was die starke Wechselwirkung angeht – also die Kraft, die die Atomkerne zusammenhält – sind noch viele Fragen ungeklärt. Forscher aus 36 Ländern schließen sich nun im EU-Projekt STRONG 2020 zusammen. Auch Wissenschaftler der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) sind beteiligt.
Die Kraft, die einen Apfel auf den Boden fallen lässt, kennt jeder – wenn auch vielleicht nicht unbedingt bei ihrem physikalischen Namen „Gravitationskraft“. Die elektromagnetische Kraft dürfte ebenfalls vielen Menschen ein Begriff sein. Schließlich ist sie es, die die gesamte Elektronik erst möglich macht. Ganz anders sieht es mit der starken Wechselwirkung aus: Wir Menschen haben weder einen Sinn, um sie zu erfassen, noch bekommen wir ihre Auswirkungen im Alltag unmittelbar zu spüren. Denn die starke Wechselwirkung hält die Atomkerne zusammen. Wissenschaftler sehen sich hinsichtlich dieser Kraft noch zahlreichen offenen Fragen gegenüber, beispielsweise: Warum variiert der Radius eines Protons mit der Messmethode?

Gemeinsam ist man stärker
Im EU-Projekt STRONG 2020 schließen sich zahlreiche von Europas führenden Forschungseinrichtungen und -gruppen aus dem Bereich der starken Wechselwirkung zusammen, um solchen offenen Fragen rund um die starke Wechselwirkung bis hin zu medizinischen Anwendungen nachzugehen. Der Name „STRONG 2020“ ist daher Programm. Insgesamt sind 44 Institutionen aus 36 Ländern an dem EU-Projekt beteiligt – so auch die Johannes Gutenberg-Universität Mainz. „Das Projekt startet im Sommer 2019 und hat eine Laufzeit von vier Jahren, das Gesamtvolumen beträgt 10 Millionen Euro“, erläutert Prof. Dr. Frank Maas vom Institut für Kernphysik der JGU.

Inhalte von STRONG 2020
STRONG 2020 umfasst vier sogenannte Förderinstrumente: Erstens den „Transnational Access“. Er ermöglicht es Forschern, die über keinen eigenen Teilchenbeschleuniger verfügen, auf Antrag etwa den Beschleuniger Mainzer Mikrotron (MAMI) der JGU, einen Beschleuniger am Forschungszentrum Jülich oder einen der Europäischen Organisation für Kernforschung CERN in Genf zu nutzen. Zweitens der „Virtual Access“, bei dem Forschungsdaten, Algorithmen und Software öffentlich zugänglich gemacht und virtuell über das Netz zugänglich gemacht werden. Als dritter Punkt gehören Netzwerke zum Projekt, über die verschiedene Forschergruppen miteinander in Kontakt kommen und neue Ideen und Ansätze entwickeln können. Und viertens sind die „gemeinsamen Forschungsprojekte“ zu nennen. Wichtig bei allen Unterprojekten, die STRONG 2020 umfasst: Sie müssen der Forschercommunity ebenso nützen wie der Gesellschaft, zudem sollen sie ineinander greifen und aktuelle Themen behandeln.

Eine Million Euro fließt an die JGU
Von den zehn Millionen Euro Gesamtvolumen des Projekts gehen mehr als eine Million Euro an die JGU. „Der größte Teil hiervon fließt in den Transnational Access zum Mainzer Mikrotron MAMI, der Forscher aus ganz Europa nach Mainz an den MAMI-Teilchenbeschleuniger für Elektronenstrahlen bringt“, konkretisiert Maas, der den Antrag mit 8 Kollegen aus Deutschland, Frankreich, Italien und Schweden koordiniert hat. „Der Rest ist für ‚Virtual Access‘, Netzwerke und gemeinsame Forschungsprojekte zu verschiedenen Themen der Hadronenphysik vorgesehen, bei denen Mainzer Physiker führend beteiligt sind.“

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Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: Europlanet, EPSC 2014.

Diverse Raumsonden und Rover, welche mit hochauflösenden Kamerasystemen, hochmodernen Messinstrumenten, immer intelligenteren Sensoren und leistungsfähigeren Softwareprogrammen ausgerüstet sind, dringen gegenwärtig immer tiefer in die Weiten unseres Sonnensystems vor. Sowohl verschiedene Weltraumteleskope wie zum Beispiel das Hubble Space Telescope oder das Spitzer-Teleskop als auch erdgestützte Groß-Teleskope liefern zudem ständig neue Fotoaufnahmen und Daten über die Planeten, Monde, Kometen und Asteroiden unseres heimatlichen Sonnensystems und erfassen mit ihren innovativen Aufnahmetechniken mittlerweile auch vermehrt die Exoplaneten, welche fremde und oftmals viele hunderte Lichtjahre von unserem Sonnensystem entfernt gelegene Sterne umkreisen.

Mittlerweile vergeht dabei kaum noch ein Tag, an dem nicht neue Forschungsdaten, atemberaubende Bilder und sensationelle Erkenntnisse aus dem weiten Forschungsfeld der Planetologie veröffentlicht werden, welche sowohl die in die Planetenforschung involvierten Experten als auch die interessierte Öffentlichkeit begeistern.

Aus diesen neu gewonnenen Daten, aber teilweise auch aus bereits mehrere Jahrzehnte alten Messergebnissen, leiten die Wissenschaftler weitere Erkenntnisse über die Entstehungs- und Entwicklungsgeschichte unseres Planetensystems und des Universums sowie über die physikalischen, chemischen und geologischen Eigenschaften der einzelnen planetaren Objekte ab. Gleichzeitig ergeben sich dabei aber mit jeder erhaltenen Antwort fast automatisch auch immer wieder neue Fragestellungen, welche durch weitere Forschungen und durch zukünftige Raummissionen beantwortet werden sollen.

Vom 7. bis zum 12. September 2014 wird sich die weltweite Wissenschaftsgemeinde der Planetenforscher im Rahmen des diesjährigen „European Planetary Science Congress“ (kurz „EPSC“) neben der Präsentation weiterer neuer Forschungsergebnisse genau solchen neu aufgetretenen Fragen widmen und dabei nach Wegen suchen, um diese im Rahmen zukünftiger Forschungsprojekte und Weltraummissionen zu beantworten.

Durch den mittlerweile seit dem Herbst 2006 regelmäßig stattfindenden EPSC-Kongress ergibt sich die Gelegenheit, Fachkräfte aus den verschiedensten Bereichen der Planetenforschung – Wissenschaftler, Techniker und Ingenieure der einzelnen gegenwärtig aktiven und für die Zukunft geplanten interplanetaren Missionen, Fachleute für bodengebundene astronomische Beobachtungen und überwiegend in den verschiedensten theoretischen Arbeitsbereichen tätige Forscher – an einem Ort zu einem gegenseitigen Wissens- und Gedankenaustausch zusammenzuführen.

Der EPSC-Kongress ist der größte regelmäßig in Europa stattfindende Kongress der Planetenforscher. Für den EPSC-Kongress 2014, welcher in diesem Jahr auf dem Gelände des Estoril Congress Center in Cascais in der Nähe der portugiesischen Hauptstadt Lissabon stattfindet, haben sich rund 800 Teilnehmer aus Europa und den USA, aber zum Beispiel auch aus Russland, China und Japan angekündigt. Die von Montag bis Freitag stattfindende Fachtagung beinhaltet mehr als 50 verschiedenen Sessions und mehrere, auf spezielle Themen ausgerichtete Splinter-Meetings und Workshops, welche ein umfassendes Themenspektrum abdecken werden.

Die darin enthaltenen über 800 Beiträge, welche in Form kurzer mündlicher Vorträge oder im Rahmen einer Posterpräsentation dargebracht werden, reichen vom Themenbereich der Gasplaneten Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun sowie deren Ringsystemen, Atmosphären und Monden über die sogenannten terrestrischen – also erdähnlichen – Planeten Merkur, Venus und Mars und über unseren Erdmond bis hin zu den kleinsten Objekten unseres Sonnensystems, den Asteroiden, Kometen und Meteoren.

