Fachbereich Geowissenschaften

Bedeckung des Jupiters und der Galileischen Monde durch Deimos 

Am 14. Februar 2022 in Orbit 22,859 war eine dieser Gelegenheiten: Der kleinere der beiden Marsmonde, Deimos, schob sich von Mars Express aus gesehen vor Jupiter und seine vier Galileischen Monde. In dieser Animation sieht man, wie Deimos zuerst Europa und Ganymed, dann Jupiter, und zuletzt Io und Kallisto verdeckt. Sie wurde aus 80 Bildern erstellt, die mit dem 985-mm-Teleobjektiv SRC der HRSC aufgenommen wurden. Eine solche Beobachtung ist sehr selten möglich, da sich Deimos dafür genau in der Bahnebene der Jupitermonde befinden muss. Diese vier größten Monde des Jupiters sind dabei nur als kleine weiße Punkte zu erkennen. Ihr Abstand zur Kamera beträgt immerhin 745 Millionen Kilometer (das sind 5 astronomische Einheiten (AU) bzw. 5 Mal der Abstand von der Erde zur Sonne!). Durch den Helligkeitsunterschied zu Deimos wären sie neben dem extrem hellen Jupiter auf den Bildern obendrein gar nicht zu erkennen gewesen, hätte man diese Bilder an den Positionen der Monde nicht separat kontrastverstärkt. Die leichten Auf- und Abbewegungen von Deimos sind leichten Schwankungen von Mars Express geschuldet, die nach Rotationsbewegungen des Satelliten in Richtung der zu beobachtenden Ziele durch das Nachpendeln seiner Solarzellen mit zwölf Metern Spannweite sowie der sieben und zwanzig Meter langen Radarantennen entstehen.

Solche Aufnahmen werden natürlich nicht nur zum ästhetischen Vergnügen gemacht, sondern dienen einem wichtigen wissenschaftlichen Zweck: der genauen Bestimmung der Umlaufbahnen der Marsmonde. Durch die Gezeitenkräfte des Mars verändern sich beide Umlaufbahnen ständig. 

Phobos bewegt sich auf den Mars zu, Deimos von ihm weg. Eine ständige Neuberechnung ihrer Bahnen ist daher essenziell. Da man die Position von Jupiter und seinen Monden sehr genau kennt, kann man sie in diesen Bildern als Referenzkörper zur Lagebestimmung von Deimos nutzen.

Die Abbildung zeigt einen Ausschnitt aus der Animation. Zu sehen ist der Gasplanet Jupiter und dessen Monde Europa, Ganymede, Io und Callisto:

Bedeckung von Deimos durch Phobos

Ein anderes Beispiel für solche ästhetisch wertvollen Astrometrieaufnahmen ist in der zweiten hier gezeigten Animation zu sehen: Der größere und innere Marsmond Phobos schiebt sich vor Deimos. Hierfür wurden 19 SRC-Bilder aneinandergefügt, die am 30. März 2022 aufgenommen wurden. Der Abstand zu Phobos beträgt hier 12,261 Kilometer, der zu Deimos 27,907 Kilometer. Der Größenunterschied der beiden unregelmäßig geformten Körper ist aus dieser Perspektive nicht mehr ganz realistisch zu erkennen: Phobos misst an seiner größten Achse etwa 27 Kilometer, während Deimos maximal 15 Kilometer durchmisst. 

Die Berechnungen der Umlaufbahnen der Marsmonde ist von der Erde aus gesehen sehr schwierig. Der helle Mars überstrahlt die Monde, die sich obendrein sehr nah an ihrem Planeten befinden, so sehr, dass sie nur mit größeren Teleskopen zu beobachten sind. Eine Beobachtung per Marskamera mit dem Roten Planeten „im Rücken“ ist dementsprechend viel leichter und erzielt weitaus genauere Ergebnisse. Nicht zuletzt für die japanische Martian-Moons-eXploration-Mission (MMX), die mit europäischer Beteiligung einen Lander auf Phobos absetzen wird, ist das Wissen um die exakte Position der Monde auf ihrer Bahn um den Mars von essenzieller Bedeutung.