Die Marsopposition 2003

Durch seine elliptische Umlaufbahn schwankt der Abstand des Mars zur Oppositionszeit zwischen 56 und 101 Millionen Kilometern. Im Jahre 2003 erreichte der rote Planet seine größte Erdnähe seit 56000 Jahren. Allerdings wird im Mittel alle 16 Jahre eine günstige Perihelopposition erreicht. Beim letzten Mal, im Jahre 1988 war er mit 24´´ nur 1 Bogensekunde kleiner als 2003.
Seit der letzten Erdnähe hat die Fototechnik einen großen Entwicklungssprung zurückgelegt. Mit preiswerten CCDs und Webcams sind heute Aufnahmen möglich, die vor 16 Jahren noch undenkbar gewesen wären.
Der Sommer 2003 begann mit einer fast 2 Monate langen Trockenperiode. Als im Juli der Mars die 18 Bogensekundengrenze überschritt, begann er als Fotoobjekt interessant zu werden und Dank des fast beständig guten Wetters konnten zahlreiche Bilder angefertigt werden. Das erste entstand am 7.7.2003 um 3:30 MESZ.

7mars7aok2.jpg
Etwa 50 min später entstand eine zweite Aufnahme. Deutlich ist die Rotation zu erkennen. Die Strukturen sind etwas zum linken Rand gewandert.
Der Mars ist nicht perfekt rund. Durch den schrägen Anblick zeigt er eine schwache Phase auf der linken Seite, die mit zunehmender Erdnähe langsam verschwindet.

7mars7iok.jpg 7mars7.gif 7mars7d3b.jpg
Aus den oberen Bildern konnte ein 3-D-Bild generiert werden, das mit einer Rot-Grün-Brille betrachtet werden kann.
Der Mars rotiert in 24h und 37 min einmal um seine Achse. Beobachtet man den Planeten in Tagesabstand zur gleichen Uhrzeit, so ist nur eine geringe Positionsänderung der Oberflächendetails zu sehen. Insgesamt benötigt man 39 Tage um einmal eine komplette Marsrotation sehen zu können. Nach etwa einer Woche hat der Mars durch die Rotation sein Bild deutlich gewandelt. Die folgende Serie entstand am 14.7.2003.

7ma14iok.jpg

Bei einem genauen Vergleich kann man erkennen, dass der dunkle Solis Lacus vom linken an den rechten Bildrand gewandert ist.

7ma14nok.jpg 7ma14.gif
Auch dieses Mal wurden 2 Bilder im Abstand von 40 min angefertigt, um die Rotation zu verdeutlichen.

Nach mehreren Nächten mit schlechten Seeing war am 19.7. das Wetter wieder ausreichend gut für eine neue Serie.

7ma19dok.jpg

Am Folgetag konnte der Mars etwas früher aufgenommen werden. Interessant ist die unregelmäßige Polkappe. Sie entsteht dadurch, dass auf den Mons Mitchel noch Schnee liegt, während im Tal zwischen Mons Mitchel und Südpol das CO2 schon verdampft ist.
Auffällig ist auch der Schnee auf dem nahe beim Pol stehenden Mons Argenteus. Der ´Silberberg´ war auch visuell als auffällig heller Punkt zu sehen.

7ma20cok.jpg
über dem Hellas-Gebiet war bei sehr guten Seeing auch visuell ein helles oranges Gebiet zu erkennen. Möglicherweise ist es ein Rest eines kleinen Staubsturms, der einige Tage zuvor von Amerika aus beobachtet wurde.
Die Luftruhe war am 20.7. so gut, dass nach mehreren erfolglosen Versuchen auch der Marsmond Phobos fotografiert werden konnte.

phobos1.jpg
Aufgrund seiner sehr engen Bahn, entfernt sich Phobos nie mehr als einen Marsduchmesser von seinem Mutterplaneten. Wegen des extremen Helligkeitsunterschieds von 1:100000 ist die Fotografie ist eine echte Herausforderung. Sie gelang nur mit einem optimierten Newton mit gebogener Fangspiegelstrebe und weniger als 15% Obstruktion. Durch die Fotografie im IR-Bereich konnte das Helligkeitsverhältnis etwas verbessert und zugleich der Einfluß von Staub und Luftfeuchtigkeit verringert werden. Mit viel Bildverarbeitung wurde an der errechneten Position ein schwaches Lichtpünktchen sichtbar. Neben Phobos gibt es noch einen zweiten Marsmond namens Deimos. Obwohl er noch eine Magnitude schwächer ist, kann er doch wegen seines größeren Planetenabstands viel leichter fotografiert werden. Zur Aufnahme war schon ein 5-Zoll f/8 Refraktor ausreichend.

deimos.jpg

Ende des Monats war das Seeing nicht so gut, doch dafür konnte bei Syrtis Mayor eine kleine Staubwolke abgebildet werden.

7ma29cdok.jpg 7ma30staub.jpg

3 Tage zuvor war noch keine Staubwolke zu erkennen.

7ma27iok.jpg
Lediglich im Hellas gab es einen verdächtigen Spot
7ma27aok.jpg

Das Animated-Gif ist eine vergrößerte und kontrastgesteigerte Vergleichsaufnahme der Sturmregion mit 3-tägigen Unterschied.