Ein besonderer Höhepunkt dürfte dabei die Präsentationen der jüngsten Forschungsergebnisse der Raumsonde Rosetta sein, welche erst am 6. August 2014 nach einem mehr als zehnjährigen Flug durch unser Sonnensystem den Kometen 67P/Tschurjumow-Gerasimenko erreichte. Einen weiteren Themenschwerpunkt bilden die Ergebnisse der Raumsonde Cassini, welche sich bereits seit mehr als zehn Jahren in einer Umlaufbahn um den Saturn befindet.

Aber auch neueste Erkenntnisse aus dem Themenbereich der Exoplanetenforschung, aktuelle Forschungsergebnisse aus der Astrobiologie und diverse Feldforschungsstudien sollen vorgestellt und dabei im Rahmen der jeweiligen Vorträge kurz diskutiert werden. Ebenso werden auch die technischen Aspekte zukünftiger Raum-Missionen bei dem Kongress nicht außer Acht gelassen. Neben den technischen Erfahrungen der aktuellen Missionen wird im Rahmen mehrerer Workshops auch ein Austausch über zukünftige Raummissionen stattfinden.

So werden die Wissenschaftler und Ingenieure zum Beispiel über die Zielsetzungen zukünftiger Missionen oder die technischen Möglichkeiten von Orbitern, Landern und Rovern bei der Erforschung fremder Planeten und Monde und die mit der Planung und Durchführung solcher Missionen verbundenen Probleme diskutieren. Neben der ExoMars-Mission, welche aus einem 2016 zu startenden Marsorbiter und einem Rover – angepeilter Starttermin ist das Jahr 2018 – besteht, wird hierbei unter anderem auch die zukünftige Merkurmission BepiColombo erörtert, welche im Juli 2016 zu dem innersten und zugleich kleinsten Planeten unseres Sonnensystems aufbrechen soll.

Um die Gespräche und Diskussionen der Beteiligten in einer möglichst entspannten Atmosphäre zu ermöglichen, wurde für den diesjährigen Kongress – wie auch bereits in den Vorjahren – erneut ein vielfältiger Mix aus teilweise parallel stattfindenden Vorträgen, Workshops, Splinter-Meetings, Panels und Posterpräsentationen als Veranstaltungsform gewählt.

Die Zusammenarbeit von „Profis“ und „Amateuren“
Ein spezieller Themenkomplex wird sich dabei erneut der Zusammenarbeit der professionellen Wissenschaftler mit der internationalen Gemeinde der Amateurastronomen und „Hobbyplanetologen“ widmen. Diese Zusammenarbeit erwies sich in den vergangenen Jahren bereits als sehr produktiv und erstreckte sich dabei speziell auf die Beobachtung der Planeten Jupiter und Saturn, wo Amateurastronomen wertvolle Fotoaufnahmen über Kometen- und Asteroidenimpakte (Jupiter) oder das aktuelle Wettergeschehen (Saturn) liefern konnten, welche aufgrund der limitierten Beobachtungszeiten in diesem Umfang nicht mit professionellen Instrumenten hätten angefertigt werden können.

Aber auch bei der gezielten und regelmäßig erfolgenden Beobachtung des Mondes, der Venus, von Kometen oder von Meteoren und der Bestimmung von deren Fallraten sind Amateurastronomen gefragt und werden dabei aktiv in professionelle Beobachtungsprogramme eingebunden. Ein derzeit besonders aktuelles Beispiel hierfür bietet die Mission Rosetta, wo Amateurastronomen eine wichtige Rolle bei der Beobachtung des Zielkometen einnehmen. Details hierzu finden Sie in diesem Blog-Eintrag der ESA zur Rosetta-Mission.
Außerdem soll der EPSC-Kongress dazu dienen, um neue Ideen zu entwickeln, welche der Verbesserung des sogenannten „Public Outreach“, der Verbreitung der neuesten wissenschaftlichen Erkenntnisse und die gleichzeitig erfolgende Einbindung der interessierten Öffentlichkeit in die damit verbundenen Arbeiten der beteiligten Wissenschaftler der verschiedenen europäischen Forschungsinstitute, dienen. Durch eine innovative Öffentlichkeitsarbeit – so das Ziel – sollen die Aktivitäten der mit der Planetenforschung beschäftigten Wissenschaftler bei den Bürgern, bei der Industrie und nicht zuletzt auch bei den für die Vergabe der benötigten Finanzmitteln verantwortlichen politischen Entscheidungsträgern mehr Beachtung finden.

Sie sind gerade in der Nähe von Lissabon? Dann schauen Sie vorbei!
Parallel zu dem Kongress findet ebenfalls am Estoril Congress Center vom 8. bis zum 12. September das Astronomy Education Alliance Meeting statt. Zudem werden in der Region Cascais/Estoril in den nächsten Tagen mehrere öffentliche Veranstaltungen stattfinden. Aber auch ein direkter Besuch des Kongresses und eine Teilnahme an den diversen Vorträgen ist für Interessierte möglich.

Der nächste „European Planetary Science Congress“ findet im Jahr 2015 vom 27. September bis zum 2. Oktober in Nantes/Frankreich statt und wird wie bereits im Herbst 2011 am dortigen Kongresszentrum abgehalten.

Verwandte Website:

• EPSC-Kongress 2014 (engl.)

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Ein Beitrag von Hans Lammersen. Quelle: Welt.de, University of Hertfordshire, fr-online.de.

Das Sternbild Walfisch ist im Herbst in unseren mitteleuropäischen Breiten im Süden zu sehen, wenn der Himmel nicht allzu lichtverschmutzt ist. Denn das Sternbild weist keine hellen, auffälligen Sterne auf und geht im Lichtermeer größerer Ballungsräume leicht unter. Der Stern τ (Tau) steht im unteren Bereich des Sternbilds, ist aber ebenfalls mit bloßem Auge zu sehen.

Die Gruppe um Mikko Tuomi hat insgesamt 6.000 Beobachtungen dieses Sterns analysiert und ist auf dieser Grundlage zu dem Ergebnis gekommen, dass der Stern von fünf Planeten umkreist wird (Tau Ceti b bis f). Die Massen der Planeten schwanken zwischen dem doppelten und dem siebenfachen der Masse der Erde. Einer dieser Planeten (Planet e) soll sich in der habitablen Zone des Systems befinden, in einer Region also, die das Vorhandensein von flüssigem Wasser erlaubt, was eine grundlegende Voraussetzung für die Existenz von Leben ist. Dieser Planet weist in etwa die fünffache Masse unserer Erde auf und ist damit der bisher kleinste entdeckte Planet in einer habitablen Zone um einen anderen Stern. Seine Entfernung von Tau Ceti gleicht der der Venus von der Sonne und seine Umlaufzeit beträgt 168 Tage.

Bei den Untersuchungen sollte es eigentlich darum gehen, das Grundrauschen eines Sterns zu messen, um damit eine Eichung für feinere Analysemethoden zu erlangen. Daher hatte sich die Gruppe Tau Ceti ausgesucht, da man der Meinung war, dort kein Planetensystem vorzufinden. Umso größer nun die Überraschung, dass man wohlmöglich gleich fünf Planeten gefunden hat. Die Wissenschaftler werten den Fund als ein weiteres Indiz dafür, dass Planetensysteme um nahezu jeden Stern existieren. Allerdings kann es ich bei den beobachteten Bahnstörungen, aus denen auf die Existenz der Planeten geschlossen wird, immer noch vom Stern Tau Ceti selbst verursachte Anomalien handeln, schränkten die Wissenschaftler ein.

Tau Ceti ist 11,9 Lichtjahre von der Erde entfernt. Er ist der nächste sonnenähnliche Einzelstern. Wegen seiner Ähnlichkeit zur Sonne und seiner relativen Nähe war er schon früher Ziel der Suche nach extraterrestrischer Intelligenz. Die Oberflächentemperatur ist etwas geringer als die der Sonne, aber er befindet sich wie sie in einer stabilen Phase seines Lebens, dem Wasserstoffbrennen, welches den Stern schon seit Milliarden Jahren erhält und ihm noch eine lange Lebensdauer garantiert; auch eine wichtige Voraussetzung für die Existenz von höherem Leben.

