Dieses HRSC-Echtfarbenbild wurde von Mars Express am 3. April 2018 während Orbit 18.039 aufgenommen. Es zeigt einen Vorboten der dieses Jahr besonders intensiven Mars-Staubsturm-Saison - eine lokale Staubsturmfront nördlich von Utopia Planitia, südlich der Nordpoleiskappe des Mars. Die Bildbreite beträgt etwa 200 Kilometer, Norden ist rechts. In der linken Bildhälfte ist die typische Landschaft der nördlichen subpolaren Ebenen zu sehen, in der sich zahlreiche Dünenfelder gebildet haben. Ende Mai entwickelte sich südwestlich davon in Arabia Terra, im Übergangsgebiet von den nördlichen Tiefebenen zum südlichen Marshochland, ein weiterer, viel größerer Sturm, der sich innerhalb weniger Wochen zu einem globalen, planetenweiten Staubsturm entwickelte. Dies war einer der stärksten Staubstürme, die jemals auf dem Mars beobachtet wurden. Er wird zurzeit von den Raumsonden der ESA (Mars Express, ExoMars Trace Gas Orbiter) und NASA (Mars Odyssey 2001, Mars Reconnaissance Orbiter, MAVEN) aus der Marsumlaufbahn beobachtet.
3D-Ansicht einer Staubsturmfront in hohen nördlichen Marsbreiten
Aus dem senkrecht auf die Marsoberfläche gerichteten Nadirkanal des vom DLR betriebenen Kamerasystems HRSC auf der ESA-Sonde Mars Express und einem der vier schrägblickenden Stereokanäle lassen sich sogenannte Anaglyphenbilder erzeugen. Sie ermöglichen bei der Verwendung einer Rot-Blau- oder Rot-Grün-Brille einen realistischen, dreidimensionalen Blick auf die Landschaft. Die 3D-Betrachtung zeigt, wie sich die Staubsturmfront oberhalb der subpolaren Tiefebene ausbildet.
Bilder der vom DLR betriebenen Kamera HRSC zeigen einen lokalen Staubsturm auf dem Mars. Die Aufnahmen stammen aus April 2018.
Staubstürme auf dem Mars haben aber durch den geringeren Atmosphärendruck des Mars im Vergleich zu Tropenstürmen auf der Erde weniger Kraft und erreichen nur circa die Hälfte der Windgeschwindigkeiten von Hurrikanen.
Schwerpunkt(e): Raumfahrt, Planetenforschung
Diese Bilder der vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) betriebenen, hochauflösenden Stereokamera HRSC an Bord der ESA-Raumsonde Mars Express zeigen einen lokalen Staubsturm mit einer sich aufwölbenden Wolkenfront in der Nähe der Nordpoleiskappe des Mars. Dieser Sturm wurde im April 2018 aufgenommen und ist einer von mehreren lokalen Staubstürmen, die während der letzten Monate am Mars beobachtet wurden.
Die auf diesen Bildern gezeigte kleine, lokale Staubsturmfront befindet sich nördlich von Utopia Planitia in der Nähe der Nordpoleiskappe des Mars. Ein weiterer, viel größerer Sturm entstand Ende Mai dieses Jahres südwestlich davon in Arabia Terra und entwickelte sich innerhalb weniger Wochen zu einem globalen, planetenweiten Staubsturm-Ereignis. Der letztgenannte Sturm ist einer der stärksten Staubstürme, die jemals auf dem Mars beobachtet wurden. Er wird zurzeit von allen fünf aktiven Raumsonden der ESA und NASA beobachtet (2001 Mars Odyssey, Mars Reconnaissance Orbiter, MAVEN, Mars Express, Exomars Trace Gas Orbiter).
Lokale und regionale Staubstürme kommen auf dem Mars häufig vor, aber nur wenige von ihnen entwickeln sich zu globalen Phänomenen, die für mehrere Monate bestehen können. Das kommt nur alle drei bis vier Marsjahre vor, wobei ein Marsjahr in etwa zwei Erdjahren entspricht. Obwohl Mars-Staubstürme sehr beeindruckend sind, haben sie durch den geringeren Atmosphärendruck des Mars im Vergleich zu Tropenstürmen auf der Erde weniger Kraft und erreichen nur circa die Hälfte der Windgeschwindigkeiten von irdischen Hurrikanen.
