Mars

De planeet Mars

Mars is een vrij kleine planeet. Hij heeft een middellijn van 6.794 kilometer. Dat is slechts iets groter dan de helft van de middellijn van de aarde. De zwaartekracht aan het oppervlak van de planeet bedraagt 0,38. Iemand die op aarde 40 kilogram weegt, zou op Mars 0,38 x 40 = ruim 15 kilogram wegen.

De planeet Mars heeft altijd erg tot de verbeelding van de mensen gesproken. Door zijn rode kleur, de kleur van bloed, werd hij bijna altijd in verband gebracht met oorlogen en rampen. De Babyloniërs noemden de planeet de «ster des doods».

Hogepriesters in het oude Syrië offerden in hun roodge schilderde tempels zelfs mensen aan Mars. De Grieken noemden hem Ares naar hun god van de oorlog en het waren de Romeinen die hem omdoopten tot Mars, hun oorlogsgod.

In de tweede helft van de 19de eeuw nam de beroemde Italiaanse sterrenkundige Giovanni Schiaparelli op Mars kris-kras door elkaar lopende lijnen waar in de heldere gebieden op de planeet. Toen hij zijn waarnemingen bekend maakte, had hij het over «canali» of geulen, die volgens hem op natuurlijke wijze ontstaan moesten zijn. Veel mensen, ook sterrenkundigen, gingen het echter al gauw hebben over kanalen en al spoedig werd gedacht dat er op de planeet intelligent leven voor kwam. Vooral de sterrenkundige Percival Lowell zorgde voor de nodige opwinding. Hij veronderstelde dat Marsbewoners enorme kanalen groeven en hun droge en stervende planeet bevloeiden met water van de poolkappen. Door de geringere zwaartekracht van de planeet dachten sommige mensen dat de Marsbewoners veel groter zouden zijn dan de mens. Er werd al gesproken van Marsmonsters die zo'n tien meter lang zouden zijn.

Pas zo'n veertig jaar is het raadsel van de canali voorgoed opgelost. Dat is gebeurd dankzij de sterk verbeterde kwaliteit van de kijkers. In de moderne instrumenten blijken de lijnen op te lossen in afzonderlijke vlekjes en streepjes. De foto's, gemaakt door verschillende ruimtevoertuigen, hebben voorgoed met de kanalen afgerekend. Ze zijn onvindbaar. Er blijken wel droge beddingen en kloofdalen te zijn. Maar die zijn lang niet groot genoeg om vanaf de aarde gezien te worden.

De afstand tussen de Aarde en Mars wisselt sterk. De kortste afstand tussen beide planeten kan 56 miljoen kilometer bedragen. Dat was het geval in 1956 en 1971, maar zal verder deze eeuw niet meer voor komen. Als Mars zó dichtbij de aarde staat is de planeet een opvallende verschijning aan de avondhemel. Op de maan en Venus na is Mars dan het helderste hemellichaam. Veel helderder dan de helderste ster aan de hemel. In 1988 naderde Mars de aarde tot op minder dan 59 miljoen kilometer. Ook toen was de planeet prachtig te zien.

Als Mars zich, vanaf de aarde gezien, achter de zon bevindt, kan de afstand tot de aarde oplopen tot maar liefst 400 miljoen km. Je begrijpt dat hij dan veel minder goed zichtbaar is.

Wanneer Mars in oppositie is, staat de planeet tegenover de zon aan de hemel. «Oppositie» betekent dan ook «tegenover».

De zon, aarde en Mars staan dan op één lijn, met de aarde in het midden. Als de zon in het westen ondergaat, komt de planeet in het oosten boven de horizon tevoorschijn. Hij is dus de gehele nacht te zien. In zijn beweging rond de zon is de afstand tussen de aarde en Mars omstreeks oppositie het kleinst. De baan van Mars is echter niet mooi cirkel vormig, maar wat uitgerekt. Dat is de reden waarom de afstand Aarde - Mars bij iedere oppositie sterk verschilt.

