Mit dem DLR auf Marsexpedition

Flug über die Nordpoleiskappe des Planeten

Wie eine gigantische Spirale aus Eis und Schnee sieht sie aus, die Nordpoleiskappe des Mars. Dunkle Gräben, in denen sich durch Wind transportierter Staub und Ablagerungen angesammelt haben, wechseln sich ab mit weißen, eisbedeckten Hügeln. Ein besonders auffälliger Graben ist Chasma Boreale, der in der Mitte des Films zu sehen. Dieser simulierte Überflug über den Nordpol zeigt die permanente Eiskappe und das Tal Chasma Boreale. Die für dieses Video verwendeten Bilder stammen von der vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) betriebene Kamera HRSC (High Resolution Stereo Camera) an Bord der ESA-Raumsonde Mars Express.

Das bis zu 100 Kilometer breite und 500 Kilometer lange Tal schneidet sich zwei Kilometer tief in die Nordpoleiskappe ein. Am Boden von Chasma Boreale sind dunkle Ablagerungen zu erkennen. Das sind zumeist Dünen aus schwarzem Sand, der durch Wind in die Schlucht transportiert wurde. Die Entstehung von Chasma Boreale ist noch ungeklärt: Die Struktur könnte durch die wechselweise Ablagerung von Eis und Staub gebildet worden sein, durch Schmelzprozesse oder durch Windabtragung.

Luftdruckschwankungen verursachen Staubstürme

Die im Video gezeigte permanente Eiskappe des Marsnordpols hat einen Durchmesser von etwa 1100 Kilometern und ragt bis zu drei Kilometer über die umliegende Ebene auf. Sie wird auch als Sommereiskappe bezeichnet und besteht überwiegend aus Wassereis. Während des sechsmonatigen Marswinters bildet sich über der permanenten Wassereiskappe eine zusätzliche Schicht aus Kohlendioxideis (Trockeneis), da das gasförmige Kohlendioxid der Marsatmosphäre bei Temperaturen unterhalb minus 120 Grad Celsius aus der Atmosphäre ausfällt (also die Kohlendioxid-Eiskristalle aus der Marsatmosphäre auf den Boden rieseln) und als festes Kohlendioxideis die bestehenden Strukturen überdeckt. Diese Kohlendioxid-Wintereiskappe ist dann nur ungefähr einen Meter dick. Da Kohlendioxid jedoch der Hauptbestandteil der Marsatmosphäre ist, fällt der Luftdruck im Marswinter deutlich ab, da bis zu einem Drittel des atmosphärischen Kohlendioxids als Eis gebunden in der Polkappe abgelagert wird. Die dadurch entstehenden jahreszeitlichen Luftdruckschwankungen verursachen auf der ganzen Nordhalbkugel des Planeten große Staubstürme, durch die das Luftdruckgefälle wieder ausgeglichen und auch der Staub über die gesamte Marsoberfläche verteilet wird.

Der Winter auf dem Mars dauert ungefähr doppelt so lange wie der Winter auf der Erde, da unser Nachbarplanet weiter von der Sonne entfernt ist und somit fast zweimal so lange für eine Umrundung benötigt. Die Ursache hierfür ist wie auf der Erde eine um 25 Grad geneigte Rotationsachse. Da die Nordpoleiskappe des Mars im Winter typischerweise in dicke Kohlendioxidwolken eingehüllt ist, kann sie zu dieser Jahreszeit durch die Kamera HRSC nur schlecht abgebildet werden. Die in diesem Video verwendeten Aufnahmen stammen daher überwiegend aus den Sommerhalbjahren.

Das Video vom Flug können Sie auf der Webseite des DLR anschauen.

Bildverarbeitung
Das diesem Video zugrunde liegende HRSC-Mosaik wurde aus 32 einzelnen Bildstreifen zusammengesetzt (1154, 1177, 1219, 1291, 1394, 1745, 3663, 3681, 3685, 3695, 5483, 5775, 5784, 5796, 5808, 5810, 5818, 5824, 5827, 5838, 5853, 5864, 5867, 5900, 5904, 5963, 6007, 6229, 8042, 8080, 8153, 8160). Der Bildausschnitt liegt bei 0 Grad bis 360 Grad östlicher Länge und etwa 78 Grad bis 90 Grad nördlicher Breite. Das Farbmosaik wurde aus dem senkrecht auf die Marsoberfläche gerichteten Nadirkanal und den Farbkanälen der HRSC erstellt. Das Mosaikbild wurde mit topographischen Informationen des Mars Orbiter Laser Altimeter (MOLA) Experiments an Bord der NASA-Raumsonde Mars Global Surveyor (MGS) kombiniert, so dass eine dreidimensionale Landschaft entsteht. Die globale Mars-Ansicht basiert auf dem Viking MDIM 2.1 Farbmosaik. Mitarbeiter der Fachrichtung Planetologie und Fernerkundung der Freien Universität Berlin erstellten aus den Bilddaten diesen animierten Überflug über die Nordpoleiskappe. Die systematische Prozessierung der Daten erfolgte am DLR-Institut für Planetenforschung in Berlin-Adlershof.

Kontakte:

Elke Heinemann
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
Tel.: +49 2203 601-2867
Fax: +49 2203 601-3249
elke.heinemann@dlr.de

Prof. Dr. Ralf Jaumann
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
Institut für Planetenforschung, Planetengeologie
Tel.: +49 30 67055-400
Fax: +49 30 67055-402
ralf.jaumann(at)dlr.de

Ulrich Köhler
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
DLR-Institut für Planetenforschung
Tel.: +49 30 67055-215
Fax: +49 30 67055-402
ulrich.koehler(at)dlr.de