Der Planet Mars hat nur wenige Gemeinsamkeiten. Beide Planeten haben ungefähr die gleiche Landoberfläche, anhaltende Polkappen und beide haben eine ähnliche Neigung in ihren Rotationsachsen, was jedem von ihnen eine starke saisonale Variabilität verleiht. Darüber hinaus weisen beide Planeten starke Anzeichen dafür auf, dass sie in der Vergangenheit einen Klimawandel erlebt haben. Im Fall des Mars deuten diese Beweise darauf hin, dass er einmal eine lebensfähige Atmosphäre und flüssiges Wasser auf seiner Oberfläche hat.
Gleichzeitig sind unsere beiden Planeten sehr unterschiedlich und in vielerlei Hinsicht sehr wichtig. Eine davon ist die Tatsache, dass die Schwerkraft auf dem Mars nur ein Bruchteil dessen ist, was sie hier auf der Erde ist. Das Verständnis der Auswirkungen, die dies wahrscheinlich auf den Menschen haben wird, ist von äußerster Wichtigkeit, wenn es darum geht, Missionen mit Besatzung zum Mars zu schicken, ganz zu schweigen von potenziellen Kolonisten.
Mars im Vergleich zur Erde:
Die Unterschiede zwischen Mars und Erde sind alle entscheidend für die Existenz des Lebens, wie wir es kennen. Zum Beispiel ist der atmosphärische Druck auf dem Mars ein winziger Bruchteil dessen, was er hier auf der Erde ist - durchschnittlich 7,5 Millibar auf dem Mars bis etwas mehr als 1000 hier auf der Erde. Die durchschnittliche Oberflächentemperatur auf dem Mars ist ebenfalls niedriger und liegt bei -63 ° C im Vergleich zu den milden 14 ° C der Erde.
Und während die Länge eines Mars-Tages ungefähr der Länge hier auf der Erde entspricht (24 Stunden 37 Minuten), ist die Länge eines Mars-Jahres erheblich länger (687 Tage). Darüber hinaus ist die Schwerkraft auf der Marsoberfläche viel geringer als hier auf der Erde - 62% niedriger, um genau zu sein. Bei nur 0,376 des Erdstandards (oder 0,376) G) würde eine Person, die auf der Erde 100 kg wiegt, auf dem Mars nur 38 kg wiegen.
Dieser Unterschied in der Oberflächengravitation ist auf eine Reihe von Faktoren zurückzuführen - Masse, Dichte und Radius stehen im Vordergrund. Obwohl der Mars fast die gleiche Landoberfläche wie die Erde hat, hat er nur den halben Durchmesser und eine geringere Dichte als die Erde - er besitzt ungefähr 15% des Erdvolumens und 11% seiner Masse.
Berechnung der Marsgravitation:
Wissenschaftler haben die Schwerkraft des Mars basierend auf Newtons Theorie der universellen Gravitation berechnet, die besagt, dass die von einem Objekt ausgeübte Gravitationskraft proportional zu seiner Masse ist. Bei Anwendung auf einen kugelförmigen Körper wie einen Planeten mit einer bestimmten Masse ist die Oberflächengravitation ungefähr umgekehrt proportional zum Quadrat seines Radius. Wenn es auf einen kugelförmigen Körper mit einer bestimmten durchschnittlichen Dichte angewendet wird, ist er ungefähr proportional zu seinem Radius.
Diese Proportionalitäten können durch die Formel ausgedrückt werden G = m/r2, wo G ist die Oberflächengravitation des Mars (ausgedrückt als Vielfaches der Erde), das ist 9,8 m / s²), m ist seine Masse - ausgedrückt als Vielfaches der Erdmasse (5.976 · 10)24 kg) - und r sein Radius, ausgedrückt als Vielfaches des (mittleren) Radius der Erde (6.371 km).
Zum Beispiel hat der Mars eine Masse von 6,4171 x 1023 kg, das ist das 0,107-fache der Masse der Erde. Es hat auch einen mittleren Radius von 3.389,5 km, was 0,532 Erdradien entspricht. Die Oberflächengravitation des Mars kann daher mathematisch ausgedrückt werden als: 0,107 / 0,532², woraus wir den Wert von 0,376 erhalten. Basierend auf der Erdoberflächengravitation ergibt sich eine Beschleunigung von 3,711 Metern pro Quadratsekunde.
