Sonntag, 26. Juni 2022

Arabische Mars-Mission
Forschende finden bisher unbekannten Typ von Polarlichtern

Seit dem Frühjahr 2021 erforscht erstmals eine arabische Mission den roten Planeten. Sie kann die Atmosphäre des Mars alle acht bis neun Tage komplett vermessen. Entdeckt wurde so ein bisher unbekannter Typ von Polarlichtern, der wurmartig leuchtet und sich über tausende Kilometer erstreckt.

Von Karl Urban | 27.05.2022

Die Raumsonde "al-Amal" der Vereinigten Arabischen Emirate umkreist den Mars ein Jahr lang umkreisen und nimmt Bilder von der Oberfläche zu unterschiedlichen Tageszeiten auf.
Al Amal ist die Sonde der ersten arabischen Mars-Mission. Übersetzt bedeutet der Name "Hoffnung". (Copyright: emiratesmarsmission.ae)
Auf einer Tagung der Europäischen Geowissenschaftlichen Union in Wien haben die arabischen Forschenden die ersten Ergebnisse vorgestellt. Hessa Al Matroushi ist wissenschaftliche Leiterin der Raumsonde Al Amal, was übersetzt Hoffnung bedeutet. Damit die Mission mehr liefert als ein Signal des Aufbruchs, arbeitete das Team aus den Vereinigten Arabischen Emiraten von Anfang an eng mit renommierten Marsforschern weltweit zusammen.
Mehrere Institute in den USA lieferten wissenschaftliche Instrumente, die Daten werden spätestens nach drei Monaten frei verfügbar gemacht. Und auch das wissenschaftliche Ziel der Mission richtet sich auf einen Teil des Roten Planeten, der bislang in der Forschung eher vernachlässigt wurde. Es ist die dünne Atmosphäre, die vor allem aus CO2 besteht.

Daten zu unterschiedlichen Tageszeiten fehlten

Hessa Al Matroushi erklärt die Vorgehensweise: „Wir haben nach wissenschaftlichen Lücken gesucht und dabei festgestellt, dass die meisten Raumsonden zwar globale Bilder der Oberfläche unter guten Lichtverhältnissen geliefert haben, aber dadurch die Atmosphäre über einem Punkt immer zur gleichen Tageszeit untersucht wurde, zum Beispiel täglich um 14 Uhr und um 2 Uhr nachts. Aber was passiert dazwischen, was ändert sich? Diese Information gab es nicht. Natürlich können Rover solche kontinuierlichen Daten liefern, aber denen fehlt wiederum der globale Blickwinkel.“
Der Orbit von Al Amal unterscheidet sich deshalb von den bisher am Mars operierenden Sonden. Die Raumsonde der Emirate kann alle acht bis neun Tage die Atmosphäre des Mars komplett vermessen, vom Boden bis an den Rand des Weltraums, bei Tag - genauso wie bei Nacht. Dort fanden die Forschenden jetzt einen bisher unbekannten Typ von Polarlichtern. „Sie sehen wie Würmer aus, die aber aus angeregten Elektronen bestehen und sich in der oberen Atmosphäre befinden. Sie erstrecken sich über tausende Kilometer, das ist herrlich! Und sie reichen von der Tagseite bis auf die Nachtseite des Mars.“

Tausende Kilometer von Polarlichtern

Zwar waren schon früher vereinzelt Polarlichter auf dem Mars nachgewiesen worden, doch der Sensor für UV-Licht an Bord von Al Amal registrierte sie in über 60 Prozent der Messzeit. Bisher war man davon ausgegangen, dass die Polarlichter auf dem Mars vor allem über den wenigen Regionen der Oberfläche entstehen, die aus magnetischem Gestein bestehen. Die langen wurmartigen Leuchterscheinungen sind davon aber unabhängig – und wohl ein ganz neuer Polarlichttyp.
Mit einem anderen, bisher kaum verstandenen Effekt in der Atmosphäre beschäftigte sich Siteng Fan von der Sorbonne-Universität in Paris. Es geht um Gezeitenwinde, die durch enorme Temperaturschwankungen der dünnen Marsluft entstehen. „Die Temperatur an der Marsoberfläche kann über einen Tag um einige Dutzend Grad schwanken, weil die Atmosphäre sehr dünn ist und nur wenig Wärmeenergie speichert. Diese starke und schnelle Schwankung regt Gezeitenwinde an, die wir zum ersten Mal genau vermessen konnten. In größeren Höhen, wo die Luftdichte noch geringer ist, ist dieser Effekt sogar noch stärker, was wiederum die Wolkenbildung und den Transport von Staub beeinflusst.“

Langer Weg zur Wettervorhersage für den Mars

Das Wettergeschehen auf dem Mars zeigt zwar einige Ähnlichkeiten mit der Erde, im Detail unterscheidet es sich aber deutlich. Dazu gehören längliche Wolken aus Eiskristallen, die sich schon mal über tausende Kilometer ausbreiten oder Staubstürme, die alle paar Jahre den ganzen Planeten einhüllen. Al Amal soll den Roten Planeten mindestens ein Marsjahr lang beobachten, doch bis zur ersten zuverlässigen Wettervorhersage ist der Weg laut Hessa Al Matroushi noch weit.
Sie hofft deshalb, dass die Atmosphärenmission noch viele Jahre weiterarbeiten kann.„Kein Marsjahr gleicht dem anderen. Selbst wenn wir jetzt eine gute Fallstudie für das aktuelle Marsjahr haben, und ich darauf basierend Vorhersagen machen kann, muss nicht jedes Marsjahr genauso aussehen. Es gibt immer etwas Neues zu lernen.“