Objekt des Monats
Mai 2015
Merkurs Oberfläche

 
 
In der ersten Hälfte des Monats ergeben sich gute Sichtbedingungen für den sonnennächsten Planeten, denn die Ekliptik steht abends im Frühling steil über dem Horizont. Merkur entfernt sich von der Sonne, dabei nimmt seine Helligkeit ab, denn der beleuchtet Teil kleiner. Dafür hat Merkur am 7. Mai dann die größte östliche Elongation erreicht. Das heißt er hat einen Abstand von der Sonne von 21 Grad. Dann ist der Planet abends ab 20:45 Uhr tief im Südwesten zu erkennen. Es ist um diese Zeit dunkel genug, um den 0,5mag hellen Merkur in 20 Grad Höhe und den 1,5mag hellen Mars in 6 Grad über dem Horizont ausfindig zu machen.
 
 
Diese Sichtbarkeitszeit von Merkur wollen wir zum Anlaß nehmen, uns die Oberfläche des Planeten näher anzusehen.
Auch bei guten Sichtbedingungen sind von der Erde aus keine Strukturen auf seiner Oberfläche zu erkennen. Merkur steht zu nahe bei der Sonne und ist zu niedrig über dem Horizont, auch ist seine Entfernung von der Erde zu groß. So wäre der größte Krater mit etwa 0,2“ Winkel-Durchmesser gerade noch aufzulösen.
 
 

Wir wollen deshalb den Weg der Raumsonde MESSENGER zu Merkur verfolgen und die Ergebnisse ansehen.
Seit den sechziger Jahren gibt es Raumfahrt. Aber seit dem ist erst eine Sonde zum Merkur geflogen. Das war die 1973 von den USA gestartete Sonde Mariner 10.

Die Schwierigkeiten, die auftreten, wenn man eine Sonde zum Merkur, also in Richtung Sonne bringen will, wollen wir uns an Hand des Fluges der Sonde MESSENGER ansehen.

 
 

Start

Der Start erfolgte am 3. August 2004.

Flugbahn

Die lange und komplizierte Flugbahn erklärt, warum MESSENGER erst die zweite Sonde, die zum Merkur geschickt worden ist.
Warum ist es so schwer in Richtung Sonne zu fliegen?
Die Sonne zieht die Sonde an und beschleunigt sie. Wenn die Sonde nicht abgebremst wird verglüht sie in der Sonne. Bremsen kann man mit Hilfe eines Manövers, das als Swing-by bekannt ist.

 
 

Swing-by  (Flyby)

Hierbei wird die Schwerkraft eines Planeten zur Korrektur von Kurs und Geschwindigkeit genutzt.
Dabei gibt es zwei Varianten:

 
 
 
A) Hinter dem Planeten vorbei fliegen Eine Sonde, die mithilfe eines Swing-bys beschleunigt werden soll, nähert sich von hinten dem Planeten und passiert seine Umlaufbahn hinter ihm, bevor sie ihn überholt. Solange die Sonde hinter dem Planeten herfliegt, wirkt dessen Anziehungskraft auf sie in Richtung Umlaufbahn des Planeten beschleunigend.   B) Vor dem Planeten vorbei fliegen. Eine Sonde, die mithilfe eines Swing-bys abgebremst werden soll, nähert sich von vorne dem Planeten und fliegt an ihm vorbei, indem sie seine Umlaufbahn vor ihm passiert. So kommt ihr der Planet bei der dichtesten Annäherung entgegen. Dabei wird die Sonde gegenüber der Planetenbewegung  abgebremst.
 
 

Im Bild unten wird die Flugbahn der Sonde in ihren einzelnen Phasen aufgezeigt.  

 
 

 

 
  Erklärungen:
DSM 1 bis 5 ist ein Deep Space Maneuver = Kurskorrektur
Die Daten geben die Tage der Swing-by Manöver an.
 
