Können Organismen auf dem Mars überleben?

Die Erde ist ein ganz besonderer Planet: Sie ist der einzige Himmelskörper im Sonnensystem, von dem wir wissen, dass er Leben beherbergt. Oder gibt es doch weitere Planeten und Monde, auf denen Leben vorstellbar wäre?

Der Mars wird hier immer zuerst genannt, er hat viele Eigenschaften mit der Erde gemeinsam und in seiner geologischen Vergangenheit strömte auch Wasser über seine Oberfläche. Doch heute sind die Bedingungen auf dem Mars so extrem, dass es schwer vorstellbar ist, dass Organsimen, wie wir sie von der Erde kennen, auf dem kalten und trockenen Wüstenplaneten überleben könnten.

Herauszufinden, ob es doch möglich ist, war eines der Ziele des vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt koordinierten Experiments BIOMEX (BIOlogy and Mars EXperiment) auf der Internationalen Raumstation ISS. Jetzt liegen die Ergebnisse vor:

Tatsächlich sind manche irdische biologische Substanzen und Strukturen sehr hart im Nehmen. Sie überlebten grenzwertige Umweltbedingungen während eines 18-monatigen Stresstests im Weltall. Dabei waren Proben unterschiedlicher Organismen wie Bakterien, Algen, Flechten und Pilze auf einer Außenplattform der ISS insgesamt 533 Tage dem Vakuum, intensiver UV-Strahlung und extremen Temperatur-Unterschieden ausgesetzt.

BILD: Die EXPOSE-R-Versuchsanordnung mit BIOMEX auf der ISS

„Einige der Organismen und Biomoleküle haben im offenen Weltraum eine enorme Strahlungsresistenz gezeigt und kehrten tatsächlich als ‚Überlebende‘ aus dem All zur Erde zurück“, zeigt sich Dr. Jean-Pierre Paul de Vera vom DLR-Institut für Planetenforschung in Berlin-Adlershof beeindruckt. Dem Astrobiologen oblag die wissenschaftliche Leitung von BIOMEX:

„Wir haben u.a. Archäen, also einzellige Mikroorganismen, wie es sie auf der Erde seit über dreieinhalb Milliarden Jahren im salzigen Meerwasser gibt, untersucht. Unsere ‚Probanden‘ sind Verwandte, die aus dem Permafrost der Arktis isoliert wurden. Sie haben unter Weltraumbedingungen überlebt und sind zudem mit unseren Instrumenten detektierbar. Solche Einzeller wären Kandidaten für Lebensformen, die wir uns auch auf dem Mars vorstellen könnten.“

Leben auf dem Mars scheint nicht unmöglich zu sein Mit diesem Ergebnis wurde das Hauptziel des Experiments erreicht: Prinzipiell scheinen manche Lebewesen, die auf der Erde unter extremen Umweltbedingungen vorkommen, sogenannte „extremophile“ Organismen, auch auf dem Mars existieren zu können.

„Das bedeutet freilich noch lange nicht, dass Leben auch wirklich auf dem Mars vorkommt“, schränkt de Vera ein. „Aber die Suche danach ist nun mehr denn je die stärkste Triebfeder für die nächste Generation von Raumfahrtmissionen zum Mars.“

Quelle und Fortsetzung der Meldung hier: https://www.dlr.de/dlr/presse/desktopdefault.aspx/tabid-10172/213_read-32959


Der Mars-Maulwurf des DLR hämmert sich erstmals in den Untergrund des Roten Planeten

Am 28. Februar 2019 hat sich der Marsmaulwurf des DLR (Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt) erstmals vollautomatisch in den Marsboden gehämmert. In einem ersten Schritt drang er über eine Phase von vier Stunden mit 4000 Hammerschlägen etwa 18 bis 50 Zentimeter in den Marsboden ein.