Hieronder zie je een lijst van alle Marsopposities tussen 1995 en 2035. Achtereenvolgens vind je de oppositiedatum; vervolgens de datum waarop Mars dat jaar de kortste afstand tot de Aarde bereikt, dan die afstand in miljoenen kilometers en tenslotte de schijnbare middellijn van de planeet in boogseconden.

oppositiedatum	datum kortste afstand tot de aarde in miljoenen km	kortste afstand tot de aarde in miljoenen km	schijnbare middellijn in boogseconden
24 apr 1999	1 mei 1999	86,54	16,18
13 jun 2001	21 jun 2001	67,34	20,79
28 aug 2003	27 aug 2003	55,76	25,11
7 nov 2005	30 okt 2005	69,42	20,17
24 dec 2007	18 dec 2007	88,17	15,88
29 jan 2010	27 jan 2010	99,33	14,10
3 mrt 2012	5 mrt 2012	100,78	13,89
8 apr 2014	14 apr 2014	92,39	15,16
22 mei 2016	30 mei 2016	75,28	18,60
27 jul 2018	31 jul 2018	57,59	24,31
13 okt 2020	6 okt 2020	62,07	22,56
8 dec 2022	1 dec 2022	81,45	17,19
16 jan 2025	12 jan 2025	96,08	14,57
19 feb 2027	20 feb 2027	101,42	13,81
25 mrt 2029	29 mrt 2029	96,82	14,46
4 mei 2031	12 mei 2031	82,78	16,91
28 jun 2033	5 jul 2033	63,28	22,13
15 sep 2035	11 sep 2035	56,91	24,61

Vóór 1965 dachten veel sterrenkundigen dat Mars een zacht glooiend oppervlak had zonder bergen of dalen. De donkere gebieden zouden laag geleden gebieden zijn. Misschien vroegere zeebodems, bedekt met lage plantengroei. De pool kappen zouden uit een dun laagje rijp bestaan. Misschien enkele centimeters dik. De atmosferische druk zou 80 tot 90 millibar bedragen (op aarde bedraagt de gemiddelde lucht druk 1013 millibar op zeeniveau) en stikstof zou het voor naamste gas in de atmosfeer van Mars zijn.

Onderzoek met onbemande ruimtevoertuigen heeft ons geleerd dat de werkelijkheid totaal anders is. Mars bezit geweldige vulkanen, diepe kraters en dalen met steile wanden. De donkere gebieden zijn helemaal geen vlakten. Sommige van die gebieden zijn hoogvlakten. Zoals de beroemde Syrtis Major, een donkere vlek die op 28 november 1659 door onze landgenoot Christiaan Huygens als eerste werd waar genomen. Huygens merkte op dat de vlek zich 150 minuten later had verplaatst. Zo ontdekte hij als eerste dat Mars om zijn as draaide. Hij bepaalde de aswentelingstijd op ongeveer 24 uur. De rotatietijd is tegenwoordig bepaald op 24 uur 37 minuten en 22,66 seconden.

Het noordelijk halfrond van Mars ligt gemiddeld zo'n vier kilometer lager dan het zuidelijk halfrond. Op de planeet komt in het geheel geen plantengroei voor en de poolkappen bevatten een grote hoeveelheid waterijs. Overal op het oppervlak werden door de ruimtevoertuigen vormen gefoto grafeerd die veroorzaakt moeten zijn door stromend water.

In de bodem van Mars moeten grote hoeveelheden ijs zitten.

Als je op Mars zou staan, zou je om je heen een soort rode woestijn met rotsblokken zien. En hier en daar een paar kraters. Je zou wel een zuurstoffles nodig hebben, want de atmosfeer bestaat voornamelijk uit koolzuurgas (of kool dioxide) en het edelgas argon. De poolkappen, die je ook vanaf de aarde kunt waarnemen, bestaan uit waterijs met daar een dun laagje bevroren koolzuur over. De rode kleur van Mars wordt veroorzaakt door het hoge ijzergehalte in de bodem. Zelfs de atmosfeer is roze-achtig door al het stof dat opwaait.

De dampkring van Mars is erg ijl. Die dampkring bestaat voor 95% uit koolzuurgas (kooldioxyde). Verder komt 3% stikstof en 1«% argon voor. Tenslotte zijn er sporen van waterdamp, koolmonoxyde, zuurstof en waterstof aan wezig, maar allemaal in verschrikkelijk kleine hoeveel heden.

