Über den Anblick des Mars für Beobachter

Einige Anmerkungen, wie die physischen Ephemeriden für die Planung und Auswertung von Beobachtungen hilfreich sind

Einleitend ein Rückblick auf den Kalender für Sternfreunde:

Leider gab es den Kalender für Sternfreund von Dr. Paul Ahnert nur bis 2014. Paul Ahnert wurde am 17. November 1897, also vor 125 Jahren, geboren. Seit 1948 war dieses kleine Jahrbuch ein unentbehrlicher Begleiter für astronomisch Interessierte. Paul Ahnert war bereits 51 Jahre. Nach seinem Ableben im Jahr 1989 wurde dieser Kalender zunächst von verschiedenen Autoren weitergeführt.

Dieser Kalender vermittelte 66 Jahre lang, davon 41 Jahre von Ahnert, zuverlässig wichtige Daten über die Himmelskörper. Jüngere Beobachter werden möglicherweise diesen Kalener von Ahnert nicht mehr kennen. In meiner Homepage sind davon einige Tabellen nachempfunden.

Die physischen Ephemeriden vermitteln Daten aus zweierlei Sicht - zum einen die Einstrahlung der Sonne auf den Mars und zum anderen der Blick eines irrdischen Beobachters.

Durch den Umlauf des Mars um die Sonne und die Neigung des Äquators entstehen ähnlich wie bei der Erde Jahreszeiten, jedoch mit nicht vergleichbaren Auswirkungen. Gegenwärtig befindet sich Mars im Jahr 36, das durch 668 laufende Tage (Sols) unterteilt wird. Dieses Jahr endet nach unserem Kalender am 26.12.2022.

Zur Berechnung des Marskalenders und der Länge der Sonne Ls:
www-mars.lmd.jussieu.fr/mars/time/martian_time.html

Man kann den Lauf des Mars-Jahres auch mit der Ephemeride Ls darstellen.
Durch die Angabe der Marsjahre/Sols und/oder Ls kann man sehr gut ältere Beobachtungen zugeordnet zu den Jahreszeiten vergleichen. Dabei sind das Marsjahr und die Oppositionen völlig unabhängig.

Mit Ls = 0° beginnt am 26.12.2022 das Jahr 37 mit der Überschreitung der Sonne von der südlichen zur nördlichn Halbkugel - es ist Frühlingsanfang. Die Sonnenwende war am 21. Juli 2022 (Ls = 270°), nördlich begann der Winter, südlich der Sommer. Bis zur Sonnenwende herrscht am Nordpol Polarnacht.

Von der Erde aus gesehen steht Mars am 08. Dezember 2022 in Opposition. Entsprechend der Konstellationen zwischen Mars, Sonne und Erde zeigt Mars vor und nach den Oppositionen seine Phasengestalt. Vom Mars aus gesehen befindet sich die Erde nördlich oder südlich des Marsäquators.

All diese Erscheinungen werden mit den physischen Ephemeriden abgebildet. Bei diesen Betrachtungen wird hier allerdings der merklich wechselnde Abstand des Mars von der Sonne vernachlässig.

Bei den bisherigen Ausführungen habe ich die Positonswinkel und den Phasendefekt vernachlässigt. Diese Daten sind aber wichtig, um die Beleuchtungsverhältnisse darzustellen. Weiter unten verweise ich mit einem Link auf eine ältere Seite und erkläre diese noch fehlenden Ephemeriden.

Nachstehend dazu einige Links:

Mars - physische Ephemeriden in Tabellen und stündliche Zentralmeridiane

Mars - physische Ephemeriden zur Beobachtungszeit

Die Mars-Oppositionen 2014, 2016, 2018, 2020 und 2022 (ohne Grafiken)

hier die dazugehörigen Grafiken

Neben diesen grafischen Darstellungen pro Marsjahr gibt es jährliche Tabellen der physischen Ephemeriden:
z.B. ausführliche Ephemeriden für 2022
Am Ende dieser Tabellen sind die Abkürzungen der Kopfspalten erklärt.