GRAFIK: Nach ihrem Start landete die NASA-Sonde InSight etwas nördlich des Mars-Äquators und entfaltete seine Solarpanele. (Foto: NASA/JPL-Caltech)

„Bei seinem Weg in die Tiefe ist der Maulwurf anscheinend auf einen Stein getroffen, hat sich um etwa 15 Grad geneigt und diesen beiseitegedrückt oder sich an ihm vorbeigeschoben“, sagt der wissenschaftliche Leiter des HP3-Experiments Prof. Tilman Spohn:

„Anschließend hat er sich in fortgeschrittener Tiefe gegen einen weiteren Stein gearbeitet, bis die geplante vierstündige Betriebszeit der ersten Sequenz abgelaufen war.“

Bei Tests auf der Erde zeigte sich, dass die stabförmige Rammsonde in der Lage ist, kleinere Steine zur Seite zu schieben, was allerdings sehr zeitintensiv ist.

Nach einer Abkühlpause wollen die Forscher den Maulwurf in einer zweiten Sequenz für erneut vier Stunden weiterhämmern lassen. In den Folgewochen mit weiteren Abschnitten wollen sie bei ausreichend porösem Untergrund eine Zieltiefe von drei bis fünf Metern erreichen. 

Dabei zieht der Maulwurf hinter sich ein mit Temperatursensoren bestücktes, fünf Meter langes Flachbandkabel in den Marsboden hinein.

Die Sonde pausiert nach jedem Schritt für etwa drei Marstage (Sol), um nach dem mehrstündigen Hämmern mit Reibung und Hitzeentwicklung etwa zwei Tage abzukühlen und dann bei ausreichender Tiefe die Wärmeleitfähigkeit des Bodens zu messen.

„Dazu wird eine Folie in der Hülle des Maulwurfs mit bekannter elektrischer Leistung für einige Stunden geheizt“, erklärt DLR-Planetenforscher Dr. Matthias Grott: „Der gleichzeitig gemessene Anstieg der Temperatur der Folie gibt uns dann ein Maß für die Wärmeleitfähigkeit des unmittelbar umgebenden Bodens.“

Ergänzend misst das am InSight-Lander angebrachte Radiometer die Temperatur des Marsbodens an der Oberfläche, die von leichten Plusgraden bis fast minus hundert Grad Celsius schwankt.

Quelle und ausführlicher Text hier: https://www.dlr.de/dlr/presse/desktopdefault.aspx/tabid-10172/213_read-32400/#/gallery/33593


Totale Mondfinsternis am 21. Januar 2019

Mond taucht in den Erdschatten und verfärbt sich

Der Mond zieht uns gerade besonders in seinen Bann: Am 24. Dezember 2018 jährte sich zum 50. Mal die Mondrumrundung der Apollo-8-Astronauten, wenige Tage später, am 3. Januar 2019, landete die chinesische Mondsonde Chang’e 4 auf der erdabgewandten Seite des Mondes.

Am 21. Januar wird sich eine in Deutschland und Europa relativ gut sichtbare totale Mondfinsternis ereignen ‒ sofern das Wetter mitspielt.

„Das Ereignis einer Mondfinsternis hat die Menschen seit jeher fasziniert und sie in früheren Zeiten oft in Furcht und Schrecken versetzt. Eine totale Mondfinsternis, bei der der Mond komplett in den Kernschatten der Erde eintritt und die Vollmondscheibe eine bräunliche, kupferrote bis strahlendorangene Farbe annimmt, galt etwa in der antiken Welt als ein Zeichen der Götter, die im Himmel residierten und von dort aus übermächtig in das irdische Geschehen eingriffen“, erklärt Astronom und Planetenforscher Dr. Manfred Gaida vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Bonn.

Da der Mond während der Finsternis mit 357.000 Kilometer Distanz in Erdnähe steht und in deren Verlauf zum westlichen Horizont „absteigt“, könnte es sein, dass er dem Betrachter mit bloßen Auge ein wenig größer und auffallender erscheint, als wenn er sich weiter weg von unserem Heimatplaneten befände.

In Mitteleuropa dürfen wir uns jedenfalls auf die frühen Morgenstunden des 21. Januars freuen, wenn der Erdbegleiter für eine gute Stunde in den Kernschatten der Erde eintaucht und sich braun- bis kupferrot verfärbt. Erst an Silvester 2028 und in der Nacht vom 21. auf den 22. Dezember 2029 werden in Mitteleuropa zwei totale Mondfinsternisse stattfinden, die ebenfalls günstig zu beobachten sein werden.

