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Mars Opposition 2003

Im Jahr 2003, am 28. August , erleben wir eine äusserst seltene, nahe Erde-Mars-Opposition. Der Abstand beider Planeten wird so gering (55,82 Mio km), wie seit weit über 2000 Jahren nicht mehr. Der rote Planet wird daher auf der Erde als glänzender und brillianter hellroter Lichtpunkt am Nachthimmel strahlen. Allerdings nur um 25° über dem Horizont, auf unserer geographischen Breite von ca. 50°. Seine Helligkeit ist dann -2,9m, sein Durchmesser 25,1″, die Deklination -15,8°. Wer das Glück hat zu diesem Zeitpunkt im Süden zu weilen, sagen wir so um die 20° N, dann steht er in 55° Höhe über dem Horizont, der kann ihn dann wirklich als sehr aufallendes brilliantes Objekt am Nacht-Himmel erleben. Nur der Mond und Venus strahlen noch heller, Venus ist jedoch zu diesem Zeitpunkt nur am Taghimmel zu sehen, so dass der Nachthimmel in der Helligkeit vom Mars dominiert wird und als strahlendes Objekt tief am Himmel in südöstlicher Richtung eigenlich nicht zu übersehen ist. Wer trotzdem im August nicht zum Nachthimmel schaut, kann den Anblick nicht nachholen, erst im August 2287 wiederholt sich diese Konstellation.

Man (allerdings nicht jeder) kann sich jedoch auch noch mit weiteren Ereignissen in 2018 (63,55 Mio km Abstand) und 2035 (60,12 Mio km Abstand) trösten, die den Abstand des Jahres 2003 nicht erreichen , jedoch Teil eines Zyklus von 15 Jahren besonders günstiger Oppositionen sind:

Folgendermaßen änderte sich die Größe des im Fernrohr sichtbaren Mars-Scheibchens im Verlauf einer nahen Opposition im Jahr 1971:

Datum (1971) Durchmesser des Marsscheibchens Januar 5,0″ Februar 6,0″ März 7,1″ April 8,9″ Mai 11,8  Juni 16,2″ Juli 21,8″ August 24,9 “ September 20,8″ Oktober 15,4″ November 11,4″ Dezember 9,0″

Die Opposition in 2003 bringt sogar noch eine kleine Verbesserung. Vielleicht nehmen Sie die Gelegenheit wahr, und wiederholen Sie am Teleskop die Messung.

Die folgende Tabelle zeigt Entfernung (in Mio. Meilen/Kilomter), Helligkeit (in mag.) und Sternbild zum entsprechenden Zeitpunkt, vom 8. Nov. 2002 bis zur Marsopposition im August 2003 an.

November 8 225.70/363.15 +1.8 Virgo 4:01 a.m. After sunrise November 22 218.07/348.91 +1.7 Virgo 3:52 a.m. After sunrise December 6 209.06/336.38 +1.7 Virgo 3:42 a.m. After sunrise December 20 199.58/319.33 +1.6 Libra 3:33 a.m. After sunrise January 4 188.24/302.88 +1.5 Libra 3:23 a.m. After sunrise January 18 177.27/283.63 +1.4 Libra 3:14 a.m. After sunrise February 5 162.20/260.98 +1.2 Ophiuchus 3:00 a.m. After sunrise February 19 150.59/240.94 +1.1 Ophiuchus 2:49 a.m. After sunrise March 3 140.18/225.55 +0.9 Sagittarius 2:37 a.m. After sunrise March 17 128.46/205.54 +0.7 Sagittarius 2:18 a.m. After sunrise April 2 114.89/184.86 +0.5 Sagittarius 1:58 a.m. After sunrise April 16 103.74/165.98 +0.3 Sagittarius 2:36 a.m.* After sunrise May 1 91.93/147.92 0.0 Capricornus 2:09 a.m.* After sunrise May 15 81.80/130.88 -0.3 Capricornus 1:40 a.m.* After sunrise May 31 70.55/113.51 -0.7 Capricornus 1:05 a.m.* After sunrise June 14 61.91/99.06 -1.0 Aquarius 12:28 a.m.* After sunrise June 30 52.61/84.65 -1.4 Aquarius 11:45 p.m.* 5:01 a.m.* July 14 45.83/73.33 -1.8 Aquarius 11:02 p.m.* 4:22 a.m.* July 29 39.79/64.02 -2.3 Aquarius 10:11 p.m.* 3:30 a.m.* August 12 36.16/57.86 -2.6 Aquarius 9:15 p.m.* 2:31 a.m.* August 27 34.67/55.78 -2.9 Aquarius 8:08 p.m.* 1:19 a.m.*

