Marsopposition 2016 in Namibia

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Namibia 2016/1 Marsopposition 2016

Hakos/Namibia,     Lat. 23°41´21´´ S    Long. 16°48´11´´ E

04.05- bis 10.05.2016

Instrument: Meade LX200 305/3048mm mit ASI 120MC und Baader FFC

 

 

2016 bietet eine recht gute Marsopposition. Mit einer Distanz von rd. 75 Mio. km ist es ein Mittelding zwischen worst und best case. Leider grundelt der Mars in Mitteleuropa in ungefähr 20° Höhe herum. Die Grafik aus Wikipedia sagt alles:

 

Bei einem Zenitwinkel von 70° (=20° über dem Horizont blicken wir bereits durch die dreifache Luftmasse. Was das für die Planetenfotografie bedeutet, bedarf keiner ausführlichen Erklärungen. Dies war mit ein Grund, weshalb wir unsere erste Namibiareise für 2016 um den Maineumond herum planten. Den exakten Oppositionstermin 22.5. verpaßten wir nur um eine Woche, aber dafür hatten wir mehrere Pluspunkte auf unserer Seite. Mars kulminiert in Hakos bei rund 84°. Nur 6° vom Zenit entfernt fällt die zusätzliche Luftmasse noch überhaupt nicht ins Gewicht. Dazu kommt noch, daß Hakos auf 1830m liegt, wir also ca 1500m weniger Atmosphäre über uns haben. Und im Regelfall ist das durchschnittliche Seeing in Hakos auch deutlich besser als in Mitteleuropa. Seeingwerte zwischen 1-2“ sind nahezu der Regelfall, auch wenn es immer wieder Ausreißer gibt. Für die Planetenbeobachtung nicht mehr so wichtig sind absolut dunkler Himmel und gute Durchsicht bei einer Luftfeuchtigkeit im Bereich von 20%. Christophs LX200 mit 3m Brennweite und der von ihm mitgenommene Baader FFC, eine variable Superbarlow mit Fluoritelement, war das Instrument, mit dem wir auf Marsjagd gingen. Ich hatte meine beiden ASI Cameras 120MM-S und 120MC mitgenommen.

Am 4. Mai war uns das Glück hold. Wir hatten heute das LX200 im noch nicht benützten Raum von Christophs Sternwarte aufgestellt und wie sich in den Folgetagen zeigte gleich den Abend mit dem allerbesten Seeing erwischt. Das schlug sich auch im besten Marsfoto, das mir je gelungen ist nieder.

 

 

Mars zeigte uns an diesem und den folgenden Tagen seine interessantere Seite. Da der Marstag (Sol) nur um 37 Minuten länger ist, als ein irdischer Tag, verschiebt sich der Anblick zur gleichen Zeit von Tag zu Tag nur sehr wenig. Erst nach rund 2 Wochen hat sich Mars zur gleichen Zeit um 180° gewandt.

Natürlich ließen wir uns es auch nicht entgehen Mars visuell zu genießen. War bisher in mitteleuropäischen Breiten der höchste Genuß auf einem verwaschenen rötlichen Planetenscheibchen wenigstens die Polkappen zu sehen, so konnten wir hier eine Reihe von Oberflächendetails (Albedostrukturen) wahrnehmen. Ein Genuß, einen Planeten mit über 400facher Vergrößerung zu beobachten ohne daß es eine leere Vergrößerung ist. Zu Hause sehe ich es schon als guten Tag an, wenn ich eine 200fache Vergrößerung noch sinnvoll einsetzen kann.

Auch die folgenden Tage waren alles andere als schlecht. Aber den 4. Mai konnten sie nicht toppen.

 

 

Bei der visuellen Beobachtung hatte ich in den helleren Regionen links und rechts der Großen Syrte das Gefühl dünne Wolkenschleier zu sehen. Ich hatte keine Farbfilter mit, um dem näher nachgehen zu können. Zurück in Wien habe ich beim Ausarbeiten der Bilder angefangen in Photoshop mit den Farbreglern zu spielen. Der Hintergedanke dabei: beim Mars verwendet man Blaufilter, um Wolken deutlicher sichtbar zu machen, indem das blaue Filter den Rotanteil im Bild unterdrückt. Anders herum gesagt: die Wolken sind schon im Bild enthalten, nur müssen sie sichtbar gemacht werden. Eine ähnliche Wirkung wie visuell mit einem Blaufilter muß sich in der Nachbearbeitung auch durch ein Reduzieren des Rotanteiles im Bild erreichen lassen. Das Ergebnis sieht dann so aus:

 

 

Es läßt sich natürlich nicht ganz ausschließen, daß sich durch diese doch recht heftige Bildbearbeitung Artefakte eingeschlichen haben. Dagegen sprechen aber meiner Ansicht nach die sichtbaren Veränderungen in den von mir als Wolken interpretierten hellen Bildstrukturen.

