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Roter Planet: Curiosity erkundet Eigenschaften der Marsatmosphäre

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Der Anfang August 2012 auf dem Roten Planeten gelandete Rover Curiosity erkundet nicht nur die Gesteine und Böden der Marsoberfläche, sondern untersucht auch detailliert die Eigenschaften und die chemische Zusammensetzung der dünnen Marsatmosphäre. Auf der Generalversammlung der "European Geosciences Union" (EGU), die vom 7. bis zum 12. April 2013 in Wien stattfindet, gaben Mitglieder des Wissenschaftlerteams von Curiosity erste Ergebnisse bekannt.

Mit Hilfe des Instruments SAM (Sample Analysis at Mars) bestimmten Forscher um Christopher Webster am Jet Propulsion Laboratory die isotopische Zusammensetzung der Hauptgase der Marsatmosphäre, darunter auch das Edelgas Argon. Isotope sind Varianten ein und desselben Elements und unterscheiden sich lediglich in der Masse ihrer Atomkerne, genauer in der Zahl der Neutronen im Kern. Die Forscher stellten fest, dass das Verhältnis der beiden stabilen Isotope Argon-36 zu Argon-38 rund 4,2 beträgt. Dieses Verhältnis ist sehr viel niedriger als das in der Sonne beobachtete von 5,5 (Erde: 5,3). Das solare Isotopenverhältnis spiegelt nach Ansicht der meisten Kosmochemiker den ursprünglichen Wert aus der Entstehungszeit des Sonnensystems vor rund 4,6 Milliarden Jahren wider.

Das jetzt auf dem Mars ermittelte Isotopenverhältnis ist sehr viel genauer als die alten, noch sehr unpräzisen Analysen der beiden Viking-Landesonden aus dem Jahr 1976 und stimmt mit den Ergebnissen überein, die an Marsmeteoriten gewonnen wurden. Die neue Messung bestätigt die Annahmen der Planetenforscher, dass der Rote Planet in seiner Frühzeit eine sehr viel dichtere Atmosphäre besaß als heute. Durch seine recht schwache Anziehungskraft und das Fehlen eines planetaren Magnetfelds konnte der Sonnenwind, ein von unserem Tagesgestirn ausgehender Strom geladener Partikel, einen Großteil der Marsatmosphäre nach und nach davonblasen. Dabei ging das leichtere Isotop Argon-36 bevorzugt verloren, so dass sich das schwerere Argon-38 gegenüber dem solaren Verhältnis anreicherte. Heute beträgt der atmosphärische Druck auf dem Mars mit rund sieben Millibar weniger als ein Prozent des irdischen Luftdrucks. Sushil Atreya, ein Wissenschaftler des SAM-Teams vermutet, dass der Rote Planet in den letzten vier Milliarden Jahren rund 85 bis 95 Prozent seiner usprünglichen Atmosphäre verloren hat.

Mit der "Rover Environmental Monitoring Station" (REMS) wird seit der Landung das Wettergeschehen auf dem Mars registriert. Seit dem Aufsetzen vor rund acht Monaten ist die Lufttemperatur am Landeplatz stetig angestiegen, unabhängig von der exakten Position des Rovers. Sehr unstetig verhält sich die Luftfeuchte, der Gehalt an Wasserdampf ist je nach Standort sehr unterschiedlich und bedarf weiterer Messungen. Mit REMS gelang auch der Nachweis von kurzen Wirbelwinden, allerdings sind diese nicht so ausgeprägt wie die von den Vorgängersonden Spirit und Opportunity beobachteten Staubteufel.

Derzeit führt Curiosity systematische Messungen der Wetterbedingungen an einem festen Standort durch, da sich der Mars der Konjunktion zur Sonne nähert. Dann steht er von uns aus gesehen sehr dicht beim Tagesgestirn, dessen natürliche Radiostrahlung die Kommunikation von und zum Mars stark stört. Daher arbeitet der Marsrover seit dem 4. April 2013 für rund einen Monat nach einem im März hochgeladenen Programm und speichert den größten Teil der dabei gesammelten Daten für eine spätere Übermittlung zur Erde. Erst Anfang Mai wird wieder direkter Funkkontakt mit Curiosity aufgenommen.

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