Das Portal zu Exoplaneten auf raumfahrer.net finden Sie hier:

• //www.raumfahrer.net/astronomie/extrasolar/home.shtml

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• Exoplaneten

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Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: JPL.

Seit seiner Landung auf dem Mars am 6. August 2012 hat der von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebene Rover Curiosity am Ende eines jeden Arbeitstagen seine zuvor gesammelten Daten an das für die Kontrolle des Rovers verantwortliche Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena/Kalifornien übermittelt. Dort wurden diese Daten und Bilder in den folgenden Stunden ausgewertet und für die Erstellung der Kommandos für den nächsten Arbeitstag des Rovers verwendet, welche noch vor dem Beginn des nächsten Marstages zu dem Rover übermittelt werden mussten. Aufgrund dieser Vorgehensweise – Curiosity fährt und forscht während des Marstages, die Wissenschaftler und Ingenieure erstellen weitere Befehle während der folgenden Marsnacht – konnte eine größtmögliche Effizienz im Betrieb des Rovers gewährleistet werden.

Mit einer Dauer von 24 Stunden, 39 Minuten und 35 Sekunden fällt ein Marstag (auch als „Sol“ bezeichnet) allerdings etwas länger aus als ein Tag auf der Erde. Dieser Zeitunterschied zwischen Erde und Mars hatte zur Folge, dass sich die Arbeitszeiten der an der Mission beteiligten Mitarbeiter während der letzten drei Monate an jeden Tag um 40 Minuten nach hinten verschoben haben. Diese ungewohnte und permanent erfolgende Umstellung der Arbeitszeiten und die damit verbundenen Verschiebungen im Schlaf- und Essrhythmus führen jedoch zu einer großen physischen und psychischen Belastung, welche sich dabei mit zunehmender Dauer auch negativ auf die Effizienz der Mitarbeiter auswirkt. Die Mitarbeiter der Curiosity-Mission berichteten während der letzten Wochen mehrfach in diversen Blogs und Internetforen über die mit diesem untypischen Biorhythmus verbundenen Probleme.
Um diesen bereits im Vorfeld bekannten Schwierigkeiten Rechnung zu tragen, war von vornherein geplant, dieses „Arbeiten nach Marszeit“ auf eine Dauer von 90 Marstagen zu begrenzen. Aufgrund einer während der letzten Wochen erreichten Optimierung der Planungsaktivitäten für den Betrieb des Rovers konnte das Curiosity-Team jetzt wieder auf die Erdzeit wechseln. Alle für die weiteren Aktivitäten des Rovers wichtigen Arbeiten sollen ab jetzt zum größten Teil zwischen acht Uhr und 20 Uhr kalifornischer Ortszeit erledigt werden.

„Wir sind alle froh, dass wir uns nicht mehr nach der Marszeit richten müssen“, so Richard Cook vom JPL, der Projektmanager der Curiosity-Mission. „Das Team konnte den täglichen Planungsprozess von über 16 Stunden in den ersten Wochen nach der Landung erfolgreich auf eine Dauer von 12 Stunden verkürzen. Wir werden beim Betrieb [des Rovers] immer besser.“
Mit diesem Wechsel sind auch weitere organisatorische Veränderungen wie zum Beispiel eine Dezentralisierung der Planungsaktivitäten verbunden. Für den Betrieb des Rovers sind rund 200 Ingenieure des JPL und etwa 400 Wissenschaftler zuständig, welche größtenteils aus nicht zum JPL gehörenden Einrichtungen und Instituten stammen. Seit der Landung des Rovers haben über 200 dieser Wissenschaftler direkt am JPL gearbeitet und – ein weiterer die Psyche belastender Faktor – ihre Familien nur sporadisch gesehen. Mit dem Wechsel auf die Erdzeit werden diese Wissenschaftler Pasadena jetzt verlassen und ihre Arbeit an der Curiosity-Mission von ihren Heimatinstituten in Nordamerika und Europa aus fortsetzen.
„Die jetzt beendete Phase, in der wir alle zusammen an einem Ort gearbeitet haben, war ungemein wertvoll, um zu einem vollwertigen Team zu werden und sich auch gegenseitig unter dem Druck der täglich anstehenden Arbeiten kennenzulernen“, so Joy Crisp, die stellvertretende Projektwissenschaftlerin des JPL. „Jetzt haben wir einen Punkt erreicht, an dem wir weiterhin zusammenarbeiten können, ohne dass die Leute dabei persönlich hier vor Ort sein müssen.“

Für die Aufrechterhaltung des Kontaktes zur Planung der weiteren Rover- und Instrumentenaktivitäten und zur Diskussion des gesammelten wissenschaftlichen Daten werden die Teammitglieder zukünftig hauptsächlich Emails, Online-Chats sowie regelmäßig erfolgende Telefon- und Videokonferenzen nutzen.

„So schön die zurückliegende Zeit am JPL auch war – es ist doch ein gutes Gefühl, jetzt wieder zu Hause zu sein“, so Ken Herkenhoff vom USGS. „Ich bin zuversichtlich, dass die zukünftige Vorgehensweise die Effizienz unsere Arbeiten nicht beeinträchtigen wird.“

Die Arbeiten der vergangenen Tage konzentrierten sich auch weiterhin auf die Untersuchung des Marsbodens in der unmittelbaren Umgebung des Rovers. Am 4. November, dem Sol 88 der Mission, wurde der Boden in der Region „Rocknest“, dem gegenwärtigen Standort Curiositys, mit der MAHLI-Kamera abgebildet. Am darauffolgenden Tag erfolgte an verschiedenen Stellen eine Bodenuntersuchung mit dem APX-Spektrometer.

Am 5. und 6. November wurde zudem das SAM-Instrument einem ausführlichen Test unterzogen, bei dem die einzelnen für eine Bodenanalyse notwenigen Sequenzen durchgespielt wurden, ohne dass sich allerdings eine Probe in dem SAM befand. Begleitet wurden diese Aktivitäten durch weitere Kameraaufnahmen der Umgebung und durch standardmäßig erfolgende Messungen der Instrumente REMS, RAD und DAN.

Am 9. November, dem Sol 93, entnahm die am Instrumentenarm des Rovers befindliche Baggerschaufel eine fünfte Bodenprobe von Rocknest, welche nach einer entsprechenden Aufbereitung durch das CHIMRA-Probenentnahmesystem zu gleichen Anteilen in das Innere des SAM-Instrumentes und zu dem CheMin-Spektrometer befördert und dort anschließend analysiert werden soll. Abhängig von der Energiesituation des Rovers – der Betrieb des SAM-Instrumentes gestaltet sich als sehr energieintensiv und benötigt den Großteil der täglich zur Verfügung stehenden Energiemenge – kann diese Untersuchung mehrere Tage andauern. Erst nach dem Abschluss der jetzt anstehenden Analysen wird der Rover seine Fahrt fortsetzen.

Bis zum heutigen Tag, dem Sol 95 der Mission, hat der Marsrover Curiosity eine Distanz von über 480 Metern auf der Oberfläche unseres Nachbarplaneten zurückgelegt. Dabei haben die Kamerasysteme des Rovers mittlerweile fast 23.500 Bilder aufgenommen und an das Roverkontrollzentrum des JPL übermittelt. Diese Bilder sind für die interessierte Öffentlichkeit auf einer speziellen Internetseite des JPL einsehbar.

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Ein Beitrag von Klaus Donath. Quelle: Markus Landgraf, dailymail.co.uk, spaceref.com, whatsonxiamen.com, discovermagazine.com, wikipedia.

