Phobos (Mond)

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I Phobos
Phobos colour 2008.jpg
Phobos in Farbe von Mars Reconnaissance Orbiter (2008)
Zentralkörper Mars
Eigenschaften des Orbits [1]
Große Halbachse 9378 km
Periapsis 9236 km
Apoapsis 9519 km
Exzentrizität 0,0151
Bahnneigung 1,075°
Umlaufzeit 0,3189 Tage
Mittlere Orbitalgeschwindigkeit 2,139 km/s
Physikalische Eigenschaften [1]
Albedo 0,07
Scheinbare Helligkeit 11,3 bis 14,8 mag
Abmessungen (26,8 × 22,4 × 18,4) km
Masse 1,072 · 1016[2] kg
Oberfläche ca. 6350 km²
Mittlere Dichte 1,887[3] g/cm³
Siderische Rotation 7,65384 h
Achsneigung
Fallbeschleunigung an der Oberfläche 4–8 · 10-3 m/s²
Fluchtgeschwindigkeit 10,3 bis 12,2 m/s
Oberflächentemperatur 163–268 K
Entdeckung
Entdecker

Asaph Hall

Datum der Entdeckung 18. August 1877
Anmerkungen Einfach gebundene Rotation.

Phobos (auch Mars I), von griech. Φόβος für „Furcht“, ist vor Deimos der größere der beiden natürlichen Satelliten des Planeten Mars. Benannt ist er nach Phobos, dem Sohn und Begleiter des griechischen Kriegsgottes Ares (lat. Mars).

Phobos wurde im Jahr 1877 zusammen mit Deimos vom US-amerikanischen Astronomen Asaph Hall am US Naval Observatory in Washington, D.C. entdeckt.[4]

Eigenschaften[Bearbeiten]

Die Umlaufbahnen von Phobos und Deimos
Größe und Geschwindigkeit von Phobos (rechts) und Deimos (links) im Vergleich (Beobachtet von Spirit)

Mit einer großen Bahnhalbachse von lediglich 9378 Kilometern bewegt sich Phobos weniger als 6000 km von der Marsoberfläche entfernt um den Planeten und benötigt für einen Umlauf nur 7 Stunden, 39 Minuten und 12 Sekunden. Seine Umlaufperiode ist somit wesentlich kleiner als die Periode der Marsrotation. Mit seinem rechtläufigen Umlaufsinn überholt er so die Marsoberfläche und geht dort – anders als die anderen Himmelskörper – im Westen auf und im Osten unter. Die Aufgänge beziehungsweise Untergänge erfolgen in einem Intervall von 11 Stunden 6 Minuten und 18 Sekunden, so dass sie pro Marstag zweimal, manchmal dreimal stattfinden. Die scheinbare Größe (bezogen auf den Durchmesser) von Phobos bei der Kulmination am Marsäquator entspricht etwa der Hälfte unseres Vollmondes. Die scheinbare Helligkeit des Vollphobos erreicht am Marsäquator bis zu −8,9 mag, also etwa ein Zwanzigstel der Vollmondhelligkeit.

Durch die große Nähe zum Mars kommt es bei jedem Umlauf des Phobos zu einer Mondfinsternis, sowie an bestimmten Orten auf der Marsoberfläche zu einem Durchgang des Phobos vor der Sonne, also zu einer (partiellen) Sonnenfinsternis. Die Sonnenfinsternisse sind niemals total, da der scheinbare Durchmesser der Sonne mit etwa 20 Bogenminuten deutlich größer ist als der des Phobos.

Die Bahnebene von Phobos ist nur 1,08° gegen die Äquatorebene seines Planeten geneigt. Im Unterschied zu Deimos liegt die Umlaufbahn von Phobos innerhalb der für die Gezeitenkräfte kritischen Roche-Grenze des Mars und nähert sich dem Planeten immer mehr. Der Abstand reduziert sich in einem Jahrhundert um 1,8 Meter, so dass der Trabant in etwa 50 Millionen Jahren abstürzen würde. Es wird jedoch vermutet, dass er durch die immer stärker werdenden Gezeitenkräfte vorher auseinanderbricht und einen Ring um den Planeten bilden wird, wie die Ringe um Saturn.

Phobos hat wie der Erdmond eine gebundene Rotation, das heißt, er wendet dem Mars immer dieselbe Seite zu. Der kleine Trabant ist ein sehr unregelmäßig geformter Körper, der näherungsweise als dreiachsiges Ellipsoid mit Achsen von 27, 22 und 19 Kilometern modelliert werden kann. Die längste Achse des Marsmondes zeigt durch die gebundene Rotation immer zum Planeten. Er weist eine mittlere Dichte von 1,887 g/cm³ (was wesentlich geringer als die des Mars ist) und ein Volumen von 5680 Kubikkilometern auf.[3] Er ist mit einer Staubschicht überzogen, dem sogenannten Regolith, wie er auch auf unserem Mond vorkommt.