BILD: Konstellation von Sonne, Erde und Mond bei einer Mondfinsternis (Fotos: NASA)

Heute weiß man, dass die Ursache für die geheimnisvolle Färbung des Mondes bei seinem „Verschwinden“ darin liegt, dass das langwellige rote Licht der Sonnenstrahlen gebrochen und in Richtung der Oberfläche des Erdbegleiters gelenkt wird, während die kurzwelligen blauen Lichtwellen vollständig in der Erdatmosphäre gestreut werden. Zusätzlich sorgen Staub, Asche und Aerosole in der Hochatmosphäre für die satte Farbe, die die Mondfinsternis zu einem spektakulären Ereignis werden lässt.

Ein Astronaut, der zur gleichen Zeit auf dem Mond stände und in Richtung Erde blickte, sähe die Nachtseite der Erde, umsäumt von einem rötlich schimmernden dünnen Lichtsaum ‒ eine totale Sonnenfinsternis.

Der Verlauf der Mondfinsternis am 21. Januar 2019 Um Mitternacht erreicht der Vollmond im Süden eine Höhe von rund 60 Grad über dem Horizont und sinkt dann bis zu seinem Untergang um 8.19 Uhr (alle Zeitangaben in MEZ, für 50 Grad Nord und 10 Grad Ost) langsam zum westlichen Horizont hin ab.

Kurz nach halb vier morgens, um 3.35 Uhr, beginnt die Finsternis, wenn der Mond in südwestlicher Richtung gut 40 Grad am Himmel hoch in den Halbschatten der Erde eintritt. Eine Stunde später, um 4.34 Uhr, hat sein Rand die Kernschattenzone erreicht, in die er nun eindringt, bis er um 5.41 Uhr darin vollständig eingetaucht ist.

Jetzt ist der Mond ganz verfinstert und wird es noch bis 6.44 Uhr bleiben. Dann tritt er allmählich auf der anderen Seite aus dem Kernschatten aus, wenige Minuten bevor die so genannte bürgerliche Dämmerung anbricht. Um 7.51 Uhr hat unser Erdbegleiter schließlich den Kernschatten komplett verlassen: Inzwischen steht der Mond nur noch wenige Grad über den Horizont. Um 8.19 Uhr geht er dann infolge der weiter fortgeschrittenen Erdrotation Richtung Westnordwest unter.

Zu diesem Zeitpunkt ist die Halbschattenfinsternis noch im Gange; sie endet erst, für uns nicht mehr sichtbar, um 8.50 Uhr, wenn hierzulande die ersten Sonnenstrahlen bereits den winterlichen Erdboden erwärmen.

Quelle und Fortsetzung der Meldung hier: https://www.dlr.de/dlr/presse/desktopdefault.aspx/tabid-10172/213_read-31816/year-all/#/gallery/33282


Sternschnuppen-Naturschauspiel am 14.12. – Forscher klären den Ursprung der Geminiden

Wer um den 14. Dezember 2018 in den klaren Abendhimmel blickt, kann Zeuge eines außergewöhnlichen Naturschauspiels werden: den Geminiden. Über mehrere Tage hinweg lassen sich – bei entsprechenden Witterungsbedingungen – zahlreiche gelb-weiß leuchtende Sternschnuppen beobachten.

Der Ursprung des Meteorschauers konnte jedoch bis heute nicht zweifelsfrei geklärt werden. Nun entwickelten Wissenschaftler ein Modell, das die Geminiden als kosmische Spur des erdnahen Asteroiden Phaeton erklärt.

BILD: Der Asteroid Phaeton ist der Quellkörper der Geminiden. (Foto: ESA – P.Carril)

„Phaeton stand als Quellkörper immer mal wieder in der Diskussion, es fehlte letztendlich aber noch eine überzeugende Erklärung, wie dieser Asteroid einen Meteorstrom hervorbringen kann“, sagt Prof. Tilman Spohn vom DLR-Institut für Planetenforschung, Co-Autor der Veröffentlichung.