Bislang setzten 12 Menschen ihren Fuß auf unseren engsten kosmischen Begleiter. Sie brachten vor über 40 Jahren insgesamt 382 Kilogramm Mondgestein mit auf die Erde. Und die sorgen weiterhin für neuen Diskussionsstoff unter Wissenschaftlern. Um die Geschichte des Mondes verstehen zu können, ist eine kleine Zeitreise durch die gewonnenen Erkenntnisse der letzten Jahrzehnte nötig.

Eine der ersten Theorien besagte, dass der Mond durch das Schwerefeld der Erde eingefangen wurde. In den mitgebrachten Steinen fand man durch chemische Analysen, anders als auf der Erde, nur sehr wenig Eisen. Auch physisch gibt es Unterschiede. So enthält die Kruste des Mondes keine eingeschlossenen Wassermoleküle in Form von hydrierten Mineralien. Beides Indizien dafür, dass der Mond von unterschiedlicher Beschaffenheit ist und demnach die Einfangtheorie unterstützt.

Doch fanden Wissenschaftler auch heraus, dass die isotopische Zusammensetzung des Mondes erdähnlich ist. Weder Asteroiden noch andere Planeten weisen hier Ähnlichkeiten auf. Isotope sind verschiedene Varianten der bekannten chemischen Elemente und unterscheiden sich nur in der Anzahl von Neutronen im Kern. Dadurch gibt es Varianten der Elemente, die unterschiedlich schwer sind. Es erwies sich als unwahrscheinlich, dass sich eine Ähnlichkeit in der Häufigkeit der auftretenden Isotope zufällig einstellte. Die Einfangtheorie war damit wiederlegt, der Mond muss zumindest aus Teilen des Erdmaterials bestehen.

Als Reaktion auf die gewonnenen Erkenntnisse entwickelte man die Fissionstheorie. Dort wird angenommen, dass sich die Ur-Erde extrem schnell um ihre eigene Achse gedreht hat. Dadurch löste sich Material vom Erdmantel aus dem schließlich der Mond geformt wurde. Auch diese Hypothese wurde schnell verworfen. Weder fand man geologische Anhaltspunkte für eine so hohe Rotationsgeschwindigkeit der frühen Erde, noch erklärt die Theorie den mangelnden Eisengehalt des Mondes.

Im Jahr 1975 wurde die Theorie des großen Einschlages vorgestellt. In der Entstehung des Sonnensystems kollidierten Ur-Erde, benannt nach der griechischen Göttin Gaia, und der Protoplanet Theia, benannt nach der gleichnamigen griechischen Mondgöttin. Die Zusammensetzung unseres Mondes hätte sich aus der entstehenden Trümmerwolke ergeben. Bei dem gewaltigen Ereignis wäre nur der Erdmantel beschädigt, nicht der eisenhaltige Erdkern. Daraus resultiert ein niedriger Eisengehalt des entstehenden Mondes. Das deckte sich mit den bis dahin gewonnenen Erkenntnissen. Mit neusten Computer-Simulationen ließ sich außerdem berechnen, wie sich durch den Einschlag das aktuelle Erde-Mond-System mit seinen Bahneigenschaften gebildet hat. Die Theorie schien schlüssig, aber nur, bis zu nächsten größeren Entdeckung. Vornehmlich hätte die Trümmerwolke allerdings aus dem kleineren Planeten, also Theia, bestehen müssen. Dafür ist das Mondgestein aber zu erdähnlich. Entweder drehte sich die Ur-Erde also schneller als erwartet, was einen größeren Erdanteil erklären würde oder aber der Mond unterscheidet sich doch mehr von der Erde als gedacht.

Vor wenigen Jahren gab es eine überraschende Wende als erneut Mondgestein analysiert wurde. Forscher fanden kleine Glaskügelchen in denen sehr altes Gestein eingeschlossen Jahr-Millionen überdauerte. Das so konservierte Material enthielt eine Überraschung bereit. Der bis dato für staubtrocken gehaltene Mond enthielt Wasser. Wie lässt sich das nun mit einer der Theorien verbinden? Sämtliches Wasser hätte verdampfen müssen bei der Einschlag-Theorie.

Trotzdem hat es vor wenigen Tagen wieder neue Beweise gegeben für den Zusammenstoß von Gaia und Theia. Bei der erneuten Analyse sowohl von 20 Gesteinsbrocken aus den Apollo-Missionen 11, 12 und 17, als auch von Mond-Meteoriten, konzentrierte man sich auf Zink-Atome und deren Isotopenfraktionierung im Vergleich zu den Zinkvorkommen auf der Erde.

Als Isotopenfraktionierung bezeichnet man die Verschiebung der Häufigkeit der Isotope eines Elements, hervorgerufen durch physikalisch/chemische Prozesse. Fraktionierung ist thermodynamisch und damit temperaturabhängig. Gemessen hat man deutlich mehr schwerere Isotope von Zink im Material vom Mond, verglichen mit Zink auf der Erde. Das unterstützt die Theorie der Kollision, denn durch die gewaltigen Kräfte entstanden Temperaturen, die sogar Stein zum Schmelzen bringen. Außerdem konnten in der Staubwolke leichtere Isotope einfacher entfliehen und übrig blieben vornehmlich die schwereren Isotope. Diese Trennung der leichten Isotope von den schwereren ist also ein Indiz für eine größere Kollision.

Trotzdem taucht in der Veröffentlichung das Wort „Wasser“ nicht auf, denn dieses Puzzlestück scheint bislang nicht so recht zu passen. Aber auch hier haben Forscher von der Universität Tennessee vor wenigen Tagen eine mögliche Erklärung gefunden. Offenbar ist das eingeschlossene Wasser quasi frei von schwerem Wasser. Das besteht aus ein oder zwei Deuteriumatomen, die zusätzlich auch ein Neutron besitzen. Da die Sonne so gut wie kein Deuterium besitzt, könnte der Sonnenwind den Wasserstoff für das Wasser zum Mond gebracht haben. Dieser Teilchenstrom schlägt mit auf dem Mondboden ein. Dort dringt er in den Boden ein und formt Hydroxyl-Radikale sowie Wassermoleküle.

Fest steht, der Mond wird uns weiter beschäftigen. Um das Rätsel endgültig zu lösen bleibt kein anderer Weg, als mit den neu gewonnenen Daten eine Mission, bemannt oder unbemannt, zu gestalten. Es bleibt also weiter spannend um die Geschichte des Erdtrabanten.

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• Der Mond

Weitere Informationen

• Vortrag von Markus Landgraf über die Mondentstehung (engl. , 4. Video von oben)

Der Beitrag Die Entstehung des Mondes: Eine unendliche Geschichte erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: arxiv.org. Vertont von Peter Rittinger.

Vergleichbar mit der bisher anerkannten Theorie stieß die Protoerde vor etwa 4,5 Milliarden Jahren mit dem kleineren Protoplaneten Theia zusammen. Dadurch wurde die noch immer glutheiße Erde aufgerissen und ein Teil des Materials ins Umfeld geschleudert. Auch Überreste von Theia waren demnach entscheidend an der Mondentstehung beteiligt. Hier steht allerdings die Auffassung diametral gegenüber, dass der Mond ausgehend von einer ähnlichen Isotopenzusammensetzung von Proben überwiegend aus Material desselben Ursprungs der Protoerde besteht.
Die neuen Computersimulationen berücksichtigten gegenüber früheren Studien weitere Parameter, unter anderem auch die Möglichkeit, dass ein Großteil von Theia dem Anziehungsbereich der Erde entkommen konnte. Aufgrund gestiegener Rechenleistung und verfeinerter Modelle sind die Berechnungen genauer und die Ergebnisse sicherer. Demnach traf Theia die junge Erde wahrscheinlich unter einem steileren Winkel von etwa 30 bis 35 Grad und mit einer höheren Geschwindigkeit oberhalb von 11 km/s. Ein Großteil des Materials von Theia blieb mit 8,9 bis 9,3 km/s schneller als die für die Erde damals zutreffende Fluchtgeschwindigkeit, wogegen Erdmaterial weitgehend im Gravitationsfeld gefangen blieb und der im Orbit verbleibende Auswurf später den Mond ausbildete. Dabei berücksichtigte man auch unterschiedliche Zusammensetzungen für den Impaktor, von silikatreich (70%) über stark eisenhaltig (70%) bis hin zu 50% Eis.