Wie zeigt sich Mars während dieser Opposition?
Was können wir sehen und was liegt verborgen im unbeleuchteten Bereich?

Im laufe des Sommers 2022 begann diese Beobachtungsperiode. Zunächst waren Sonne und Erde südlich der Marsäquators und das Abschmelzen der südlichen Polkappe war zu beobachten. Es begann auch die Staubsturmsaison.

Nur Mitte Oktober bis Anfang November stand die Erde sehr wenig nördlich des Marsäquators. So wäre ein Blick auf den Nordpol möglich gewesen, aber die Sonne steht noch sehr südlich und auf dem Nordpol herrscht Polarnacht. Die nördliche Polkappe ist deswegen nicht zu sehen, aber die in höheren Atmosphärenschichten befindliche Polhaube schon.

Am 26. Dezember 2022 ist Frühlingsanfang und die Sonne überschreitet den Marsäquator von Süd nach Nord. Es beginnt das Jahr 37.

Damit ist der Nordpol beleuchtet, aber die Erde befindet sich auf der südlichen Halbkugel. So bleibt der direkte Blick auf den Nordpol verwährt. Erst im März 2023 überschreitet die Erde den Marsäquator nach Norden. Dann ist der scheinbare Durchmesser des Mars schon auf unter 6" abgefallen.

Für diese Einschätzungen sind die graphischen Darstellungen je Marsjahr sehr geeignet.

Positionswinkel der Rotationsachse des Mars und der Sonne, Phasenwinkel und Phasendefekt

Es folgen die oben angekündigten Ausführungen zu den Positionswinkeln. Diese beziehen sich auf das Äqutorsystem der Erde und werden entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn gezählt. Norden zeigt zum Himmelsnordpol.

Es geht hier um den Positionswinkel P der Rotationsachse des Mars und um den Positonswinkel Ps, der auf die Richtung der Sonne zeigt. Hier ein Beispiel zum 01.11.2022 um 0 UT: Zu dieser Zeit betragern Positioonswinkel P -28.6° und Ps 87°. Die Rotationsachse zeigt um 28.6° geneigt nach rechts und die Sonne beleuchtet den Mars au dem Winkel 87°.

Nun fehlt noch der Phasenwinkel i = 29.3° und der Phasendefekt q = 1". Wenn der Phasenwinkel ungleich 0 ist, zeigt der Mars eine Phase. Der Phasendefekt gibt an, um wieviel die größte Breite der Phase den scheinbaren Durchmesser vermindert. In diesem Beispiel beträgt der Phasendefekt 1".

In dem folgenden Link verwese ich auf eine ältere Seite aus dem Jahr 2003, auf der die physischen Ephemeriden ebenfalls berechnet werden können, zusätzlich folgt eine Skizze, die den Positionswinkel P und die Lage und Größe der Phase zeigt:
Mars - Positionswinkel und Phase grafisch

Hinweis zu den Angaben für die Dokumentation der Marsaufnahmen

Für die Dokumentation von Fotos empfehle ich besonders folgende Ephemeriden: scheinbarer Durchmesser, Phasenwinkel, Deklinationen von Sonne und Erde, Zentralmeridian und Länge der Sonne Ls und eventuell Marsjahr/Sols. Weiter können auch die Positionswinkel angegeben werden. Wenn im Bild der Nordpol des Mars nach oben ausgerichtet ist, kann man auf den Positionswinkel der Rotationsachse verzichten.

Literaturhinweis:

In dem Buch Oliver Montenbrck, Grunadlagen der Ephemeridenrechnung vom Verlag Sterne und Weltraum (6. Auflage 2001) werden u.a. die physischen Ephemeriden erklärt. Die Berechnungen in meiner Homepage beruhen teilweise aus diesem Buch und teilweise auch nach Meeus.