Die meisten Meteorschauer werden von Kometen hervorgebracht. Durch Sonneneinstrahlung verdampft Eis und das Gas reißt Staubteilchen von der Oberfläche mit sich. Wenn die Erde die Kometenbahnen kreuzt, werden diese Staubteilchen, die in der Erdatmosphäre verglühen, zu Sternschnuppen. Die Umlaufbahn der Geminiden um die Sonne beträgt nur 1,65 Jahre, zu kurz für einen Kometen.  

1983 entdeckten Astronomen Phaeton, einer der größten bekannten erdbahnkreuzenden Asteroiden. Nach neuesten Messungen beträgt sein Durchmesser 5,8 Kilometer. Am 16. Dezember 2017 passierte er die Erde zuletzt in nur zehn Millionen Kilometern Entfernung.

Phaeton gehört zur Gruppe der Apollo-Asteroiden und zieht auf einem stark elliptischen Orbit fast dieselbe Bahn um die Sonne wie die Geminiden. Asteroiden bestehen im Gegensatz zu Kometen in der Regel hauptsächlich aus festen Stoffen und lassen somit keine flüchtigen Stoffe an ihrer Oberfläche ausgasen. Dennoch ist bei dem fast kugelförmigen Phaeton in regelmäßigen Abständen in seinem Perihel – dem sonnennächsten Punkt – ein Staubschweif zu beobachten.

Quelle und Fortsetzung der Meldung hier: https://www.dlr.de/dlr/desktopdefault.aspx/tabid-10252/356_read-31355/#/gallery/32955


MASCOT landete sicher auf dem Asteroiden

Der Asteroid Ryugu hat in 300 Millionen Kilometern Entfernung von der Erde einen neuen Bewohner: Lander MASCOT wurde am 3. Oktober 2018 auf dem Asteroiden abgesetzt und nahm seine Arbeit auf.

Um 3.58 Uhr Mitteleuropäischer Zeit wurde das Landegerät erfolgreich von der japanischen Raumsonde Hayabusa2 getrennt. Damit beginnen für das internationale Team aus Ingenieuren und Wissenschaftler die 16 Stunden, in denen der Lander mit Messungen auf der Asteroidenoberfläche beginnt.

BILD: Die künstlerische Darstellung zeigt, wie der Lander MASCOT auf den Asteroiden sinkt (Foto: DLR)

Am Tag zuvor hatte sich die Sonde Hayabusa2 der japanischen Raumfahrtagentur auf den Weg in Richtung Ryugu gemacht. In einer Höhe von 51 Metern wurde MASCOT ausgeklinkt und fiel im freien Fall – langsamer als ein irdischer Fußgänger – auf sein Ziel, den Asteroiden, zu.

Im MASCOT-Kontrollraum am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) sowie im angrenzenden Wissenschaftlerraum war die Erleichterung über die erfolgreiche Separation und die Bestätigung der Landung deutlich spürbar: „Es hätte nicht besser laufen können“, erklärte MASCOT-Projektmanagerin Dr. Tra-Mi Ho vom DLR-Institut für Raumfahrtsysteme: „Aus den Betriebsdaten des Landers konnten wir erkennen, dass er sich von der Raumsonde trennte und nach rund 20 Minuten auf der Asteroidenoberfläche zur Ruhe kam.“

Bereits der Moment der Separation gehört zu den Risiken während der Mission: Wäre MASCOT nicht wie geplant und oftmals getestet ohne Probleme aus dem Mutterschiff separiert worden, hätte das irdische Team kaum Möglichkeiten gehabt, dieses Problem zu beheben. Doch alles verlief reibunglos:

Bereits während des Abstiegs auf den Asteroiden schaltete die Kamera MASCAM ein und nahm 20 Bilder auf, die nun an Bord der japanischen Sonde gespeichert sind.

Auch das Team des Magnetometers konnte in den von MASCOT gesendeten Daten erkennen, dass das Instrument bereits der vor der Separation einschaltete und Messungen durchführte:

„Die Messungen zeigen das relativ schwache Feld des Sonnenwindes und die sehr starken magnetischen Störungen durch das Raumfahrzeug“, erläutert Prof. Karl-Heinz Glaßmeier: „Im Moment der Separation erwarteten wir eine deutliche Abnahme des Störfeldes – und diese wir konnten wir auch deutlich erkennen.“

Schon 20 Minuten nach der Separation kam MASCOT auf der Oberfläche zur Ruhe. Nun analysiert das Team die Betriebsdaten, die MASCOT zur Erde sendet, um zu erfahren, was in 300 Millionen Kilometern Entfernung von der Erde auf dem Asteroiden Ryugu geschieht.