Mit dem schnelleren Aufschlag ließe sich nicht nur die Zusammensetzung des Auswurfmaterials erklären sondern auch eine höhere Temperatur, welche die Differenzierung des heutigen Mondes beeinflusst. Ein Zusammenstoß mit höherer Geschwindigkeit hätte auch Auswirkungen auf Veränderungen im Drehmoment des Systems und der Bahngeschwindigkeit der Auswurffragmente, die ja nicht zwangsläufig erste kosmische Geschwindigkeit erreichen müssten.

Annahmen, Methoden und Ergebnisse der Computersimulationen werden im Fachblatt Ikarus veröffentlicht.

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• Gesprächsfaden zum Thema Mond

Der Beitrag Neue Mondentstehungstheorie erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: JPL, UMSF, PLanetary Society.

Am morgigen 2. Juli 2012 wird der von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebene Marsrover Opportunity – ursprünglich ausgelegt für eine Missionsdauer von lediglich 90 Sols, um 03:52 MESZ seinen Missionstag Sol 3.000 beginnen. Alleine die damit verbundenen technischen Leistungen und die Arbeiten aller direkt und indirekt in diese Mission involvierten Personen spotten jeder Beschreibung und überschreiten sämtliche Erwartungen, welche selbst die größten Optimisten in diese Mission gesetzt haben!

Trotz einer Vielzahl von zuvor nicht vorhersehbaren komplizierten Situationen und den daraus resultierenden Problemen, welche im Laufe der Jahre wieder und wieder die Fortsetzung der Opportunity-Mission in Frage stellten, war es den an der Mission beteiligten Wissenschaftlern, Ingenieuren und Rover-Drivern immer wieder möglich, die Funktionalität des Rovers seit seiner am 25. Januar 2004 erfolgten Landung auf dem Mars aufrecht zu erhalten. Dabei gelang es den an der Mission beteilten Wissenschaftlern immer wieder, neue Daten zu sammeln, welche den Kenntnisstand der Menschheit über die Entwicklungsgeschichte unseres äußeren Nachbarplaneten ungemein erweiterten. Eine ausführliche Berichterstattung über die bisherigen Aktivitäten Opportunitys und des mittlerweile leider nicht mehr aktiven Partner-Rovers Spirit finden Sie auf einer entsprechenden Sonderseite von Raumfahrer.net.

Am vergangenen Wochenende war der Marsrover Opportunity primär damit beschäftigt, mittels seines Gesteinsbohrers, dem Rock Abrasion Tool (RAT), ein Loch in die Oberfläche einer mit dem formellen Namen „Grasberg 1“ versehenen Gesteinsformation zu bohren. Dieser Gesteinsaufschluss wurde vor und nach der erfolgten Bohrung intensiv mit zwei weiteren Instrumenten, den ebenfalls am Instrumentenarm des Rovers befestigten APXS-Spektrometer und einem Mikroskop, ausführlich untersucht. Die entsprechenden Analysen werden noch bis mindesten Anfang der kommenden Woche fortgesetzt. Nach dem Abschluss der Untersuchungen wird Opportunity seine Fahrt fortsetzen. Die Wiederaufnahme der Fahrt soll dabei – abhängig von der Qualität der während des Wochenendes angefertigten APXS-Messungen und Mikroskopaufnahmen – frühestens am kommenden Mittwoch, spätestens jedoch am kommenden Wochenende erfolgen.

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• Aktuelle Diskussion zu Spirit und Opportunity

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• Mars Exploration Rover Newsarchiv

Der Beitrag Marsrover Opportunity: Der Sol 3.000 beginnt erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: NASA.

Die ursprüngliche von der NASA für den Marsrover Curiosity verwendete Bezeichnung lautete Mars Science Laboratory (kurz MSL). Allerdings entschloss sich die NASA im November 2008 dazu, einen Wettbewerb durchzuführen, um dem Rover mit einem eingängigeren Namen zu versehen. Für die Teilnahme an diesem Wettbewerb waren Schülerinnen und Schüler US-amerikanischer Schulen im Alter von 5 bis 18 Jahren zugelassen, welche ihre Namensvorschläge, verbunden mit einem kurzen begründenden Essay, bis zum 25. Januar 2009 an die NASA einsenden konnten. Bereits die beiden „Vorgänger“ des MSL, die Marsrover Spirit und Opportunity, welche zuvor die etwas trocken erscheinenden Bezeichnungen Mars Exploration Rover 1 und 2 beziehungsweise Mars Exploration Rover A und B trugen, kamen auf diese Weise zu ihren Namen.

„Schüler aus dem ganzen Land haben Namen für den Rover vorgeschlagen. Das zeigt uns, wie groß die Begeisterung für die Marserkundung unter den Forschern der nächsten Generation ist“, so Mark Dahl vom NASA-Hauptquartier. „Die eingereichten Namen stammten aus ganz unterschiedlichen Bereichen – von Helden über Tiere bis hin zu Käfern“, so Michelle Viotti, eine der Mitarbeiterinnen der Abteilung für Öffentlichkeitsarbeit des NASA-Marsprogramms beim Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena/Kalifornien.

Eine Expertenkommission, bestehend aus Mitarbeitern der NASA und Wissenschaftlern der MSL-Mission, wertete die Qualität der über 9.000 Einsendungen aus und traf dabei eine Vorauswahl von neun Namen. Im März 2009 bestand für die weltweite interessierte Öffentlichkeit die Möglichkeit, via Internet über den endgültigen Namen anzustimmen. Das Ergebnis dieser Abstimmung floss in die endgültige Entscheidung über die Benennung des zukünftigen Marsrovers ein, welche am 27. Mai 2009 von der NASA öffentlich bekannt gegeben wurde.

Ab jetzt wurde das Mars Science Laboratory offiziell als Curiosity, zu deutsch „Neugier“, bezeichnet. „Viele der eingereichten Vorschläge waren ausgezeichnet und zahlreiche andere Namen wären ebenfalls geeignet gewesen. Ich bin jedoch sehr glücklich mit dieser Wahl, weil der Name für etwas universell Menschliches und für den wissenschaftlichen Fortschritt sehr Wesentliches steht“, so Mark Dahl.

Eingereicht wurde der Namensvorschlag von Clara Ma, einer zwölfjährigen Schülerin, welche die Sunflower Elementary School in der Kleinstadt Lenexa im US-Bundesstaat Kansas besucht. Hier ihr begründendes Essay:

„Curiosity [also die Neugier] ist eine ewige Flamme, die in allen Köpfen brennt. Sie ist der Grund dafür, dass ich morgens aufstehe und mich frage, was der Tag wohl an Überraschungen für mich bereithalten wird. Die Neugier ist eine mächtige Kraft. Ohne sie, wären wir nicht das, was wir heute sind. Als ich noch jünger war hatte ich viele Fragen: „Warum ist der Himmel blau?“, „Warum funkeln die Sterne?“, „Warum bin ich Ich?“. Und ich frage mich immer noch. Ich habe so viele Fragen und Amerika ist der Ort, wo ich meine Antworten finden möchte. Die Neugier ist die Leidenschaft, welche uns in unserem Alltag antreibt. Mit unserem Bedürfnis, Fragen zu stellen und Antworten zu finden, werden wir alle zu Forschern und Wissenschaftlern. Sicherlich gibt es dabei viele Risiken und Gefahren, aber wir werden nicht aufhören, weiter zu fragen, zu träumen, zu erschaffen und zu hoffen. Wir haben so viel über die Welt erfahren – und zugleich doch erst so wenig. Wir werden niemals alles in Erfahrung bringen können, aber mit unserer brennenden Neugier haben wir doch bereits so viel gelernt.“

„Wir haben sehnsüchtig darauf gewartet, dem Rover endlich einen offiziellen Namen geben zu können“, so Pete Theisinger, der Projekt-Manager der Curiosity-Mission. „Dieser Name, der auch die Herausforderungen der Mission widerspiegelt, bedeutet viel für die Menschen, die an dieser Mission arbeiten.“

