Die langlebigste Mars-Mission der NASA hat ihren ersten Blick auf den Marsmond Phobos geworfen und durch dessen Untersuchung in infraroten Wellenlängen tiefere Erkenntnisse gewonnen.
Die THEMIS-Kamera (Thermal Emission Imaging System) an Bord des NASA-Orbiters Mars Odyssey beobachtete Phobos am 29. September 2017. Wissenschaftler haben optische Wellenlängen und Infrarotdaten kombiniert, um ein nach Oberflächentemperaturen farbcodiertes Bild dieses Mondes zu erstellen, der als Außenposten für zukünftige potenzielle bemannte Missionen in Betracht gezogen wird.
„Ein Teil der beobachteten Region auf Phobos lag in Dunkelheit, ein anderer im morgendlichen Tageslicht“, sagte die stellvertretende Leiterin der THEMIS-Kamera Victoria Hamilton vom Southwest Research Institute in San Antonio (Texas).
Auf dem Bild erkennt man von links nach rechts eine Abfolge der Tageszeiten auf dem Marsmond, beginnend vor der Morgendämmerung über den Sonnenaufgang bis hin zu längeren Tageszeiten nach der Morgendämmerung. Das liefert Informationen darüber, wie schnell sich der Boden erwärmt, was wiederum mit der Struktur der Oberfläche in Zusammenhang steht. Wie barfüßige Strandspaziergänger bestätigen können, wird Sand schneller warm oder kühlt schneller ab als Gestein oder der Bürgersteig.
„Ein Gebiet mit Dunkelheit vor der Morgendämmerung in die Beobachtung einzuschließen, ist sinnvoll, weil all die Wärme aus dem Sonnenlicht des vorangegangenen Tages hier ihr Minimum erreicht hat“, sagte Hamilton. „Wenn man von diesem Gebiet in das Gebiet der Morgendämmerung geht, kann man das Erwärmungsverhalten beobachten. Wenn es sich sehr schnell erwärmt, ist es wahrscheinlich nicht sehr felsig sondern stattdessen reich an Staub.“
Phobos hat eine längliche Form mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 22 Kilometern. Kameras an Bord anderer Mars-Orbiter haben bereits zuvor hochauflösende Bilder von Phobos gemacht, aber keine mit den Infrarotdaten, die von THEMIS gesammelt werden. Beobachtungen in mehreren thermalinfraroten Bändern können Informationen über die mineralogische Zusammensetzung der Oberfläche und die Oberflächenstruktur liefern.
Eine wichtige Frage zu Phobos und dem noch kleineren Marsmond Deimos ist, ob sie eingefangene Asteroiden sind, oder ob sie vom Mars stammen und durch Einschläge in den Weltraum katapultiert wurden. Informationen von THEMIS könnten helfen, ihren Ursprung zu bestimmen.
Weil Mars Odyssey im Jahr 2001 mit der Umkreisung des Planeten begann, hat THEMIS zwar Daten zur Zusammensetzung und den Thermaleigenschaften des gesamten Mars gesammelt, aber bisher nie irgendeinen der Marsmonde abgebildet. Die Beobachtung vom 29. September 2017 wurde durchgeführt, um sicherzustellen, dass die Raumsonde dies im Rahmen einer möglichen Beobachtungsreihe von Phobos und Deimos in den kommenden Monaten gefahrlos machen kann.
Im normalen Betriebsmodus richtet der Orbiter die THEMIS-Kamera gerade nach unten, während er den Mars umkreist. Im Jahr 2014 entwickelte das Missionsteam von Lockheed Martin Space Systems in Denver (Colorado) und vom Jet Propulsion Laboratory in Pasadena (Kalifornien) mit dem THEMIS-Team der Arizona State University in Tampe Prozeduren, um die Raumsonde zu drehen. So konnte die Kamera nach oben blicken und Aufnahmen eines Kometen machen, der in der Nähe des Mars vorbeiflog. Die Teams haben diese Prozeduren für die Abbildung der Marsmonde angepasst.
„Wir haben jetzt die Möglichkeit, die Raumsonde für THEMIS-Beobachtungen zu drehen“, sagte der Mars-Odyssey-Projektwissenschaftler Jeffrey Plaut vom JPL. „Es gibt ein wachsendes Interesse an Phobos aufgrund der Möglichkeit, dass Astronauten ihn in Zukunft vielleicht als Außenposten nutzen könnten.“
Jetzt, da die ersten Beobachtungen abgeschlossen sind, nehmen die Pläne für weitere Beobachtungsgelegenheiten der unterschiedlichen Mondphasen von Phobos und Deimos Gestalt an.
„Wir wollen Beobachtungen unter allen möglichen Lichtbedingungen machen – volles Tageslicht, eine kleine Sichel und während einer Finsternis“, sagte Hamilton. „Wir hoffen, dass dies die erste von mehreren Beobachtungen sein wird, die uns helfen werden, Phobos und Deimos zu verstehen.“
(THK)
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