Schließlich habe ich mich dann noch der Aufgabe zugewandt das Fotografierte marsgeografisch zuzuordnen. Was aufs erste nicht allzu schwer erschien, entwickelte sich zu einer wahren Sisyphusarbeit, die mich zwang mich etwas näher mit dem Thema der Kartenprojektion zu befassen (https://de.wikipedia.org/wiki/Kartennetzentwurf). Viele der im Internet zugänglichen Marskarten verwenden die Mercator-Projektion (https://de.wikipedia.org/wiki/Mercator-Projektion). Eine Kugeloberfläche kann nicht verzerrungsfrei auf einer ebenen Karte abgebildet werden. Bei der Mercator-Projektion wird um die Kugel (Erde, Planet etc.) ein gedachter Zylinder gelegt, der diese entlang eines Großkreises (meist den Äquator) berührt. Von der Zylinderachse aus kann jeder Punkt der Kugel geometrisch auf eine Linie projiziert werden, die senkrecht zu diesem Großkreis liegt. Dabei werden innerhalb des Zylinders liegende Urbilder in Umfangsrichtung um so stärker vergrößert, je näher sie an der Achse liegen. Um Winkeltreue zu erreichen, muß ein solches Flächenelement daher in Achsrichtung um denselben Faktor vergrößert werden. Um die Lage in Achsrichtung zu bestimmen, muß die Vergrößerung über die Strecke von der Berührungslinie bis zum zu projizierenden Punkt rechnerisch integriert werden. Anhand einer Grafik ist das kompliziert Klingende leicht verständlich.

 

Fig.1 (© Wikipedia)

 

Fig.2 (© Wikipedia)

 

Mit etwas räumlichen Vorstellungsvermögen machen diese beiden Grafiken die Mercator-Projektion verständlich. Jedem Punkt am Äquator entspricht gleichzeitig ein Punkt am Hüllzylinder. Nimmt man den Radius des Zylinders mit 1 an, so ist in diesem Spezialfall die Strecken Zylinderachse zu Punkt auf der Kugeloberfläche 1 und die Strecke Punkt auf der Kugeloberfläche zu projiziertem Punkt auf dem Zylinder 0. Jeweils in Richtung der Pole verschiebt sich dieses Verhältnis von 1:0 nach 0:1.

Rollt man nun den Zylinder auf, so erhält man eine Ebene, die Karte. Fig.2 zeigt nun wie auf der Karte die Darstellung in Richtung der Pole in die Breite verzerrt wird. Bei vielen Marskarten in Mercator-Projektion fällt auf, daß sich die weißen Polbereiche über die gesamte 360°-Breite der Karte erstrecken, was ja überhaupt nicht dem visuellen Eindruck im Fernrohr oder der Darstellung des Planeten auf einem Bild entspricht. In der nachstehenden Karte ist dieser Effekt nur deshalb nicht sichtbar, weil die Karte bei je 70° nördlicher bzw. südlicher Breite endet. Ich habe diese Karte deshalb herangezogen, weil sie von der NASA und damit einer verläßlichen Quelle stammt und annotiert ist. Nur zum Vergleich ist darunter eine Karte, ebenfalls von der NASA, abgebildet, die bis jeweils 90° reicht.

 

Marskarte der NASA in Mercator-Projektion

(http://mars.jpl.nasa.gov/mgs/target/marsmap1b.jpg)

 

 

Die Karte gespiegelt; um sie der Orientierung des Fotos anzupassen; der Kreis gibt annähernd den Ausschnitt der Aufnahme vom 2016-05-04 wieder

im Vergleich zur Aufnahme ist der Kartenprojektionseffekt gem. Fig.1 gut zu sehen