„Ich bin wirklich sehr am Weltall interessiert, aber ich dachte immer, dass es sich dabei um einen Ort handelt, über den ich lediglich in Büchern lesen oder den ich während der Nacht aus weiter, weiter Ferne betrachten kann“, so Clara Ma. „Ich war immer der Meinung, dass ich nie in der Lage sein werde, ihm wirklich nahe zu kommen. Die Benennung des Marsrovers bringt mich dem Weltraum jetzt aber zumindestens einen kleinen Schritt näher.“

Als „Belohnung“ für ihren Namensvorschlag durfte Clara Ma im Juni 2009 das Jet Propulsion Laboratory besuchen und dabei auch den Reinraum betreten, in dem der Rover zu diesem Zeitpunkt montiert wurde. Eine besondere Zugabe für die Schülerin stellte die Erlaubnis dar, den Rover mit einer Unterschrift zu signieren und sich so auf Curiosity zu verewigen. Noch Jahrzehnte, wahrscheinlich sogar Jahrhunderte nach dem Ende der Mission wird dieser Namenszug auf dem Roverdeck sichtbar sein.

Aber nicht nur Clara Ma erhielt im Rahmen dieser Mission die Möglichkeit, zusammen mit Curiosity „zum Mars zu fliegen“. Auf einer speziell eingerichteten Internetseite konnten sich bis zum 13. Juni 2011 Interessierte aus aller Welt eintragen. Die Namen dieser Leute wurden anschließend auf einem speziellen Mikrochip gespeichert, welcher zusammen mit dem Rover in dem kommenden Jahren den Gale-Krater, Curiositys Operationsgebiet auf dem Mars, erkunden wird. Insgesamt machten 1.246.445 Menschen – immerhin 21.546 davon stammen aus Deutschland – von dieser Möglichkeit Gebrauch.

Diskussion zu diesem Artikel

• Marsrover Curiosity
• MSL Rover Curiosity auf Atlas V (541)
• Planet Mars

Verwandte Webseiten

• NASA Selects Student’s Entry as New Mars Rover Name (engl.)
• NASA: Originaltext des Essays (engl.)
• NASA: World Participation Map, send Name to Mars (engl.)

Der Beitrag Der Ursprung des Namens Curiosity erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Stefan Heykes. Quelle: Arxiv.org:1105.1031. Vertont von Peter Rittinger.

Gliese 581 ist das wohl meist beachtete Exoplanetensystem überhaupt. Seit einigen Jahren lösen sich die Planeten dieses Systems ab, wenn es darum geht, wo am wahrscheinlichsten flüssiges Wasser existieren könnte. Zunächst galt Gliese 581c als Kandidat, aber inzwischen neigen viele Forscher dazu, ihn als zu nah am Stern Gliese 581 und damit als zu heiß einzuschätzen. Vor wenigen Monaten galt dann plötzlich der etwas weiter außen kreisende Planet Gliese 581g als Favorit. Das Problem dabei ist allerdings, dass die Existenz dieses Planeten extrem unsicher ist. Der Orbit von Gliese 581d ist noch größer, so dass dieser Planet nicht mehr innerhalb der klassischen habitablen Zone liegt. Er erhält etwa 30% weniger Strahlung als der Mars in unserem Sonnensystem und sollte daher zu kalt sein. Neue Modellberechnungen zeigen aber, dass unter bestimmten Voraussetzungen die Temperaturen dennoch hoch genug sein können.

Das französische Team um Robin D. Wordsworth hat eine Reihe von Modellen durchkalkuliert. Für die Masse des Planeten nahmen sie acht Erdmassen an. Aufgrund der unbekannten Inklination (angenommen wurden 60°) des Orbits zur Sichtachse ist dies lediglich eine wahrscheinliche Abschätzung, aber kein sicherer Wert. Da die große Halbachse des Orbits lediglich 0,22 Astronomische Einheiten beträgt (22% des Erdorbits), ist es wahrscheinlich, dass Gliese 581d den Stern in gebundener Rotation umläuft. In der Studie wurden allerdings auch Fälle von zwei oder zehn Umdrehungen pro Jahr untersucht.

Von Bedeutung sind vor allem die Zusammensetzungen des Planeten und der Atmosphäre. Für den Planeten wurden zwei Modelle diskutiert: zum einen ein Felsplanet (vom Aufbau vergleichbar mit der Erde, nur größer) mit einem Durchmesser, der 1,8 Erddurchmessern entspricht und zum anderen eine Wasserwelt, die vor allem aus Wassereis besteht und durch die geringere Dichte 2,3 Erddurchmesser hätte. Der Durchmesser ist von Bedeutung, weil bei gleicher Masse von ihm die Oberflächengravitation abhängt, die wiederum den Atmosphärendruck beeinflusst. Je kleiner der Planet, umso höher die Gravitation und umso höher der Druck der Atmosphäre (sofern die Gasmenge identisch ist). Für die Atmosphäre wurden Modelle mit Drücken von 5, 10, 20 und 30 bar verwendet. Die Zusammensetzung wurde als reine Wasser/Kohlenstoffdioxid-Atmosphäre angenommen. Weitere Treibhausgase wie Methan würden die Temperatur noch weiter nach oben treiben.

Die Ergebnisse dieser Simulation stimmen optimistisch. Bei einem Felsplaneten könnten 10 bar bereits ausreichen, um die Temperatur über den Gefrierpunkt steigen zu lassen. Bei 20 bar wird dies definitiv erreicht – auch bei einer Wasserwelt. Die Tageslänge hat dabei übrigens nur einen kleinen Einfluss. Die dichte Atmosphäre verteilt die Temperatur global auf einem ähnlichen Niveau. Dies ist vergleichbar mit der Venus, die auch trotz extrem langer Tage ein minimales Temperaturgefälle hat.

Die entscheidende Frage ist also, ob eine solche Atmosphäre mit mehr als 10 bar Kohlenstoffdioxid-Partialdruck realistisch ist. Um dies festzustellen ist ein Vergleich mit bekannten Planeten sinnvoll. Je nach tatsächlicher Größe von Gliese 581d entspricht dieser Druck 4-6 bar auf Erde oder Venus. Verglichen mit der Venus, die fast 90 bar Kohlenstoffdioxid-Partialdruck erreicht ist das also leicht erreichbar. Auch die Erde verfügt über ein großes Reservoir, dass allerdings durch biologische Aktivitäten sowie den geologischen Karbonat-Silikat-Zyklus großteils gebunden ist.

Eine große Unbekannte ist das Verhalten des Sterns Gliese 581 in seiner Entwicklung. Solche M-Sterne neigen zu massiven Strahlungsausbrüchen, die die Atmosphäre des Planeten ins All geblasen haben könnten. Außerdem kann es sein, dass die Atmosphäre vor allem aus Wasserstoff und Helium besteht (vergleichbar mit Neptun und Uranus). In diesem Fall wäre flüssiges Wasser nahezu auszuschließen.

Es gibt allerdings die Hoffnung, mit besseren Instrumenten anhand der Infrarot-Abstrahlung des Planeten diese Frage klären zu können. Je stärker der Treibhauseffekt ist, umso gleichmäßiger ist die globale Temperaturverteilung und umso geringer sind die Schwankungen in der Stärke der Infrarotstrahlung in Richtung der Erde während eines Orbits. Derzeit sind solche Messungen noch nicht möglich, aber durch die geringe Entfernung von etwa 20 Lichtjahren sind sie prinzipiell einfacher als bei den meisten anderen Exoplaneten realisierbar und könnten in einigen Jahren durchgeführt werden.

Raumcon:

• Exoplaneten
• Exoplaneten in der habitablen Zone

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Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: JPL, LPSC 2011. Vertont von Peter Rittinger.