 

Ergebnisse

Die Karten von Merkur mit den Namen sind von der IAU (Internationale Astronomische Union) in Zusammenarbeit mit der NASA entstanden. (http://planetarynames.wr.usgs.gov/Page/mercuryQuadMap )

Die IAU ist die Vermittlerin bei der Benennung von Planeten und Strukturen auf ihnen. Als Thema für die Namen auf  Merkur wurden Künstler festgelegt. Das heißt Künstler, Musiker, Maler und Schriftsteller, die grundlegende oder hervorragende Beiträge auf ihrem Gebiet erbrachten und die für mehr als 50 Jahre als kunsthistorisch charakteristische Personen anerkannt waren.
Zunächst wurden Krater mit ihren Koordinaten bezeichnet. Ein Name erleichtert jedoch den Wissenschaftlern die Kommunikation.

Interessant sind besonders sechs Strukturklassen, die Merkurs Eigenheiten zeigen, denn er ist der Sonne so nahe, dass er extreme Temperatur- und Gravitationsbedingungen ausgesetzt ist:  

 
 

Krater

Rupes

Ein Doppelring entsteht wenn ein großer Meteorit die Oberfläche eines Gestein-Planeten trifft. Der Boden innerhalb des inneren Bergrings erscheint glatter als der Boden zwischen den beiden Bergringen. Dies wurde möglicher weise von Lava verursacht, die einige Zeit nach dem Einschlag das innere Becken überflutete. Beagle Rupes (Karte H-9)
Die Verteilung der Einschlagstrukturen ist gleichmäßiger als auf dem Mond und dem Mars; demnach ist das Alter seiner Oberfläche gleichmäßig sehr hoch. Bis zu mehrere hundert Kilometer lange und 2 km hohe Steilstufen, die damit die größten Höhenunterschiede auf dem Merkur aufweisen. Sie ziehen sich in sanften Windungen quer durch Ebenen und Krater. Es handelt sich um Überschiebungen der Kruste. Die dadurch seitlich versetzten Kraterteile zeigen an, dass sie auch horizontal gegeneinander verschoben wurden. Diese Überschiebungen sind vermutlich durch ein Schrumpfen des gesamten Planeten entstanden.
 
 

Planitia

Fossa

Caloris Becken (Karte H-4) Apollodorus Fossa (Karte H-4)

Die glatten Ebenen des Merkurs sind nicht dunkel wie die „Mondmeere“. Insgesamt sind sie anscheinend auch kleiner und weniger zahlreich. Sie liegen alle auf der Nordhalbkugel im Umkreis des Caloris-Beckens. Ihre Gattungsbezeichnung ist Planitia, lateinisch für Tiefebene.

lange, schmale und flache Einsenkung

 
 

Vallis

Catena

Angkor Vallis (Karte H-4) Krater zwischen Qi Baishi und Hovnatanian mit Sekundärkratern (Karte H-8)

Diese Täler auf Merkur wurden so interpretiert, dass sie durch mechanische und thermische Erosion der heißen, dünnflüssige, schnell-fließende Lava gebildet wurden. Die fünf Täler wurden nach verlassenen Städte und Siedlungen des Altertums, die diese Landschaftsformen "Valleys" aufwiesen,  benannt.

Die Reihen von Sekundärkratern, die beim Herausschleudern von Gesteinsmaterial nach einem großen Asteroideneinschlag entstanden sind. Sie sind dann oftmals radial um einen großen Primärkrater orientiert.
 
 

Übersicht über die 15 Karten von Merkur
Die Karten im Mastab 1:5 Millionen teilen Merkurs Oberfläche in 15 Teile (5 Mercatorprojektion – 8 Lambert-Projektionen – 2 polar stereografische Projektionen) auf. Die Basis für dieses Mosaik lieferten Bilder der Sonde MESSENGER aus dem Orbit um Merkur und wurden im Mai 2013 von der NASA veröffentlicht.  

 
 

Ende der Sonde MESSENGER:

MESSENGER umkreiste den Planeten bis zum April 2015 und stürzte am 30. April auf Merkur ab. Die Umlaufbahn von MESSENGER wurde immer niedriger und konnte weil der Treibstoff verbracht war, nicht mehr korrigiert werden. Grund für das Absinken des Orbits war die Anziehungskraft der Sonne im Orbit. Die Sonde schlägt im Nordosten des Kraters Shakespeare einen Krater mit 16 Meter Durchmesser.

 
 

die Oberfläche von der Sonde gesehen