Frühere massive Staubstürme wurden durch die NASA-Orbiter Mariner 9 (1971), Viking I (1977) und auch durch Mars Global Surveyor (2001) beobachtet. Insbesondere der von Mariner 9 beobachtete Staubsturm war bemerkenswert, denn nachdem die Sonde in eine Marsumlaufbahn eingeschwenkt war und erste Bilder zur Erde funkte, waren darauf keine Oberflächendetails, sondern nur die Oberseite eines gewaltigen globalen Staubsturms zu sehen. Lediglich der Gipfel des 24 Kilometer hohen Olympus Mons ragte aus der Wolkendecke heraus. Später konnte Mariner 9 den Mars erstmals global mit "staubfreien" Satellitenbildern erfassen.
Staubstürme treten statistisch gesehen öfter zur nördlichen Herbst- und Winterjahreszeit auf, wenn sich der Mars nahe dem Perihel befindet - dem sonnennächsten Punkt. Auf seiner elliptischen Umlaufbahn um die Sonne empfängt der Mars mehr Licht nahe dem Perihel, wodurch sich die Atmosphäre stärker aufheizt und die Luft in Bewegung gerät.
Während des Sturms dringt nur sehr wenig Sonnenlicht bis zur Marsoberfläche hindurch, sodass die Solarzellen des NASA Mars-Rovers Opportunity im Moment keine Energie mehr erzeugen können. Er hat sich automatisch in einen Energiesparmodus versetzt und die Kommunikation im Juni 2018 eingestellt. Zur selben Zeit kann der Curiosity-Rover der NASA dank seiner nuklear betriebenen Batterie weiter die Marsoberfläche erkunden und die Entwicklung des Sturms beobachten.
Die Wissenschaftler erwarten, dass sich der globale Staubsturm bis Spätherbst dieses Jahres deutlich abschwächt. Selbst wenn sich immer noch viel Staub und Aerosole in der Atmosphäre befinden, wird dies die Landung der NASA-Raumsonde InSight am 26. November 2018 nach Aussage der amerikanischen Weltraumorganisation nicht beeinträchtigen. InSight befindet sich seit dem 5. Mai 2018 auf dem Weg zum Roten Planeten und hat ein Experiment des DLR an Bord.
Bildverarbeitung
Die Aufnahmen mit der HRSC (High Resolution Stereo Camera) entstanden am 3. April 2018 während Orbit 18039 von Mars Express. Die Bildauflösung beträgt etwa 16 Meter pro Bildpunkt (Pixel). Die Bildmitte liegt bei etwa 106 Grad östlicher Länge und 78 Grad nördlicher Breite. Die Farbaufsicht wurde aus dem senkrecht auf die Marsoberfläche gerichteten Nadirkanal und den Farbkanälen der HRSC erstellt. Das Anaglyphenbild, das bei Betrachtung mit einer Rot-Blau- oder Rot-Grün-Brille einen dreidimensionalen Eindruck der Landschaft vermittelt, wurde aus dem Nadirkanal und einem Stereokanal abgeleitet. Die systematische Prozessierung der Kameradaten erfolgte am DLR-Institut für Planetenforschung in Berlin-Adlershof. Mitarbeiter der Fachrichtung Planetologie und Fernerkundung der Freien Universität Berlin erstellten daraus die hier gezeigten Bildprodukte.
Das HRSC-Experiment auf Mars Express
Die High Resolution Stereo Kamera wurde am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) entwickelt und in Kooperation mit industriellen Partnern gebaut (EADS Astrium, Lewicki Microelectronic GmbH und Jena-Optronik GmbH). Das Wissenschaftsteam unter Leitung des Principal Investigators (PI) Prof. Dr. Ralf Jaumann besteht aus 52 Co-Investigatoren, die aus 34 Institutionen und 11 Nationen stammen. Die Kamera wird vom Institut für Planetenforschung des DLR in Berlin-Adlershof betrieben.
