Hinweis: Bevor Sie auf dieser Seite weiterlesen, sollten alle, die mit den Grundlagen der Astronomie nicht wirklich vertraut sind, zuerst die Seite lesen, die dieser Wissenschaft gewidmet ist, und zwar hier. Das ist wirklich elementar und sollte keinen unerträglichen Knoten im Kopf verursachen. Auch ein kurzer Blick in den Abschnitt „Astronomische Jahreszeiten“ auf der Seite über die Jahreszeiten ist keine schlechte Idee.
Wenn Sie außerdem mehr über Mars und seine Satelliten wissen möchten, schauen Sie ruhig auf der Website von P. Labrot hier vorbei.
Ein paar Minuten zum Durchatmen
Nach der Lektüre aller oder auch nur einiger Seiten dieser Website über Kalender und Zeitstudien haben wir uns ein wenig Erholung verdient.
Warum sollten wir diese Pause nicht für eine kleine praktische Übung nutzen? Wir könnten zum Beispiel den Kalender bauen, den man auf einem anderen Planeten verwenden würde, falls uns je der Gedanke käme, dort Urlaub zu machen.
Und warum sollten wir als Versuchsfeld nicht den Planeten wählen, der uns am nächsten ist: den Mars?
Wenn Sie Lust auf diese Übung in marsianischer Zeitzerlegung haben, schauen wir uns zuerst die Eigenschaften des Mars an, die uns beim Bau unseres Kalenders nützlich sein werden, und vergleichen sie mit denen der Erde. Danach setzen wir das Gerüst dieses Kalenders zusammen und vergleichen es unterwegs mit den Entwürfen, die in den vergangenen Jahrzehnten entstanden sind.
Denn eines muss man zugeben: An „Marskalendern“ herrscht kein Mangel. Und wir werden die Referenzseite schlechthin zu diesem Thema besuchen: Martian Time (Anmerkung: Die Website ist verschwunden, aber Mars24 Sunclock gibt es noch.). Diese Seite zeigte, was man auf diesem Gebiet alles machen konnte. Man fand dort wirklich alles, und ihr Autor Thomas Gangale verdient einen tiefen Knicks, oder wenn man lieber will, einen sehr respektvollen Gruß. Er selbst ist übrigens Urheber eines Marskalenders, der keineswegs zu den unbekannten zählt: des Darian Calendar, benannt nach seinem Sohn Darius.
Einen kleinen Vorwurf erlaube ich mir bei Martian Time trotzdem: Die Website war ein einziges Durcheinander, und selbst eine Katze hätte dort ihre Jungen nicht wiedergefunden. Ich werde also versuchen, so genau wie möglich anzugeben, was wo zu finden war.
Vergleich der Eigenschaften von Erde und Mars
Sehen wir uns das in Tabellenform an. Berücksichtigt wurden nur die Daten, die direkt oder indirekt mit dem Aufbau eines Kalenders zu tun haben, ergänzt um einige allgemeine Angaben.