De rotatie-as van Mars staat ongeveer even schuin als de rotatie-as van de aarde. Daarom komen er ook op Mars seizoenen voor. De polen op de planeet hebben een ijskap die tijdens de winter groter wordt en in de zomer inkrimpt.

De zuidelijke poolkap verdwijnt tijdens de zomer op dit halfrond zelfs helemaal. Dat betekent dat de poolkappen van Mars niet erg dik kunnen zijn. Hoogstens enkele centi meters.

De gemiddelde luchtdruk op Mars bedraagt 5 tot 6 millibar.

In vergelijking met de luchtdruk op aarde stelt die op Mars niet veel voor. In heel laag gelegen gebieden op Mars is de luchtdruk iets hoger. Aan de andere kant zijn er hooggelegen gebieden waar de luchtdruk slechts één millibar bedraagt.

Door die lage luchtdruk weten we dat er op Mars geen vloei baar water voor kan komen. Wat heeft die luchtdruk daar nu mee te maken, zul je zeggen. Wel, let op! Bij de luchtdruk die we op aarde hebben, kookt water bij een temperatuur van 100 graden. Maar als de luchtdruk veel lager zou zijn, zou water veel eerder gaan koken. Bij een luchtdruk van 6,1 millibar kookt water al bij een temperatuur van 0 graden.

Bij 6,5 millibar gebeurt dit bij 4 graden. Bij 10 millibar bij 7 graden en bij 12 millibar bij 10 graden.

Beneden 0 graden is water echter bevroren tot ijs. Begrijp je nu waarom er op Mars bij een gemiddelde luchtdruk van 5 a 6 millibar geen vloeibaar water kan voorkomen? Zeker niet op het zuidelijk halfrond van de planeet, dat gemiddeld vier kilometer hoger ligt dan de noordelijke helft.

In die gebieden, waar de luchtdruk 6,1 millibar of minder is, en de temperatuur boven het vriespunt stijgt, zou het ijs direct verdampen. Dit overgaan van een vaste (ijs) in gas vormige (waterdamp) toestand noemen we sublimeren.

Sommige sterrenkundigen denken dat een aantal valleien heel lang geleden toch door stromend water gevormd zijn.

Toen moet de atmosfeer van Mars een stuk dichter en warmer geweest zijn, zodat er wel stromend water aan het oppervlak kon voorkomen. Maar al zou dat waar zijn, dan zitten we nog met een raadsel. Om zulke enorme «rivierbeddingen» te vormen, heb je een rivier nodig die meer dan tien keer zo groot is als de Amazone, de grootste rivier op aarde! Eén dag op Mars duurt 24 uur en 37 minuten. Dat wil zeggen dat Mars wat meer tijd nodig heeft om rond zijn as te draaien dan de aarde. Ook een jaar duurt op Mars langer dan op aarde.

De planeet heeft 669 dagen nodig om rond de zon te draaien.

Eén Marsjaar telt dan ook 669 aardse dagen. Op Mars is het meestal vreselijk koud. Dat komt natuurlijk doordat de planeet wat verder van de zon staat dan de aarde. Daardoor ontvangt Mars ook minder licht en warmte van de zon dan de aarde. In het begin van de middag, kort nadat de zon zijn hoogste stand heeft bereikt, wijst de thermometer aan de evenaar ongeveer 20 graden aan. Dat valt best mee! Maar korte tijd later begint de temperatuur al snel te dalen.

Tegen de tijd dat de zon ondergaat vriest het al 70 graden.

En dat aan de evenaar! Vanaf 1962 is Mars door tal van ruimtevoertuigen onderzocht.