Die Zusammensetzung ist unklar, am wahrscheinlichsten scheint kohlenstoffhaltiges Material, bedeckt mit ungefähr einem Meter Regolith (Zusammensetzung ähnlich dem Regolith des Erdmondes, bestehend aus Silizium, Sauerstoff und Eisen). Zudem könnte er kleine Mengen von Wasser oder Methan enthalten. Er zieht eine Spur von verdampfenden flüchtigen Elementen hinter sich her; am wahrscheinlichsten Wasser.[5]

Da die Zusammensetzung von Phobos grob als „steinig“ bezeichnet werden kann, würde ein Körper in einer oberflächennahen Umlaufbahn um Phobos etwa 144 Minuten für eine Umkreisung benötigen, nicht viel anders als bei der Erde. Dort wird auch vorgerechnet, dass die Bahngeschwindigkeit so eines Satelliten nur 33 km/h betragen würde. Ein auf Phobos gelandeter Astronaut könnte also einen Tennisball leicht in eine Umlaufbahn werfen.

Oberfläche[Bearbeiten]

Partielle Sonnenfinsternis durch Phobos, beobachtet von Opportunity auf der Marsoberfläche
Der zehn Kilometer große Krater Stickney auf Phobos, Aufnahme des Mars Reconnaissance Orbiter in (überbetonten) Falschfarben (2008)
Der Phobos-Monolith (rechts von der Mitte), aufgenommen vom Mars Global Surveyor (MOC Image 55103) 1998

Der größte und auffälligste Krater auf Phobos heißt Stickney, nach dem Geburtsnamen von Chloe Angeline Stickney Hall (1830–1892), der Ehefrau des Entdeckers von Phobos. Sie ermunterte ihren Mann bei der Suche nach den Marsmonden, als dieser schon aufgeben wollte.[6] Der Krater misst etwa 10 Kilometer im Durchmesser. Der verantwortliche Einschlag muss – ähnlich wie bei dem Krater Herschel auf Mimas – den kleinen Mond beinahe zerrissen haben.

Weitere, nach bekannten Astronomen benannte Krater auf Phobos sind:

Ferner besitzt Phobos einen nach Johannes Kepler (1571–1630) benannten Gebirgskamm namens Kepler Dorsum (lateinisch für „Kepler-Rücken“).

Ein kleines, aber dennoch auffälliges Oberflächenmerkmal ist der sogenannte Phobos-Monolith, der sich scharf von seiner Umgebung abzeichnet und sich in der Nähe des Stickney-Kraters befindet.

Entstehungsgeschichte[Bearbeiten]

Stickney in einer Schwarzweiß-Aufnahme von Mars Global Surveyor (2003)

Seine Entstehungsgeschichte ist unklar. Aufgrund seiner unregelmäßigen Form wurde – wie auch im Fall von Deimos – allgemein angenommen, dass er ein von Mars eingefangener Asteroid ist, der im äußeren Asteroidengürtel entstanden wäre. Vieles deutet darauf hin, dass Phobos ein sogenannter Rubble Pile ist, ein Schuttkörper, der nur durch Gravitation zusammengehalten wird.[2]

Durch zwei unabhängige Auswertungen von Messungen der ESA-Sonde Mars Express und der NASA-Sonde Mars Global Surveyor im Jahr 2010 wird nun auch in Betracht gezogen, dass Phobos aufgrund eines Zusammenstoßes entstanden sein könnte: Krustenmaterial wurde durch einen Asteroideneinschlag auf dem Mars in dessen Umlaufbahn geschleudert, wo es sich agglomerierte. Das Material ist zudem sehr porös und weniger dicht als ein Asteroid. Auch wird diskutiert, ob Phobos der Überrest eines älteren, zerstörten Mondes ist.[7]

Erforschung[Bearbeiten]

Phobos in einer Aufnahme von Viking Orbiter 1 (1978)

Aufgrund seiner großen Nähe zum Mars ist Phobos im Fernrohr nur schwer zu erkennen, da er vom Mars förmlich überstrahlt wird. Sein Winkelabstand beträgt während einer durchschnittlichen Opposition des Mars nur maximal 16 Bogensekunden von der Planetenoberfläche, der Planet ist aber über 13 Größenklassen, das heißt, mehr als 200.000 mal heller als sein Mond.[8] So wurde er erst im Jahre 1877 von Hall entdeckt.

Erste Nahaufnahmen von Phobos entstanden 1971 durch Mariner 9 und 1977 durch Viking 1. Für den 1980 auf die Erde gefallenen Meteoriten Kaidun wurde Phobos als möglicher Ursprungskörper vorgeschlagen. Sollte das der Fall sein, würde Phobos hauptsächlich aus einem den kohligen CR-Chondriten entsprechenden Material bestehen.