| Achtung: Die Bildproportionen stimmen nicht | Mars | Erde | |
|---|---|---|---|
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| Merkmal | Index | Wert für den Mars | Wert für die Erde |
| Äquatordurchmesser | 6 794 km (0,5326 des Erddurchmessers) | 12 756,28 km | |
| Abstand im Aphel | 1 | 249,23 Millionen km | 152,10 Millionen km |
| Abstand im Perihel | 2 | 206,65 Millionen km | 147,10 Millionen km |
| Mittlere Entfernung zur Sonne | 227,94 Millionen km | 149,60 Millionen km | |
| Exzentrizität der Bahn | 3 | 0,09340 | 0,01671 |
| Neigung des Äquators gegen die Ekliptik | 4 | 25,19° also 25° 12' | 23,45° also 23°27' |
| Oberflächentemperatur | -123°/+37°C | 15°C im Mittel | |
| Siderische Rotationsperiode | 5 | 24,622 962 Stunden 24 h 37 min 22 s |
23,9345 23 h 56 min 4 s |
| Mittlerer Sonnentag | 6 | 24,65973 h 24 h 39 min 35 s |
24,0000 h 24 h 00 min 00 s |
| Siderische Umlaufperiode | 7 | 686,996 j 668,6146 sols |
365,2564 j 365 j 6 h 9 min 12,96 s |
| Anomalistische Umlaufperiode | 8 | 686,980 j 668,5991 sols |
365,2596 j 365 j 6 h 13 min 49,44 s |
| Umlaufperiode zum Frühlingsäquinoktium | 9 | 686,972 j 668,5907 sols |
365,2424 j 365 j 5 h 49 min 3,34 s |
| Umlaufperiode zur Sommersonnenwende | 10 | 686,968 j 668,5880 sols |
365,2416 j 365 j 5 h 47 min 54,24 s |
| Umlaufperiode zum Herbstäquinoktium | 11 | 686,974 j 668,5940 sols |
365,2420 j 365 j 5 h 48 min 28,80 s |
| Umlaufperiode zur Wintersonnenwende | 12 | 686,976 j 668,5958 sols |
365,2427 365 j 5 h 49 min 29,28 s |
| Tropische Umlaufperiode | 13 | 686,973 j 668,5921 sols |
365,2422 j 365 j 5 h 48 min 46,08 s |
Ganz schön viele Zahlen, oder? Schauen wir uns ein paar davon genauer an, und zwar anhand ihres Indexes.
1 - 2: Aphel, das ist der Punkt der Bahn, der am weitesten von der Sonne entfernt ist. Perihel ist der Punkt, der ihr am nächsten liegt. Siehe dazu Absatz 2 des Abschnitts „Astronomische Jahreszeiten“ auf der Seite über die Jahreszeiten.
3: Der Wert liegt zwischen 0 und 1. Je näher die Exzentrizität an null heranrückt, desto stärker ist die Ellipse abgeflacht. Die Marsbahn ist also etwas weniger abgeflacht als die Erdbahn. Siehe dazu ebenfalls Absatz 2 des Abschnitts „Astronomische Jahreszeiten“ auf der Seite über die Jahreszeiten.
4: Diese Neigung, erklärt im Abschnitt „Zweite Etappe: Rotation und Schiefe“ innerhalb des Teils „Astronomische Jahreszeiten“ auf der Seite über die Jahreszeiten, erlaubt es, auf dem Mars ebenso wie auf der Erde von astronomischen Jahreszeiten zu sprechen.
Die Daten 5 und 6 betreffen die Dauer der Drehung der Planeten um ihre Achse, die Daten 7 bis 13 die Zeit, die sie für einen Umlauf auf ihrer Bahn benötigen, je nachdem, welchen Bezugspunkt man wählt. Den Begriff sol lassen wir vorerst beiseite. Wir kommen später darauf zurück.
5: Die siderische Rotation ist die Zeit, nach der der Planet gegenüber den umgebenden Sternen wieder dieselbe Ausrichtung einnimmt.
6: Der mittlere Sonnentag ist der Durchschnitt aus einer sehr großen Zahl von Tagen, deren Zeitspanne zwischen zwei aufeinanderfolgenden Durchgängen der Sonne über denselben Meridian liegt. Natürlich setzt das voraus, dass auf dem Mars überhaupt Meridiane definiert worden sind ... aber gut, tun wir einfach so, als wäre das schon erledigt.
7: Das anomalistische Jahr ist die Zeit, die der Planet braucht, um wieder sein Perihel zu erreichen, also die Zeitspanne vom Augenblick, in dem die Sonne in seinem Apogäum steht, bis zu dem, in dem sie nach einem vollständigen Umlauf wieder dort ankommt.
8 bis 13: Siehe den Abschnitt „Fünfte Etappe: Vier Jahreszeiten ergeben ein Jahr“ im Teil „Astronomische Jahreszeiten“ auf der Seite über die Jahreszeiten.