Quelle und Fortsetzung der DLR-Meldung hier: https://www.dlr.de/dlr/presse/desktopdefault.aspx/tabid-10172/213_read-30118/#/gallery/32227

 


Die Ballonmission von NASA und DLR betreibt Jagd auf silbrig-weiße Wolken

Am oberen Rand unserer Atmosphäre existiert eine dünne Schicht silbrig-weißer Eiswolken. Die als leuchtende Nachtwolken oder auch polare Mesosphärenwolken bekannten Wolken bilden sich im Sommer in 83 Kilometern Höhe über den Polen unserer Erde. 

Eine Langzeit-Ballon-Mission der NASA mit einem Instrument des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) an Bord konnte diese Wolken über einen Zeitraum von fast sechs Tagen hochpräzise an ihrem Ursprungsort in der Mesosphäre beobachten.

BILD: Blick über Nord-Kanada mit dem Lidar-Teleskop im Vordergrund (Foto: NASA)

Mit Hilfe der Ergebnisse werden Wissenschaftler Turbulenz in der Atmosphäre, aber auch in Ozeanen, Seen und anderen Planetenatmosphären besser verstehen, und vielleicht sogar Wettervorhersagen präzisieren.

Am 8. Juli 2018 startete ein riesiger Ballon zur Untersuchung von NLC. Für fast sechs Tage fuhr der Ballon in 38 km Höhe von seinem Start in Esrange (Schweden) durch die Stratosphäre über die Arktis bis in den Westen von Nunavut (Kanada). Während seiner Fahrt nahmen Kameras an Bord des Ballons sechs Millionen hochauflösende Bilder mit einem Datenvolumen von 120 Terabyte auf, wobei die meisten Bilder NLC in verschiedenen Stadien zeigen. Unter anderem lassen diese Bilder Prozesse erkennen, die zu Turbulenz führen.

„Was wir bisher gesehen haben, sieht nach einem sehr spektakulären Datensatz aus“, sagt der Leiter der PMC Turbo-Mission, Dave Fritts, von GATS in Boulder (USA):

„Unsere Kameras haben wahrscheinlich einige wirklich interessante Ereignisse erfasst und wir hoffen, damit neue Einblicke in die komplexe Dynamik zu gewinnen“.

BILD: Die am Startfahrzeug hängende Ballon-Gondel (Foto: DLR)

Leuchtende Nachtwolken entstehen aus Eisteilchen, welche auf winzigen Meteorstaub-Partikeln in der oberen Atmosphäre kondensieren. Sie erscheinen als intensiv silbrig-hellblau leuchtende Wolken, die im Sommer vom Rand der Polarregionen kurz nach Sonnenuntergang vom Boden aus beobachtbar sind.

Die Wolken werden von sog. atmosphärischen Schwerewellen beeinflusst. Schwerewellen entstehen zum Beispiel durch Konvektion in der Atmosphäre oder wenn Luft getrieben von Wind aufgrund von Bergketten nach oben ausweichen muss. Die entstehenden Wellen spielen eine wesentliche Rolle beim Transport von Energie von der unteren Atmosphäre bis hinauf zur Mesosphäre.

„Es ist uns zum ersten Mal gelungen, den Energiefluss von den größeren Schwerewellen hin zu kleineren Instabilitäten und Turbulenz in der oberen Atmosphäre direkt abzubilden“, sagte Fritts. „In diesen Höhen kann man das Brechen der Schwerewellen direkt sehen – ähnlich wie das Brechen von Meereswellen am Strand – und den Übergang zu Turbulenz beobachten.“

Zur Beobachtung der Wolken war die Nutzlast des PMC Turbo-Ballons mit sieben speziell angefertigten Kamerasystemen ausgerüstet. Jedes System umfasste eine hochauflösende Kamera, eine Computer- und Kommunikationseinheit, sowie 32 Terabyte Datenspeicher. Die Kamerasysteme waren so angeordnet, dass sie sowohl ein Mosaik von Weitwinkelaufnahmen mit einem Blickfeld von 160 km aufnehmen, als auch mit kleineren Sichtfeldern turbulente Strukturen mit einem Durchmesser von 20 Metern abbilden konnten.

