Wechselwirkung des Mars mit dem Sonnenwind

Hybrid-Simulationen mit besonderem Bezug zur Wasserbilanz

Zusammenfassung

Seit den 60er Jahren des letzten Jahrhunderts ist Mars immer wieder das Ziel von Raumfahrtmissionen gewesen, um unter anderem nach Wasser auf unserem Nachbarplaneten zu suchen. Nachdem die bisher analysierten Oberflächenmerkmale auf ein Vorhandensein von flüssigem Wasser beim Entstehen der Oberfläche deuten, wurde im Juni 2008 von der Sonde Phoenix erstmals Wassereis unter der Oberfläche direkt nachgewiesen. In dieser Arbeit wird untersucht, wieviel Wasser Mars in den vergangenen 4,5 Milliarden Jahren verloren hat und welche Mechanismen dabei eine Rolle gespielt haben. Bei den nichtthermischen Mechanismen hat insbesondere die Umströmung des Sonnenwindplasmas um die Marsatmosphäre mittels seiner elektromagnetischen Felder entscheidenden Einfluß auf den Verlust planetarer Sauerstoff- und Wasserstoffionen. Dieses Wechselwirkungsszenario wurde mit numerischen Plasmasimulationen untersucht. Das verwendete Hybrid-Modell erfasst vollständig die Ionendynamik durch eine kinetische Beschreibung der Ionen. Die Elektronen werden als massenlose Flüssigkeit modeliert. Eine Reihe von Ergebnissen wird vorgestellt: (a) In Übereinstimmung mit dem ASPERA-3 Experiment auf Mars-Express werden zwei Plasmagrenzschichten und zwar der Bow Shock und die "Ion Composition Boundary" identifiziert. (b) Es wird gezeigt, dass beim Vorbeiflug der Raumsonde Rosetta eine Anomalie des Oberflächenmagnetfeldes registriert wurde ...
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