Bau der Marskalender
Vergessen wir die „Mondkalender“
Auf der Erde gibt es Mondkalender, die auf der Dauer der Lunationen beruhen. Warum also nicht Monate erfinden, die sich nach den synodischen Perioden eines der beiden Marssatelliten richten, also nach der Zeitspanne zwischen zwei Durchgängen des Mondes an derselben Position gegenüber der Sonne? Diese beiden Satelliten heißen Phobos und Deimos.
Diesen Gedanken müssen wir allerdings rasch wieder verwerfen.
Nicht etwa, weil es diesen beiden gewöhnlichen Kartoffelsteinen zu viel Ehre antäte, sie mit dem majestätischen Mond zu vergleichen, der unseren Nachthimmel verschönert.
Phobos und Deimos sind zwei winzige „Kartoffeloide“ in der Form dessen, was Mathematiker einen dreiachsigen Ellipsoiden nennen. Eine kleine Ähnlichkeit mit dem Mond gibt es dennoch: Beide Satelliten zeigen dem Mars stets dieselbe Seite, also auf den Skizzen den Teil a.
Deimos, bitte ohne Akzent auf dem e, misst 15 km x 12 km x 11 km und gehört zu den kleinsten natürlichen Satelliten des Sonnensystems. Zur Erinnerung: Der Durchmesser des Mondes beträgt 3 476 km. Deimos umkreist den Mars in einer Höhe von 23 459 km über der Oberfläche; der Mond ist 384 000 km von der Erde entfernt.
Phobos mit 27 km x 21 km x 18 km gehört ebenfalls zu den kleinsten natürlichen Satelliten des Sonnensystems. Zur Erinnerung auch hier: Der Durchmesser des Mondes beträgt 3 476 km. Phobos umkreist den Mars in 9 380 km Höhe über dem Marsboden; der Mond ist 384 000 km von der Erde entfernt.
Warum wir die Idee eines Mondkalenders aufgeben müssen, ist im Grunde ganz simpel: Die Umlaufzeiten von Phobos und Deimos betragen 7,65 Stunden, also 7 h 39 min, und 30,30 Stunden, also 30 h 18 min. Das ist nun wirklich etwas kurz, um daraus einen Kalendermonat zu machen. Ein auf Phobos beruhender Monat wäre sogar kürzer als ein Marstag.
Auf dem Weg zu einem Sonnenkalender: zwei unverzichtbare Einheiten, Tag und Jahr
Da die Idee eines marsianischen Mondkalenders ausscheidet, bleibt nur der klassische Weg: ein Sonnenkalender. Dafür müssen wir zuerst die beiden Grundeinheiten festlegen, den Tag, mitsamt der Frage nach der Stunde, und das Jahr.
Alles Weitere, also Monate und Wochen, ergibt sich aus einer Einteilung, die jeder frei vorschlagen kann und für die natürlich jeder die besten Gründe der Welt finden wird.
Der Marstag: Wie viele Stunden?
Wir haben in der Tabelle der Eigenschaften gesehen, dass der mittlere Sonnentag auf der Erde, wenig überraschend, 24 h 00 min 00 s beträgt, auf dem Mars dagegen 24 h 39 min 35,24409 s.
Der Unterschied ist also nicht sehr groß, nur 2,75 % mehr auf dem Mars. Man könnte daher versucht sein, das irdische Modell Stunden (24) / Minuten (60) / Sekunden (60) beizubehalten und die Dauer der Sekunde leicht anzupassen, sodass sie 1,02749125 irdischen Sekunden entspräche.
Behalten wir also unsere alten Wecker und alten mechanischen Uhren. Ihre Zukunft liegt vor ihnen ... auf dem Mars. Es würde reichen, die Einstellung auf S wie slow zu verschieben, damit aus der irdischen Sekunde eine marsianische wird. Und da die Schwerkraft des Mars nur ein Drittel der Erdschwerkraft beträgt, würde der Wecker dort kaum mehr wiegen als eine Armbanduhr.
Zahlreiche Entwerfer von Marskalendern haben das irdische Modell beibehalten. Andere ließen ihrer Fantasie freien Lauf und erfanden mitunter ein Dezimalsystem, das den Schöpfern des republikanischen Kalenders von 1792 gefallen hätte.