Quelle und Fortsetzung der Meldung hier: https://www.dlr.de/dlr/presse/desktopdefault.aspx/tabid-10172/213_read-29919#/gallery/32122


DLR-Studie: Alkoholkonsum kann geistige Fähigkeiten und Reaktionsklarheit vermindern

Alkohol kann die kognitiven Fähigkeiten eines Menschen deutlich vermindern.

Ein Team unter Beteiligung von Forschern des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) und dem Forschungszentrum Jülich konnten nun zeigen, dass Personen, die besonders stark von Alkohol beeinträchtigt werden, auch empfindlich auf Schlafentzug reagieren.

Langfristig könnten diese Erkenntnisse dabei helfen, Unfälle zu vermeiden, die durch Übermüdung entstehen, schreiben die Wissenschaftler im Fachmagazin PNAS.

BILD: Links Frau Dr. Elmenhorst, rechts eine Probandin (Foto: DLR)

„Wie gut jemand mit Schlafmangel zurechtkommt, variiert von Mensch zu Mensch deutlich. Es gibt Personen, die zwei Tage lang wach bleiben können, ohne dass ihre geistigen Fähigkeiten dadurch leiden“, erklären Eva-Maria und David Elmenhorst.

Ebenso gibt es Menschen, bei denen sich trotz eines hohen Alkoholspiegels im Blut die Reaktionszeit kaum verschlechtert.

Die Forscher wollten herausfinden, ob zwischen beiden Phänomenen ein Zusammenhang besteht und haben dies in einem Kooperationsprojekt untersucht.

Tests mit Schlafmangel und unter Alkoholeinfluss

Bei einem Versuch im Schlaflabor des DLR wurden knapp fünfzig Probanden achtunddreißig Stunden lang am Einschlafen gehindert. Danach führten sie einen zehnminütigen Reaktionstest durch. An einem anderen Tag nahmen sie eine individuell berechnete Menge Wodka zu sich – und wieder wurde ihre Reaktionszeit ermittelt. 

„Wer unter Alkoholeinfluss beim Reaktionstest gut abgeschnitten hatte, dem konnte auch der Schlafentzug nichts anhaben. Umgekehrt machte denjenigen Probanden der Schlafmangel zu schaffen, die mit langen Reaktionszeiten auf den Wodka reagiert hatten“, berichtet Dr. Eva-Maria Elmenhorst.

Ein Versuch, bei dem die Probanden über fünf Tage hinweg einer verkürzten Nachtruhe ausgesetzt wurden, konnte diese Ergebnisse bestätigen. „Das spricht dafür, dass sowohl die Anfälligkeit für Alkohol als auch für Schlafentzug über einen gemeinsamen biochemischen Mechanismus gesteuert werden“, sagt David Elmenhorst.

Wie der im Detail aussieht, sei im Moment noch nicht eindeutig zu beantworten. Eine Schlüsselfunktion dürfte aber wohl dem körpereigenen Botenstoff Adenosin zukommen, vermutet der Neurowissenschaftler.

Die Substanz spielt eine zentrale Rolle für den Energiehaushalt des Organismus. Je länger ein Mensch wach bleibt, umso mehr Adenosin sammelt sich in seinem Gehirn an. Der Stoff dockt an der Oberfläche von Nervenzellen an und betätigt dort eine bestimmte Art von molekularen Schaltern, die Adenosin-Rezeptoren.

Diese wirken ähnlich wie ein elektrischer Dimmer und schalten die Neuronen von „wach“ auf „müde“ um. Dadurch steigt der Drang zum Einschlafen über den Tag hinweg kontinuierlich an.

Quelle und Fortsetzung der Meldung des DLR hier: https://www.dlr.de/dlr/presse/desktopdefault.aspx/tabid-10172/213_read-28913#/gallery/31408