Het hoogtepunt in het ruimte-onderzoek van de planeet Mars vormde de geslaagde landing van de beide Viking-ruimtevoer tuigen in 1976. De beide Viking-landers, die onder meer een kompleet weerstation aan boord hadden, hebben ook tempera tuurmetingen verricht op een hoogte van 1,6 meter boven het Marsoppervlak. Op zomerse dagen bereikte de temperatuur waarden tussen de -33 en -83 graden. De beide Vikingen zijn echter niet aan de evenaar geland. Aan de beide polen van Mars kan de temperatuur tot 120 of zelfs 150 graden onder nul zakken! De luchtdruk op Mars is niet het hele jaar door gelijk, maar wisselt met de seizoenen. De luchtdruk wordt lager als het poolkapoppervlak groter wordt. De geleerden denken dat dit komt door het neerslaan van koolzuur uit de atmosfeer. Of de poolkappen inderdaad uit koolzuur sneeuw bestaan is nog onzeker. Het ziet er naar uit, dat er ook waterijs aanwezig kan zijn. Waarschijnlijk zal het wel om een kombinatie van beide stoffen gaan. Overigens zijn de poolkappen waarschijnlijk niet dikker dan één millimeter en lijkt alles meer op rijp.

Over het algemeen waait er op de planeet een zwakke wind, met snelheden van 4 tot 17 kilometer per uur. Het wind patroon is ook erg regelmatig. Foto's die door de Viking orbiters zijn genomen, laten vele soorten bewolking zien.

Ook mist wordt regelmatig waargenomen. In de lente worden voornamelijk witte wolken waargenomen, die echter hooguit 5% van het oppervlak bedekken.

Gele wolken zijn het gevolg van stofstormen die over het oppervlak kunnen razen. Over het algemeen mag het op het Marsoppervlak dan wel zo goed als windstil zijn, maar deze stofstormen zijn dan de bekende uitzondering op de regel.

De stormen ontstaan in bepaalde gebieden. In een verbazend korte tijd kunnen ze de gehele planeet bestrijken. Het lijkt erop, dat er tijdens deze stormen warmte tussen de beide halfronden wordt uitgewisseld. De verschillen in temperatuur tussen de beide halfronden zijn vooral groot als de planeet zijn kortste afstand tot de zon bereikt. Weet je nog hoe dat punt heet, waar de afstand van een planeet tot de zon het kleinst is? Juist, perihelium! Foto's genomen door de Viking-Orbiters laten ons rivier beddingen zien, evenals ravijnen en vormen, zoals wij die op aarde kennen als gevolg van plotselinge overstromingen.

Toch is er nu geen stromend water meer op Mars. Wel bestaat de mogelijkheid dat dit in de vorm van ijs opgeslagen is in de bodem en de poolkappen.

Op Mars komen behoorlijk wat kraters voor. Toch is dit aantal veel minder dan het aantal kraters op de maan of Mercurius. Dat is ook wel begrijpelijk. Mars heeft immers wŠl een atmosfeer, zij het dan een zeer dunne. Bovendien zijn veel kleine kraters bijna helemaal weggesleten door de erosie. Onder erosie verstaan we de inwerking van wind en water.

Zeer opvallend op Mars zijn enkele zeer grote vulkanen. Eén van grootste vulkaan heet de Olympus Mons, genoemd naar de berg Olympus, waar volgens de Griekse mythologie de goden woonden.

De Olympus Mons is meer dan 23 kilometer hoog en de top is vaak verstopt in wolken in de ijle atmosfeer van Mars. De voet van deze vulkaan is maar liefst 600 kilometer in doorsnede en de vulkaan is zó groot, dat je hem met een grote telescoop vanaf de aarde kunt zien. Ter vergelijking: de hoogste vulkaan op aarde is de Mauna Loa op Hawaii, «slechts» 9 kilo meter boven de zeebodem en aan de voet «maar» 200 kilometer in doorsnee. Lange tijd heeft men gedacht dat de Olympus Mons de grootste vulkaan op Mars was. Dat is echter niet zo.

Een doorsnede van de planeet Mars

De vulkaan Ascraeus Mons is nog 860 meter hoger en reikt tot maar liefst 23.944 meter! Waarom zijn de Olympus Mons en een aantal andere vulkanen op Mars dan zo groot? Gedeeltelijk kan dit gekomen zijn door de geringe zwaartekracht op Mars. Die is maar 40% van die op Aarde. Hierdoor hebben de krachten die in het binnenste van de planeet werkzaam zijn, het magma (= hete vloeibare binnenste van een planeet) misschien wel hoger kunnen op duwen dan op aarde. Of misschien komt het wel omdat de vulkanen op Mars in vele miljoenen jaren tijd gevormd zijn en bij iedere uitbarsting een beetje hoger werden. Door de verschuiving van de continenten op aarde krijgt een vulkaan hier nooit genoeg tijd om zo groot te worden als op Mars.