Aufgrund der von den verschiedenen Orbiter-, Lander- und Rovermissionen gesammelten Daten gilt es heute als gesichert, dass der Mars in seiner Frühzeit über eine deutlich dichtere Atmosphäre verfügt haben muss als in der Gegenwart, welche in Kombination mit höheren Temperaturen das Vorhandensein von flüssigen Wasser ermöglicht hat. Auf den Bildern der Orbiter erkennen wir gewaltige Canyons und Flussdeltas, deren Entstehung sich am besten durch die direkte Einwirkung von Oberflächenwasser erklären lässt. Die Analysen der bei den bisherigen Marsmissionen gewonnenen Daten haben gezeigt, dass sich auf dem Mars Minerale befinden, welche sich zumindestens auf der Erde nur in Verbindung mit Wasser bilden können. Ein Rätsel für die Wissenschaftler war hierbei allerdings immer das Fehlen eines ganz bestimmten Minerals, welches unter solchen ehemaligen Bedingungen eigentlich in größeren Mengen auftreten sollte.

Die Atmosphäre des Mars besteht gegenwärtig zu 95,3 Prozent aus Kohlendioxid. Außerdem treten noch 2,7 Prozent Stickstoff, etwa 1,6 Prozent Argon und Spuren von weiteren Gasen auf. Eine Welt, deren Klima durch Kohlendioxid und Wasser bestimmt wurde, sollte jedoch auch über deutlich erkennbare Karbonatablagerungen verfügen. Karbonate sind Salze der Kohlensäure, welche freigesetzt werden, sobald Kohlendioxid mit Wasser reagiert. Auf der Erde finden sich solche Karbonatvorkommen zumeist in Form von Kalziumkarbonat, welches besser unter der Bezeichnung Kalk bekannt ist. Als sich vor etwa 3,7 Milliarden Jahren ein Großteil der Marsatmosphäre aus bisher nicht genau bekannten Gründen verflüchtigte und das Oberflächenwasser aufgrund des dadurch bedingten Abfalls des Luftdrucks verdampfte, hätte sich das kohlensäurehaltige Wasser mit den im Boden vorkommenden Kalzium-, Eisen- und Magnesiumablagerungen verbinden und als Karbonat ablagern müssen. Trotzdem konnten im Verlauf der bisherigen Untersuchungen des Mars bis heute nur geringe Spuren dieses Minerals auf der Oberfläche des Mars nachgewiesen werden.

Im Jahr 2003 entdeckten Wissenschaftler bei der Auswertung von Spektrometerdaten des Orbiters Mars Global Surveyor erstmals geringe Mengen von Karbonaten auf der Marsoberfläche, welche im dortigen Staub enthalten waren. Im Dezember 2008 publizierte eine Wissenschaftlergruppe um Scott Murchie von der Johns Hopkins University einen weiteren Nachweis. Mit Hilfe des Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars (CRISM) an Bord der NASA-Sonde Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) konnte man Karbonatvorkommen innerhalb von intaktem Marsgestein nachweisen. Diese Vorkommen bedecken im Bereich des Nili Fossae eine Fläche von etwa 10 Quadratkilometern. Auch in der näheren Umgebung wurden bei diesen Messungen weitere Vorkommen entdeckt.

Ebenfalls im Jahr 2008 gelang ein weiterer Nachweis von Karbonaten, diesmal in der Nordpolregion des Mars. Die Auswertung der Messergebnisse des TEGA-Instruments an Bord des Marslanders Phoenix lassen hierbei auf einen Anteil von drei bis fünf Gewichtsprozenten von Kalziumkarbonat in den dort untersuchten Bodenproben schließen. Und auch bei der Analyse der von dem Marsrover Spirit gewonnenen Daten konnten im Sommer 2010 Karbonate nachgewiesen werden (Raumfahrer.net berichtete). All diese Karbonatnachweise waren jedoch lediglich regional begrenzt. Zudem handelte es sich bei den bisher auf dem Mars nachgewiesenen Karbonaten zumeist um Magnesiumkarbonat, welches sich beim Kontakt von glühendem Vulkangestein mit Wasserdampf bildet und dessen Existenz nicht als ein Beleg für größere Wasserflächen interpretiert wird.

Am 8. März 2011 wurden auf einem wissenschaftlichen Kongress in Houston/Texas, der diesjährigen Lunar and Planetary Science Conference (LPSC 2011), neue Forschungsergebnisse präsentiert. Die an der Untersuchung beteiligten Wissenschaftler berichteten, dass mit dem CRISM-Spektrometer an Bord des MRO erneut Karbonatvorkommen nachgewiesen werden konnten, welche sich diesmal allerdings ursprünglich tief unter der Marsoberfläche befunden haben. Die Planetologen vermuten, dass diese neu entdeckten Karbonatvorkommen lediglich ein kleiner Bestandteil einer größeren Sedimentschicht aus Karbonatmineralen ist, welche sich in mehreren Kilometern Tiefe unter der Oberfläche des Mars befindet. In dieser Schicht könnte auch ein Teil des Kohlenstoffdioxides abgelagert sein, welches in der planetaren Vergangenheit des Mars dessen deutlich dichtere Atmosphäre gebildet hat.

Der neue Nachweis von Karbonaten gelang am Rand des 467 Kilometer durchmessenden Huygens-Kraters, welcher sich bei etwa 14 Grad südlicher Breite und 304 Grad westlicher Länge am südöstlichen Rand des Terra Sabaea, einem der Hochländer auf dem Mars, befindet.

„Wir sind in der glücklichen Lage, an dieser Stelle etwas zu untersuchen, was sich zuvor tief unter der Planetenoberfläche verborgen hielt“, so der Planetologe James J. Wray von der Cornell University in Ithaca im US-Bundesstaat New York. Bei dem Impaktereignis, welches vor mehreren Milliarden Jahren zur Bildung des Huygens-Kraters führte, wurde Material aus bis zu fünf Kilometern Tiefe an die Planetenoberfläche befördert und in einem Wall um den Krater abgelagert. Durch einen späteren Impakt, welcher genau auf diesen Wall des Huygens-Kraters erfolgte, wurde dieses Material aus dem Marsuntergrund erneut freigelegt. Die Daten des CRISM-Spektrometers zeigen neben verschiedenen Karbonaten auch Lehmminerale, welche sich ebenfalls typischerweise in einer feuchten Umgebungen bilden. Hierbei konnten in erster Linie Eisen- und Kalziumkarbonate nachgewiesen werden.

Mit den jetzt in Houston präsentierten Forschungsergebnissen verdichten sich die Indizien für die Existenz einer in mehreren Kilometern Tiefe unter der Oberfläche des Mars liegenden Sedimentschicht aus Karbonaten, welche sich in der früheren Geschichte unseres Nachbarplaneten gebildet hat. Bereits vor fünf Monaten konnte ein anderes Wissenschaftlerteam mit Hilfe von CRISM-Messungen die gleichen Karbonate und Lehmminerale an einer rund 1.000 Kilometer nördlich gelegenen Stelle des Mars nachweisen. Wie auch im Fall der jetzigen Entdeckung gelang der damalige Nachweis im Bereich eines Impaktkraters, des Leighton-Kraters, wo Material aus dem Untergrund zutage gefördert wurde.

In ihrem damaligen Entdeckungsreport schlugen die beiden Hauptautoren Joseph Michalski vom Planetary Science Institute in Tucson/Arizona und Paul Niles vom Johnson Space Center der NASA in Houston/Texas vor, dass die von ihnen im Bereich des Leighton-Kraters nachgewiesenen Karbonate eventuell lediglich ein kleiner Teil einer viel größeren Karbonatschicht darstellen, welche im Laufe der Zeit unter vulkanischen Ablagerungen und Auswurfmaterial von Asteroideneinschlägen begraben wurde.

„Die große Bandbreite der von uns beobachteten Mineralienzusammensetzungen, darunter Eisen- und Kalziumkarbonate, kann nicht durch die Reaktionen von kleineren Wassermengen mit magmatischem Gestein erklärt werden“, so James J. Wray. Die von seinem Team nachgewiesenen Kalziumkarbonate findet man auf der Erde typischerweise als sedimentäre Ablagerungen auf dem Grund von Seen und Meeren. Das Vorhandensein der im Bereich der beiden Krater Huygens und Leighton nachgewiesenen Karbonate lässt sich seiner Meinung nach am besten mit einer in der Vergangenheit erfolgten Interaktion des in der Marsatmosphäre enthaltenen Kohlendioxides mit Gewässern auf der Planetenoberfläche erklären.