Die sowjetischen Sonden Fobos 1 und 2 sollten 1988/1989 auf dem Trabanten landen; bei Fobos 2 sollte außerdem ein „Springer“ mit einem raffinierten Mechanismus auf dem Mond „umherhüpfen“. Beide Sonden gingen jedoch verloren, bevor sie ihr Ziel erreichten. Allerdings konnten sie Gasausbrüche auf Phobos feststellen. Wo diese herrühren, ist unbekannt; eventuell war es Wasserdampf. Nach Fobos 2 lieferte im Jahr 2003 die Sonde Mars Global Surveyor weitere Nahaufnahmen von Phobos.

Am 8. November 2011 startete Russland die Mission Fobos-Grunt, die auf Phobos Bodenproben sammeln und zur Erde bringen sollte. China beteiligte sich an dieser Mission mit einer eigenen Marssonde Yinghuo-1. Die Zündung des Triebwerks, das die Sonde aus dem Erdorbit auf Marskurs bringen sollte, misslang jedoch[9]. Am 15. Januar 2012 trat die Sonde in die Erdatmosphäre ein und verglühte über dem Ostpazifik.

Für die Zukunft sind die aus zwei Sonden bestehende Mission Prime der Canadian Space Agency sowie die Mission Asaph der NASA geplant.[10]

Kulturgeschichte[Bearbeiten]

Die Existenz von zwei kleinen und derart marsnahen Monden wurde rein fiktiv bereits 1727 von Jonathan Swift erwähnt, im dritten Teil von Gullivers ReisenLemuel Gulliver –, lange vor ihrer Entdeckung durch Asaph Hall. In dem Buch wird erzählt, die laputanischen Astronomen würden „zwei kleinere Sterne oder Satelliten kennen, die um den Mars laufen; davon ist der innerste vom Mittelpunkt des Planeten genau drei, der äußerste fünf seiner Durchmesser entfernt; ersterer vollendet seinen Umlauf im Zeitraum von zehn, letzterer in einundzwanzigeinhalb Stunden“.

Diese Geschichte floss 1750 in Voltaires Roman Micromégas ein, in dem ein Riese vom Stern Sirius unser Sonnensystem besucht.

Bemerkenswert ist diese Vorwegnahme nicht nur wegen der Ähnlichkeit in Bezug auf die Bahngrößen und Umlaufzeiten, sondern auch, weil alle anderen bis dahin bekannten Monde (der Erdmond, die Galileischen Jupitermonde und der Saturnmond Titan) wesentlich längere Umlaufzeiten aufweisen und damit nur schwer als Vorlage in Frage kommen.

Der US-amerikanische Elektronikmusiker Larry Fast widmete den beiden Marsmonden Phobos und Deimos die 1978 auf seinem Album Cords erschienene Komposition Phobos And Deimos Go To Mars.

Phobos und Deimos sind Schauplätze des bekannten Computerspiels Doom von 1993. Bereits 1986 erschien das Textadventure Leather Goddesses of Phobos.

1997 war Phobos der Titel eines Albums der Band Voivod. In Interviews sagte Michel Langevin, Schlagzeuger der Band, dass der Mond aufgrund der Tatsache, dass er in einigen Millionen Jahren wegen seiner Umlaufbahn auf den Mars stürzen werde, eine perfekte Metapher für die Furcht vor dem eigenen Untergang sei.[11]

Weblinks[Bearbeiten]

 Commons: Phobos – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. a b NASA Mars Fact Sheet, Apsiden, Bahngeschwindigkeit, Oberfläche und Helligkeit daraus berechnet.
  2. a b Massebestimmung durch Ablenkung von Mars Express (2008)
  3. a b http://www.dlr.de/mars/DesktopDefault.aspx/tabid-207/422_read-13776/ Neue Erkenntnisse über den Marsmond Phobos (DLR; 16. Oktober 2008)
  4. Stuart Clark: Cheap flights to Phobos. New Scientist, 30. Januar 2010, S. 29
  5. http://www.neunplaneten.de/nineplanets/phobos.html
  6. Manfred Holl: Asaph Hall (1829-1907)
  7. http://www.wissenschaft.de/wissenschaft/news/311985.html
  8. Berechnet aus Abständen zur Marsoberfläche nach Angaben in den Datentabellen des Artikel Mars (Planet) und dieses Artikels.
  9. Marssonde im Erdorbit gefangen bei Raumfahrer.net, zuletzt abgerufen 10. November 2011
  10. „Auf zum Mars“, Astronomie heute, September 2007
  11. Wolf-Rüdiger Mühlmann: Die Macht der Maschine, Interview mit Michel Langevin, Rock Hard Nr. 124, 1997