Implikationen:
Derzeit ist nicht bekannt, welche Auswirkungen eine langfristige Exposition gegenüber dieser Schwerkraft auf den menschlichen Körper haben wird. Laufende Forschungen zu den Auswirkungen der Mikrogravitation auf Astronauten haben jedoch gezeigt, dass sie sich nachteilig auf die Gesundheit auswirkt - einschließlich Verlust von Muskelmasse, Knochendichte, Organfunktion und sogar Sehvermögen.
Das Verständnis der Schwerkraft des Mars und seiner Auswirkungen auf irdische Wesen ist ein wichtiger erster Schritt, wenn wir eines Tages Astronauten, Entdecker und sogar Siedler dorthin schicken wollen. Grundsätzlich sind die Auswirkungen einer langfristigen Schwerkraftbelastung, die etwas mehr als ein Drittel der normalen Erde beträgt, ein wesentlicher Aspekt aller Pläne für bevorstehende bemannte Missionen oder Kolonisationsbemühungen.
Zum Beispiel berücksichtigen Crowd-Sourcing-Projekte wie Mars One die Wahrscheinlichkeit von Muskelschwund und Osteoporose für ihre Teilnehmer. Unter Berufung auf eine kürzlich durchgeführte Studie von Astronauten der Internationalen Raumstation (ISS) bestätigen sie, dass Missionsdauern zwischen 4 und 6 Monaten einen maximalen Verlust von 30% Muskelleistung und einen maximalen Verlust von 15% Muskelmasse aufweisen.
Ihre geplante Mission sieht viele Monate im Weltraum vor, um zum Mars zu gelangen, und diejenigen, die sich freiwillig melden, um den Rest ihres Lebens auf der Marsoberfläche zu verbringen. Natürlich behaupten sie auch, dass ihre Astronauten "mit einem wissenschaftlich gültigen Gegenmaßnahmenprogramm gut vorbereitet sein werden, das sie gesund hält, nicht nur für die Mission zum Mars, sondern auch, wenn sie sich an das Leben unter der Schwerkraft auf der Marsoberfläche anpassen". Was diese Maßnahmen sind, bleibt abzuwarten.
Mehr über die Schwerkraft des Mars und darüber zu erfahren, wie sich terrestrische Organismen darunter entwickeln, könnte ein Segen für die Erforschung des Weltraums und für Missionen zu anderen Planeten sein. Und da die vielen Roboterlander- und Orbiter-Missionen auf dem Mars sowie geplante bemannte Missionen mehr Informationen liefern, können wir erwarten, ein klareres Bild davon zu bekommen, wie die Schwerkraft des Mars aus nächster Nähe ist.
Wenn wir uns der geplanten bemannten Mission der NASA zum Mars nähern, die derzeit für 2030 geplant ist, können wir mit Sicherheit erwarten, dass weitere Forschungsanstrengungen unternommen werden.
Wir haben hier im Space Magazine viele interessante Artikel über den Mars geschrieben. Wie stark ist die Schwerkraft auf anderen Planeten?, Mars-Schwerkraft, die auf Mäusen getestet werden soll, Mars Im Vergleich zur Erde können Asteroiden durch die Schwerkraft des Mars erschüttert und gerührt werden. Wie besiedeln wir den Mars? Wie können wir auf dem Mars leben? Und wie können wir den Mars terraformieren?
Informationen zum Mars Gravity Biosatellite. Und die Kinder mögen das vielleicht; Ein Projekt, das sie bauen können, um die Schwerkraft des Mars zu demonstrieren.
Astronomy Cast hat auch einige wundervolle Episoden zu diesem Thema. Hier ist Episode 52: Mars und Episode 95: Menschen zum Mars, Teil 2 - Kolonisten.
Quellen:
- NASA: Erforschung des Sonnensystems - Mars
- MIT - Mission zur Untersuchung der Auswirkungen der Schwerkraft des Mars auf Säugetiere
- Mars One - Wie wird die Mars-Mission die Astronauten physisch beeinflussen?
- Wikipedia - Mars
