Marsmond Phobos

Phobos (Courtesy of NASA / JPL / MSSS)
Phobos (Courtesy of NASA / JPL / MSSS)
Phobos ist der größere der beiden Marsmonde. Wegen seiner sehr unregelmäßigen Form kann man keinen allgemein gültigen Durchmesser angeben, wie es bei Planeten oder großen Monden der Fall ist. Daher reduziert man die Form solch kleiner Monde auf einen dreiachsigen Ellipsoiden und gibt jeweils die längsten Strecken seiner Achsen an. Phobos misst 26,8 * 22,0 * 18,4 Kilometer und befindet sich in einer gebundenen Rotation um seinen Zentralplaneten, das heißt, der kleine Mond dreht dem Mars immer dieselbe Seite zu, so wie beim Erde-Mond-System. Phobos Abstand von der Marsoberfläche beträgt weniger als 6.000 Kilometer, was eine relativ kurze Umlaufzeit zur Folge hat. Für eine Umkreisung benötigt er 7 Stunden, 39 Minuten und 12 Sekunden, also deutlich weniger als die Eigenrotationsperiode des Mars. Während eines Marstages kann man bis zu drei Phobosaufgänge, beziehungsweise -untergänge beobachten. Die Nähe zwischen Phobos und Mars ist zusammen mit der geringen Bahnneigung des Mondes der Grund dafür, dass praktisch bei jedem Umlauf eine Sonnenfinsternis und eine Mondfinsternis stattfindet.
Das obige Bild hat der Mars Global Surveyor am 1. Juni 2003 gemacht. Zum Zeitpunkt der Aufnahme war die Raumsonde 9.670 Kilometer von Phobos entfernt. Man sieht hier die vom Mars abgewandte Seite des Mondes, auf der einige Krater und andere Oberflächenstrukturen, vor allem langgezogene Furchen, zu erkennen sind.
Detailausschnitt vom Krater "Stickney" (Courtesy of NASA / JPL / MSSS)
Detailausschnitt vom Krater "Stickney" (Courtesy of NASA / JPL / MSSS)
Krater "Stickney" (Courtesy of NASA / JPL)
Krater "Stickney" (Courtesy of NASA / JPL)

Oben rechts: Oben rechts: Der bei weitem größte Krater auf Phobos ist Stickney mit einem Durchmesser von zehn Kilometern. Der Einschlag des Objekts muss den Mond fast zerstört haben.

Oben links: Ein hochaufgelöstes Bild einer Kraterwand von Stickney, aufgenommen am 19. August 1998 vom Mars Global Surveyor. Das Foto enthüllt helle und dunkle Staubschlieren, welche die Abhänge am Rand des Kraters hinunterrutschen, angezogen von dem sehr geringen Gravitationsfeld des Mondes. Dies deutet darauf hin, dass Phobos aus Materialien mit unterschiedlicher Zusammensetzung aufgebaut ist. Die Oberfläche selbst ist wie beim Erdmond von einer Schicht aus Regolith bedeckt, die mit einer Dicke von etwa einem Meter im Vergleich zum Erdmond aber wesentlich dünner ist.

Farbaufnahme von Phobos (Courtesy of NASA / JPL-Caltech / Univ. of Arizona)
Farbaufnahme von Phobos (Courtesy of NASA / JPL-Caltech / Univ. of Arizona)
Links: Die HiRISE-Kamera des Mars Reconnaissance Orbiters wurde am 23. März 2008 auf Phobos gerichtet und nahm ihn aus einem Abstand von 6.800 Kilometern in Farbe auf. Der auffällige Krater Stickney befindet sich am rechten Rand des Mondes. Die zusätzlichen Farbinformationen geben Details preis, die auf Schwarz-Weiß-Fotos gar nicht oder nur unzureichend zu sehen sind. Beispielsweise erscheinen manche Bereiche in den Randgebieten von Stickney bläulicher, was auf eine jüngere Oberfläche hindeutet. Man erkennt auch einige Mulden, die radial von Stickney auszugehen scheinen. Beobachtungen mit der ESA-Sonde Mars Express lassen aber vermuten, dass die Mulden nicht in direkter Verbindung zu der Entstehung Stickneys stehen. Die Mulden entstanden möglicherweise, als große Asteroiden auf dem Mars einschlugen und Trümmer des ausgeworfenen Materials ihrerseits auf Phobos trafen. Auch auf diesem Bild sieht man die dunklen Schlieren an den inneren Rändern von Stickney und mehreren anderen großen Kratern.

Die Entstehung von Phobos war lange Zeit Gegenstand heftiger Debatten. Die Theorien reichten von einem eingefangenen Asteroiden bis zu dem Relikt eines katastrophalen Asteroideneinschlags auf dem Roten Planeten. Nun deuten neue Ergebnisse auf ein ganz bestimmtes Szenario hin. Spektrografische Beobachtungen der Raumsonden Mars Express und Mars Global Surveyor zeigen, dass der unregelmäßig geformte Mond offenbar durch Re-Akkretion von Trümmern unterschiedlichster Größe entstand. Seine berechnete Dichte liegt bei nur etwa 1,86g/cm3, was eine schwammartige Struktur voraussetzt. Demnach klumpten – bedingt durch die höhere Schwerkraft – zunächst große Gesteinsbrocken zusammen. Daran lagerten sich kleinere Trümmer an, ohne die entstandenen Hohlräume vollständig aufzufüllen. Dieser Prozess ging so weiter, bis sich schließlich die äußere, feine Regolithschicht von Phobos gebildet hatte. Berechnungen zufolge sind zwischen 25 und 45 Prozent des Mondes hohl. Diese Anomalien waren schon länger bekannt und es gab ein paar ziemlich kuriose Theorien darüber. Beispielsweise soll Phobos eigentlich eine gigantische Raumstation einer vergangenen Marszivilisation sein. Stichhaltige Beweise für diese Theorie gibt es natürlich nicht.