frühe Missionen vor 1975

Als erste Instrumentensonde überhaupt war Mariner 4 bis in die Nähe des Mars vorgedrungen: am 15. Juli 1965 um 00:18:33 Uhr Greenwich-Zeit machte die Sonde die erste Nahaufnahme des Mars aus 16895 km Entfernung. Während des darauffolgenden Vorbeiflugs wurden 20 weitere Aufnahmen gewonnen.
Zu den überraschendensten Ereignissen der Mariner 4-Mission zählte die Entdeckung einer Krateroberfläche. Bis zu diesem Zeitpunkt war ausgegangen worden von einer erdähnlichen Oberfläche ohne große Krater. Auf diesen ersten Bildern konnten dagegen mehrere hundert Krater gezählt werden. Mariner 4 ermittelte außerdem, daß der Mars kein oder nur ein schwaches Magnetfeld besitzt und daß der Oberflächendruck nicht wie bisher angenommen 10%, sondern eher nur 1% des atmosphärischen Druckes am Erdboden beträgt. Darüberhinaus wiesen alle Hinweise auf eine Kohlendioxidatmosphäre hin. Damit waren die Anhänger der Mars-Pflanzenhypothese widerlegt und der Mars schien eher wie der irdische Mond auszusehen, wenn auch mit einer eigenen, dünnen Atmosphäre.

Mariner 6 und Mariner 7 zogen im Sommer 1969 im Abstand von 5 Tagen in einer Höhe von 3220 km über die Marsoberfläche dahin, obwohl zwischen den Starttagen mehr als ein Monat lag. Sie bestätigten im wesentlichen die von Mariner 4 gemachten Beobachtungen, zeigten jedoch auch, daß viele Krater stark erodiert und damit keineswegs mondähnlich waren. Photographien über der Südpolkappe ließen eine dünne Schneeschicht erkennen. Nach den Ergebnissen des Radiometers mußte es sich um festes Kohlendioxid (CO2, 'Trockeneis') handeln, außerdem wurden Spuren von Wasserdampf gefunden. Kompakte, den irdischen Wolken ähnliche Gebilde, wurden dagegen nicht gefunden. Nach Beendigung des Mariner 6/7-Programmes stand fest, daß der Mars nicht mit dem Mond verglichen werden konnte, da er viele, eigene erdähnliche Züge trägt. Diese beweisen, daß der Planet früher geologisch aktiv war und eine eigene Evolutionsgeschichte besitzt. Somit war die Lebenshypothese für den Mars wiederbelebt.

Mariner 9 brachte Anfang 1972 den Durchbruch zur modernen Marsforschung. Die Sonde lieferte Phobos aufgenommen von Mariner 9 Ende 1971über 1500 qualtitativ hochwertige Bilder aus einer Höhe von nur 1650 km. Diese zeigten einen völlig 'neuen' Planeten: gewaltige Vulkankegel der Tharsis Vulkane mit Olympus Mons, dem größten Vulkan des Sonnensystems von 27 km Höhe und 800 km Durchmesser, den gewaltigen Valles Marineris Grabenbruch mit etwa 4000 km Länge, bis zu 6.5 km Tiefe und 121 km Breite, gegen den der größte Grabenbruch der Erde, der Grand Canyon, nurmehr unscheinbar wirkt. Außerdem wurde der umfangreiche Einfluß von Wind- und Wassdererosion durch Mariner 9 dokumentiert. Mit den Daten dieser Sonde konnte ein Marsglobus angefertigt werden, und seine Aufnahmen dienten zur Vorauswahl der späteren Landeplätze der Viking-Raumschiffe. Außerdem schoss Mariner 9 Ende 1971 zum ersten Mal ein Foto des Marsmondes Phobos aus einer Entfernung von 5540 km während der 34. Marsumrundung. Phobos ist im Mittel 5984 km von der Marsoberfläche entfernt. Er ist nur etwa 17x23 km groß, seine Umlaufzeit um den Mars ist 7.65 Stunden. Für einen Beobachter auf dem Mars würde Phobos im Westen aufgehen, sehr rasch über den Horizont ziehen, und im Osten untergehen. Die Bahn von Phobos verläuft nur etwa 1100 km oberhalb der Roche-Grenze. Die Roche-Grenze liegt beim 2.44 fachen des Planetenradius, es ist die Entfernung vom Mittelpunkt eines Planeten, innerhalb der ein zweiter Körper durch die Gravitationskräfte dieses Planeten (Gezeitenkräfte) auseinanderbricht. Ein Beispiel sind die Ringsysteme bei Saturn und Uranus.

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