Diese Annahme ließe sich durch den Nachweis ähnlicher Ablagerungen an anderen Stellen des Mars erhärten. Unklar ist dabei noch, ob die hierfür notwendigen Bedingungen global auftraten oder ob sie lediglich regional begrenzt waren. Für eine entsprechende Suche lassen sich die Daten des CRISM-Spektrometers verwenden, welches bisher etwa 75 Prozent der Marsoberfläche in einer niedrigen Auflösung abgebildet hat. Dabei konnten an vielen Orten Lehm- und Tonablagerungen nachgewiesen werden, welche auch an den Fundorten der zuletzt nachgewiesenen Eisen- und Kalziumkarbonate auftreten. Besonders im Bereich von mittelgroßen Kratern sollten diese Lagerstätten jetzt nach der Meinung von James J. Wray mit einer höheren Auflösung weiter untersucht werden.

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• Planet Mars
• Mars Reconnaissance Orbiter (MRO)

Lunar and Planetary Science Conference 2011:

• Evidence for regional deeply buried carbonate-bearing rocks on Mars (engl.)

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Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: JPL, University of Arizona, Universität Bern, Science. Vertont von Peter Rittimger.

Die Dünenfelder, welche den Rand der nördliche Polarkappe des Mars in der Tiefebene Vastitas Borealis umgeben, bedecken mit etwa 845.000 Quadratkilometern eine Fläche, die über eine größere Ausdehnung als das Land Namibia im südwestlichen Afrika verfügt. Bislang, so Candice J. Hansen vom Planetary Science Institute in Tucson/ Arizona, gingen die Planetenforscher davon aus, dass sich diese ausgedehnten und anscheinend erstarrten Sanddünen bereits vor Milliarden von Jahren gebildet haben, als unser Nachbarplanet noch über eine dichte Atmosphäre mit entsprechend starken Winden verfügte. Seitdem, so die bisherige Meinung, hätten sich die Dünen kaum verändert.

Neue Bilder der „High Resolution Imaging Science Experiment“-Kamera (HiRISE) an Bord der von der amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebenen Raumsonde Mars Reconnaissance Orbiter erzählen jetzt jedoch eine andere Geschichte: „Die Dünen in der nördlichen Polarregion des Mars zeigen innerhalb nur eines Marsjahres erhebliche Veränderungen“, so die Aussage von Nicolas Thomas von der Abteilung Weltraumforschung und Planetologie an der Universität Bern und Mitglied des HiRISE-Teams.

Bei der Analyse der Aufnahmen stellte sich heraus, dass die Dünen in den höheren marsianischen Breiten durchaus deutlich erkennbaren Veränderungen unterliegen und somit keineswegs stark verkrustet oder gar zu Eis erstarrt sein können. Nach der Meinung der Planetologen ist eine Schicht aus gefrorenem Kohlendioxid, auch als Trockeneis bekannt, für die jährlich wiederkehrenden Erosionsprozesse an den Dünen verantwortlich. Das Kohlenstoffdioxid überzieht die gesamte Polarregion des Mars im Winter mit einer dichten, bis zu mehrere Meter dicken Schicht.

„Das gefrorene Kohlenstoffdioxid geht im Frühling vom festen in den gasförmigen Zustand über. Diese so genannte Sublimation destabilisiert den Dünensand, so dass es zu Sandlawinen kommt, und sich die Oberfläche neu strukturiert.“ Nicolas Thomas und sein Team von der Universität Bern werden diesen Prozess und das Ausmaß der dabei auftretenden Effekte demnächst auch in Computermodellen darstellen können.

Für die aktuelle Studie verglich das internationale Wissenschaftler-Team verschiedene HiRISE-Bilder, welche über einen Zeitraum von mehr als zwei Marsjahren, dies entspricht in etwa vier Erdjahren, aufgenommen wurden. Die drei nebenstehenden Bilder zeigen einen 285 x 140 Meter messenden Ausschnitt der Marsoberfläche am Rand der saisonalen Nordpolarkappe bei 84 Grad nördlicher Breite und 233 Grad östlicher Länge. Auf den Bildern ist der Kamm einer Sanddüne erkennbar. Das oberste Bild wurde am 17. Juni 2008 während des späten Frühlings aufgenommen, das unterste am 2. Juli 2010 während des Marssommers. Zu diesen Zeitpunkten war die abgebildete Region nicht mehr mit einer Schicht aus gefrorenen Kohlendioxid bedeckt. Die mittlere Aufnahme entstand am 23. Februar 2010 während des Marsfrühlings und zeigt eine immer noch mit Trockeneis bedeckte Planetenoberfläche.

Das Ausmaß der Erosion innerhalb von nur einem Marsjahres ist gemäss den Aussagen der beteiligten Forscher erstaunlich. An einigen Stellen sind dabei Hunderte von Kubikmetern Sand als Lawinen an Dünenhängen abgegangen, wodurch sich neue Rinnen und Sandschürzen gebildet haben. Die Unterseite der Eisschicht, welche sich in einem direkten Kontakt mit dem dunklen Boden befindet, erwärmt sich schneller als die Oberseite der Eisschicht. Das durch das Auftauen des gefrorenen Bodens freigesetzte Kohlendioxid wurde dabei vorübergehend unter der Eisschicht eingeschlossen. Mit zunehmenden Druck durchbrach das Gas schließlich die immer dünner werdende Eisschicht und destabilisierte dabei auch den an den Dünenhängen befindlichen Sand.

Besonders überraschend war für die Wissenschaftler die Feststellung, dass die Spuren vergangener Sandlawinen innerhalb von nur einem Marsjahre durch wellenförmige Verwehungen teilweise ausgelöscht werden können, denn die von Modellen der Marsatmosphäre vorhergesagten Windgeschwindigkeiten reichen eigentlich nicht aus, um Sandpartikel anzuheben oder in so kurzen Zeiträumen solche Veränderungen zu bewirken. Außerdem zeigen die Daten von Mars-Landeeinheiten wie den Marslander Viking 1, Viking 2 und Phoenix, dass starke Winde auf dem Mars anscheinend relativ selten auftretende Ereignisse sind.
Die Wissenschaftler vermuten deshalb, dass das polare Wetter aufgrund seiner auch jahreszeitlich bedingten hohen Temperaturunterschiede zwischen Tag und Nacht häufiger zu hohen Windgeschwindigkeiten führt. Sie erhoffen sich von zukünftigen Aufnahmen der HiRISE-Kamera weitere Erkenntnisse zur Rolle des Windes im gegenwärtigen Marsklima. Denn, so die Aussage von Alfred McEwen von der University of Arizona in Tucson/USA, das Verständnis heutiger Veränderungen ist ein wichtiger erster Schritt, um grundlegende Prozesse auf unserem Nachbarplaneten aufzudecken und zu verstehen, wie sich das Klima auf dem Mars während der vergangenen Jahrmilliarden verändert hat.

„In den Regionen, welche saisonal mit Kohlenstoffdioxid-Eis bedeckt sind, treten starke Aktivitäten auf. Hierbei handelt es sich um einen Prozess, den wir nicht auf der Erde studieren können. Es ist wichtig, die aktuellen Auswirkungen dieser ungewohnten Prozesse zu verstehen, damit wir sie nicht falsch assoziieren und unzutreffende Rückschlüsse auf das marsianische Klima ziehen“, so Alfred McEwen.

Insgesamt konnten die Wissenschaftler bei 40 Prozent der während der über einen Zeitraum von zwei Marsjahren beobachteten Dünen deutliche Veränderungen erkennen. Die Ergebnisse der hier kurz vorgestellten Studie wurden am 4. Februar 2011 in der Fachzeitschrift Science publiziert.

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