Für den Astro- Amateur bietet die Konstellation der Mars Opposition jedoch noch eine weitere Gelegenheit für eine kleine Spielerei am Teleskop.

Bestimmung der relativen Entfernung der Planeten Mars und Erde von der Sonne, durch die Beobachtung der Rückläufigkeit von Mars bei seiner Oppositionsstellung

Die folgende Rechnung basiert auf der Annahme einer Kreisbahnen von Erde und Mars. Dies ist eine Vereinfachung die jedoch nicht so gravierend ist, dass das Ergebnis sehr stark verfälscht wird, wie wir noch sehen werden. Mars hat eine relativ starke Exzentrizität von e = 0,093, was in derVarianz der Sonnenentfernungen, Rmin = 206,7 Mio km und Rmax = 249,2 Mio km, deutlich wird. Seit den Keplerschen Gesetzen wissen wir, dass die Radien der Planetenbahnen und ihre Umlaufzeiten in einem festen Verhältnis zueinander stehen.(siehe 3. Keplersches Gesetz). Die Bahngeschwindigkeit eines Planeten ergibt sich aus dem Newtonschen Gravitationsgesetz im Vergleich mit der Fliehkraft des Körpers und ist v ~ ( 1/R )1/2. Da der Radius der mittleren Marsbahn größer ist, als die mittlere Erdbahn, bewegt sich Mars langsamer um die Sonne als die Erde. Wenn nun Mars in Opposition zur Erde steht, ist die Differenz der Bahngeschwindigkeiten an der Rückläufigkeit von Mars am Himmel zu beobachten und zu messen. Dazu betrachten wir die physikalischen Zusammenhänge und führen folgende Größen ein:

w Winkelgeschwindigkeit R Bahnradius v Umfangsgeschwindigkeit (Bahngeschwindigkeit)

v = w * R

In der Oppositionsstellung ergibt sich dann für die Bahngeschwindigkeit der Erde:

vE = RES * wE Indizes: E = Erde, ES = Erde-Sonne, M=Mars vM = RMS * wM MS = Mars-Sonne

Die scheinbare relative Bewegung ergibt sich dann zu:

vM – vE = wM * RM – wE * RES

Ein Beobachter auf der Erde sieht diese retrograde Bewegung der relativen Winkelgeschwindigkeit wR als -wR * RME

So kommen wir zu der Beziehung:

wM * RMS – wE * RES = -( wR * RME ) = -wR * ( RMS – RES ) = wR * RES – wR * RMS

oder:

wM * RMS + wR * RMS = wE * RES + wR * RESRMS / RES = (wE + wR )/( wM + wR)

Es ist wE = 360°/365,25 Tage = 0,986°/Tag (Mittelwert) und wM = 360°/687 Tage = 0,524°/Tag (Mittelwert), das siderische Jahr von Mars, aus dem wM errechnet wird, beträgt 687 Tage und unterscheidet sich von einem Marsjahr (synodische Periode), das 780 Tage dauert.

Aus der Beobachtung in der Oppositionsstellung von Mars findet man, dass wR, also die max. Winkelgeschwindigkeit der rückläufigen Bewegung ~0,42° pro Tag beträgt.

Daraus ergibt sich: RMS / RES = (0,42 + 0,986)/(0,42 + 0,542) = 1,49 AE

Oder in Worten, der Marsabstand von der Sonne ist das 1,49-fache des Abstandes der Erde von der Sonne. In der Literatur findet man den mittleren Abstand von 1,5236915 AE. Wenn man also 0,42° pro Tag misst, liegt man ca.2% neben dem wirklichen Wert.

Willy Mahl 31.10.2002