Wichtig ist noch etwas anderes: Um den irdischen Tag und den Marstag ihrer Dauer nach zu unterscheiden, erfanden die Entwickler von Marskalendern auch einen eigenen Namen für den mittleren Marssonntag, pardon, den mittleren Marstag. Die Vorschläge reichen, wie auf der Seite von Martian Time zu sehen war, von dar über Mday und antoi bis zu ... day. Seit 1976 und den ersten Missionen der Viking-Lander scheint sich aber sol durchgesetzt zu haben.
Das Marsjahr: Wie viele Tage oder sols?
Die Länge des Tages steht nun fest. Also geht es im nächsten Schritt darum, die Zahl der sols im Marsjahr zu bestimmen.
Dazu sehen wir uns genauer die verschiedenen Kalenderentwürfe an, die seit Beginn des 20. Jahrhunderts entwickelt wurden und auf der Website Martian Time aufgelistet waren.
Wir haben weiter oben in der Tabelle der Planeteneigenschaften gesehen, dass die Jahresdauer je nach gewähltem Ausgangspunkt, Äquinoktium oder Sonnenwende, zwischen 668,5880 sols und 668,5958 sols schwankt, bei einem mittleren tropischen Jahr von 668,5921 sols.
Da die Zahl der Tage eines Jahres zwangsläufig ganzzahlig sein muss, könnte man sich vorstellen, das Marsjahr auf 668 sols festzulegen und ein Einschubsystem nach Art der Schaltjahre einzuführen, um den Abstand zwischen 668 sols im Kalender und den 668,xxxx sols der tatsächlichen Umlaufdauer auszugleichen.
Genau dieses Prinzip findet man in der Tabelle der verschiedenen Entwürfe wieder: meist ein Jahr zu 668 sols und das Einschieben einiger Zusatztage, um den Unterschied möglichst rasch zu korrigieren. Nichts wirklich Überraschendes.
Jeder Kalender besitzt eine Epoche, also ein Anfangsdatum, das einem bestimmten Datum in einem Referenzkalender entspricht. Und natürlich fehlte es auch für einen Marskalender nicht an Vorschlägen. Man stößt dort auf den Beginn der julianischen Periode, also den 1. Januar 4713 v. Chr., auf den Beginn unserer Zeitrechnung, den 1. Januar 1, auf die Landung von Viking 1 am 20. Juli 1976 und auf vieles mehr.
Vergessen wir auch nicht die Frage, ob die Marsära mit einem Jahr 0 oder einem Jahr 1 beginnen soll. Die Antworten fallen unterschiedlich aus. Schade ist nur, dass selbst die einfache Zählung der sols bei der Landung von Raumsonden nicht einheitlich synchronisiert wurde: sol 0 bei den Viking-Missionen, sol 1 bei anderen, sol 1 für Opportunity und Spirit, obwohl ihre Landungen 22 sols auseinanderlagen.
Zum Schluss
Wenn wir am Ende Bilanz ziehen, entdecken wir beim Bau eines Marskalenders im Grunde nichts, was wir nicht längst kennen würden, sofern wir die Entstehung eines Sonnenkalenders, etwa des julianischen und danach des gregorianischen, verfolgt haben.
Wenn man die Seite Martian Time durchstöbert, drängt sich unweigerlich die Frage auf: Wozu das alles?
In der Liste, die wir untersucht haben, finden sich fast 90 Varianten von Marskalendern. Jeder setzt eine andere Zahl von Tagen pro Woche, pro Monat oder pro Jahr an, eine andere Zahl von Wochen im Monat, von Monaten im Jahr, dazu Listen mit Namen für Wochentage, Monatsnamen und weiß der Himmel was noch alles.
Ich für meinen Teil habe auf meine Frage eine Antwort. Sie lautet: Wenn es nicht einfach nur darum geht, sich den Spaß zu machen, dann ist das alles am Ende für nichts.