De caldera aan de top heeft een doorsnede van 120 kilo meter! De lavastromingen strekken zich meer dan duizend kilometer in zuidelijke richting uit.

Ook komen op Mars veel kloven en ravijnen, cayons en «droge rivieren» voor. De grootste kloof is het Marinerdal (Vallis Marinaris), dat 4000 kilometer lang is, circa 6 kilometer diep en plaatselijk 150 kilometer breed. De be roemde Grand Canyon in Amerika stelt hierbij niet veel voor.

Het Marinerdal is waarschijnlijk ontstaan door verschuivingen in de korst van de planeet. De bodem van het Marinerdal bestaat voor een groot deel uit vulkanische as.

ONTBREKEND TEKST

######zijn reeds in 1877 ontdekt door de sterrenkundige Asaph Hall. Beide maantjes zijn door de Viking-Orbiters van zeer nabij gefotografeerd. Van de twee Marsmaantjes staat Phobos het dichtst bij de planeet. De afstand tot het oppervlak van de planeet bedraagt slechts zesduizend kilometer. Bedenk hierbij dat de maan gemiddeld zo'n 384.000 kilometer van de Aarde af staat. Toch is Phobos aan de Marshemel lang niet zo helder dan de maan bij ons. Dat komt doordat Phobos erg klein is. Ook is het maantje niet mooi rond. Het lijkt wel wat op een reusachtige aardappel. De afmetingen bedragen 26,8 x 22,4 x 18,4 kilometer. Doordat Phobos zo dicht bij Mars staat, draait het maantje in korte tijd om de rode planeet. Eén omloop om Mars duurt slechts 7 uur en 39 minuten.

Op foto's die door de Viking Orbiter 1 zijn genomen is te zien dat het maantje bezaaid is met kraters. De grootste krater heet Stickey. De doorsnede van deze krater bedraagt ongeveer acht kilometer. Dat lijkt misschien niet groot, maar vergelijk het maar eens met de afmetingen van het maantje! De kraters op de Marsmaantjes zijn allemaal ontstaan door de inslag van meteorieten. Ook komen op het Phobos-oppervlak breuken voor. Sommige zijn 200 meter breed en ongeveer tien meter diep. Waarschijnlijk zijn deze breuken in de korst ontstaan door de geweldige inslag van de meteoriet die ook de krater Stickey gevormd heeft.

In het begin van 1977 is de Viking Orbiter 1 Phobos tot op slechts 90 kilometer genaderd. Die afstand was zó kort dat de aantrekkingskracht van het maantje op het ruimte voertuig merkbaar was. Dat was ook de bedoeling van de geleerden. Want uit die aantrekkingskracht konden ze de massa van het maantje bepalen. Die werd vastgesteld op 11 miljoen ton! Het volume was al eerder uitgerekend: 5600 kubieke kilometer.

Op school heb je misschien al geleerd dat als je het gewicht (de massa) deelt door het volume, dat je dan het soortelijk gewicht krijgt. Het soortelijk gewicht is hetzelfde als de gemiddelde dichtheid. Volgens deze berekening moet de gemiddelde dichtheid van Phobos 1,9 gram per kubieke cm bedragen.

Het andere Marsmaantje heet Deimos. Dit maantje draait op zo'n 20.000 km boven het Marsoppervlak om de planeet. Door de grotere afstand heeft Deimos ook veel meer tijd nodig om éénmaal om Mars te draaien dan Phobos. De omlooptijd van Deimos bedraagt 1 dag, 6 uur en 18 minuten.

Deimos is veel kleiner dan Phobos. Bovendien is het maantje nóg onregelmatiger van vorm dan Phobos. De afmetingen bedragen 15 x 12,2 x 10,4 kilometer. Beide maantjes keren altijd dezelfde kant naar Mars toe. Dit noemen we gebonden rotatie. In oktober 1977 heeft de Orbiter 2 het maantje Deimos van slechts 23 kilometer afstand gefotografeerd.