7ma30staub.gif

Zwei weitere Bilder gelangen am 3.8. und 10.8.2003. Damit konnte über fast einen Monat der Mars komplett fotografiert werden.
8ma3a7.jpg 8ma10c5.jpg

Da fast jedes Gebiet der Marsoberfläche zumindest einmal abgelichtet wurde, konnte versucht werden eine komplette Mars-Karte zu erstellen. kartjul03e.jpg
Sämtliche Bilder sind bei deutschen Wetter und deutschen Seeing mit einem kleinen 6-Zöller etwa einem Monat vor der Opposition entstanden.





Mars in Namibia



Zur Marsopposition weilte ich in Namibia. Dort stand der Planet bei Subbogensekundenseeing im Zenith. Das war ein toller Anblick. Selbst Phobos und Deimos waren problemlos zu sehen! Als Sebastian Voltmer am C14 der IAS einige Marsaufnahmen anfertigte, durfte ich auch mal kurz die Webcam dranhalten. Der Unterschied zu der in Deutschland möglichen Aufnahmenqualität ist gewaltig:

8ma30abok3.jpg
Bei der Verarbeitung kam die Software Registax zum Einsatz. Bei Rohbildern mit extrem guten Seeing liefert sie ein etwas besseres Alignment als Giotto.
Hier ein Vergleich der Ergebnisse beider Programme:
8ma30ar.jpg 8ma30gv2.jpg
8ma30aroh.jpg 8ma30groh2.jpg
In Situationen mit mittleren oder schlechten Seeing liefert allerdings Giotto die besseren Resultate.

Es ist interessant die Ergebnisse mit den Bildern des HST zu vergleichen. Bei genauer Betrachtung ist es möglich Einschlagskrater zu identifizieren. Rechts oberhalb der gr. Syrte ist ein einzelner Marskrater zu sehen! 8ma30syrte4.jpg

Am unteren Rand der Aufnahme ist ein schwacher blauer Nebel zu erkennen. Es handelt sich um eine Wolke aus CO2 und sublimierten Wasserdampf. Auf dem kontrastverstärkten Blauauszug unten, ist das Gebiet etwas besser zu sehen.
8ma30arb.jpg



8ma29f.jpg mars0322can.jpg
Neben dem Krater Herschel konnte am Vortag auch der Krater Schiaparelli fotografiert werden. Leider war das Seeing bei dieser Aufnahme nicht ganz so perfekt wie am 30.8.2003.
Zum Vergleich rechts eine um 180 Grad gedrehte, beschriftete Aufnahme mit dem Hubble Weltraumteleskop.


9ma3a.jpg
Eine weniger gute, aber immernoch brauchbare Aufnahme entstand am 4.6.2003


9ma6av2.jpg
Sehr gutes Seeing herrschte am 6.9.2003.
Am linken unteren Bildrand ist Olympus Mons zu sehen. Im oberen Bereich sind einige mutmaßiche Krater markiert.

9ma6av.jpg


namkart03.jpg
Aus den vorhandenen Bildern von Sebastian Voltmer und mir wurde versucht eine Markskarte zu erstellen. Die Karte hatte eine Lücke die jedoch mit Aufnahmen von Stefan Seip und dem Team Mars03 in Chile geschlossen werden konnte.

http://www.astrode.de/marska03c.jpg

Einen kompletten Bericht zu den in Namibia entstandenen Bildern sowie eine Rotationsanimation gibt es unter:
http://www.astrode.de/nampl03.htm#v2




Das sehr gute Seeing und die geringe Luftfeuchtigkeit begünstigte auch die Beobachtung der Marsmonde Phobos und Deimos. Durch die ruhige Luft wurde bei der Photografie das Licht der winzigen Himmelskörper auf wenige Pixel konzentriert. Selbst auf den Webcam-Rohbildern waren die Monde problemlos zu erkennen.

namamo03gr.gif
Alle Einzelbilder sind fokal am C14 mit f/10 entstanden.


Bei genauer Betrachtung ist bei Phobos eine Helligkeitsänderung zu beobachten. Dies ist auf die Rotation des kartoffelförmigen Mondes zurückzuführen. Phobos besitzt wie der Erdmond eine gebundene Rotation. Die Längsachse weißt in Richtung Mars. Dies führt dazu das der Mond bei seiner max. Elongation auch seine größte Helligkeit erreicht. In Planetennähe ist er etwa 1 mag schwächer.

Mamona03.jpg
Alle Einzelaufnahmen des Summenbildes wurden identisch verarbeitet!




mamona03b.jpg
Trotz des gewaltigen Helligkeitsunterschiedes von 1:100000 konnte Phobos fast über die Hälfte seiner Bahn verfolgt werden.



Page mit Aufnahmen der Mars-Sternbedeckung vom 14.1.2004

Weitere Infos zum roten Planeten und Marsaufnahmen aus der letzten Perihelopposition von 1988
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Einen kompletten Bericht zu den in Namibia entstandenen Bildern sowie eine Rotationsanimation gibt es unter:
http://www.astrode.de/nampl03.htm#v2