Uit de foto's die naar de aarde zijn gezonden blijkt dat dit maantje bedekt is met een laag stof en puin. De dikte van deze laag bedraagt tientallen meters. Door die laag zijn inslagkraters op het maantje slechts als flauwe schimmen te zien.

Zowel Phobos als ook Deimos hebben een erg donker oppervlak.

Ze kaatsen slechts 6% van het opvallende zonlicht terug. We zeggen dat het albedo 0,06 bedraagt! Vanaf het Marsoppervlak zijn de maantjes goed te zien. Deimos is ongeveer drie keer zo helder dan Venus vanaf de aarde.

Phobos is op zijn beurt weer ongeveer veertig keer zo helder dan Deimos.

Vanaf het Marsoppervlak gezien is er met Phobos nog iets geks aan de hand. Door de korte omlooptijd van dit maantje (iets meer dan 7 uur en 39 minuten) ziet een waarnemer op de rode planeet Phobos in het westen opkomen en na 5« uur weer verdwijnen achter de oostelijke horizon. Alle andere hemellichamen, dus ook Deimos, bewegen voor die waarnemer net als bij ons van oost naar west. Deimos komt zoals gezegd ook gewoon in het oosten op. Nadat het maantje in het oosten boven de horizon is gekomen duurt het 2« dag voordat hij in het westen achter de horizon verdwijnt.

Maansverduisteringen komen op Mars erg vaak voor. Het ge beurt zelfs regelmatig dat Phobos in één etmaal twee keer wordt verduisterd. Eénmaal 's avonds en daarna 's ochtends vroeg nog een keer.

Doordat de maantjes zo klein zijn hebben ze ook weinig aantrekkingskracht. Iemand die op aarde 60 kilogram weegt zou op Phobos niet meer wegen dan.... 30 gram! Men heeft wel gedacht dat de beide Marsmaantjes vroeger planeto‹den zijn geweest. Door de aantrekkingskracht van de planeet zouden ze door de planeet «gevangen» zijn. De onregelmatige vorm van de maantjes lijkt ook wel wat op die van een planetoïde. Maar vreemd is dan wel de bijna cirkelvormige baan van de maantjes om de planeet. Dat is bijna niet mogelijk als het om ingevangen planetoïden gaat.

Dan zouden de maantjes een ellipsvormige baan om de planeet moeten beschrijven. Enkele sterrenkundigen denken dat de maantjes de resten zijn van een vroegere grote maan. De toekomst zal hierover uitkomst moeten brengen.

Tenslotte geven we hieronder nog een aantal numerieke gegevens over Mars.

gemiddelde afstand tot de zon: 1,5236 AE (228,286 miljoen km)
kleinste afstand tot de zon: 1,3813 AE (206,639 miljoen km)
grootste afstand tot de zon: 1,6659 AE (249,215 miljoen km)
siderische omlooptijd: 1,8808885 jaar
synodische periode: 779,936 dagen
baansnelheid: 24,129 km/sec
equatoriale middellijn: 6793,8 km
afplatting: 1/167
siderische rotatieduur: 24u 37m 22,7s
massa: 0,1074467 (aarde = 1)
gemiddelde dichtheid: 3,934 gr per kubieke cm
zwaartekracht aan het oppervlak: 0,37889 (aarde = 1)
gemiddelde temperatuur: 210K (-63°C)
albedo: 16%
absolute magnitude: -1,52

De siderische omlooptijd is de tijd waarin de planeet de gehele dierenriem doorloopt en op dezelfde plaats terugkomt ten opzichte van dezelfde ster, gezien vanaf de zon.

De synodische periode is de tijdsduur die een planeet nodig heeft om, gezien vanaf de aarde, weer dezelfde positie ten opzichte van de zon in te nemen.

De siderische rotatieduur van een planeet is de tijd waarin de planeet éénmaal om zijn as draait ten opzichte van de sterren.

De absolute magnitude van een planeet is de helderheid van de planeet als zij op één astronomische eenheid (AE) van de zon én tegelijk op één astronomische eenheid van de waar nemer staat.