Eine andere bei Planeten oft verwendete Kartendarstellungsform ist die flächentreue Azimutalprojektion (auch Lambertsche Azimutalprojektion genannt). Mit ihr kann die gesamte (Erd-)Kugeloberfläche wiedergegeben werden. Die Kartenabbildung ist weder längen- noch winkeltreu. Das Kartenzentrum wird verzerrungsfrei dargestellt, jedoch nimmt die Verzerrung zum Rand hin so stark zu, daß diese Bereiche sehr unanschaulich werden. Deshalb wird meist nur maximal eine Halbkugeloberfläche mit dieser Abbildung wiedergegeben (https://de.wikipedia.org/wiki/Fl%C3%A4chentreue_Azimutalprojektion). Diese Kartendarstellung kommt dem menschlichen „Sehgefühl“ recht nahe, solange man die stark verzerrten Bereiche wegläßt. Das Prinzip der Lambertschen Azimutalprojektion veranschaulicht nachstehende Grafik.

 

Fig.3 (© Wikipedia)

 

Diese Grafik macht deutlich, weshalb es in den Randbereichen zu starken Verzerrungen kommt. Das nachfolgende Bild zeigt eine Gesamtsicht der Erde in der Lambertschen Azimutalprojektion und welcher Teil davon für eine Kartendarstellung sinnvoll verwendet werden kann (roter Kreis). Die Verzerrungen im Randbereich sind am eingezeichneten Gradnetz gut erkennbar.

 

 

Eine sehr gute auf dieser Projektion basierende Marskarte wurde von der National Geographic Society (National Geographic Magazine) hergestellt und ist im Internet abrufbar (http://images.natgeomaps.com/PROD_LG_1000px/HM19730201_1_LG.jpg). 3 Karten sind auf die Längengrade 0°, 120° und 240° zentriert und stellen somit überlappend je eine Hemisphäre dar. 2 weitere Karten zeigen die Polregionen.

 

(©National Geographic Society/National Geographic Magazine)

 

Ausgerüstet mit diesem Kartenmaterial und nun auch einem besseren Verständnis für Kartenprojektionen und den daraus resultierenden Verzerrungen habe ich mich dann daran gemacht, auf der Aufnahme vom 4. Mai Oberflächenformationen zu identifizieren und zu beschriften. Auch wenn ich mir dabei einige Mühe gegeben habe, so kann ich doch nicht ausschließen, daß mir da oder dort auch ein Fehler unterlaufen ist.

 

 

 

Es gehört einfach dazu sich auch mit anderen zu vergleichen. Die ESA bot kürzlich Gelegenheit dazu (http://www.esa.int/spaceinimages/Images/2016/05/Mars_Triptych).

 

 

Das linke Bild wurde am 22. Mai vom australischen Amateurkollegen Dylan O´Donnell in Byron Bay, New South Wales mit einem Celestron 9.25 Edge HD aufgenommen.

Das rechte Bild stammt vom Hubble Space Telescope. Es wurde am 12. Mai aufgenommen und von O´Donnell zum Vergleich herangezogen. Was er am unteren Bildrand seiner Aufnahme zunächst für den Südpol hielt, entpuppte sich am Hubble-Bild als Wolken. Das Hubble-Bild zeigt Details in der Größenordnung von 32-48km.

Das mittlere Bild stammt von der Visual Monitoring Camera (http://blogs.esa.int/vmc/) des Mars Express und wurde am 22. Mai aus ca. 10.000km Entfernung aufgenommen. Diese Camera wurde dieses Frühjahr wieder in Betrieb genommen, wozu die ESA folgendes mitteilte:

          „With its operational usage having been completed in 2003, the low-resolution camera has until now been used for only outreach and education. Starting this spring, however, it has been upgraded to a full science instrument in recognition of the intrinsic quality

          of its images, which in particular can support cloud tracking and dust storm monitoring, making significant contributions to planetary science.“

Vor allem das rechte Bild des Hubble hat es mir angetan, wenn man die 30cm Öffnung des LX200 mit dem 2.4m-Spiegel des HST vergleicht, das ohne jegliche atmosphärische Einflüsse nur beugungsbegrenzt im Vakuum arbeitet, An einen Kostenvergleich LX200 zu HST bzw. WFC3-Camera zu ASI 120 MC will ich gar nicht denken. Es stimmt schon, was oft gesagt und geschrieben wird. Wir leben in einem goldenen Zeitalter der Amateurastronomie. Diese Vergleichsaufnahmen und das annotierte Hubble-Bild stützen auch meine Vermutung auf meinen Bildern ebenfalls Wolken abgebildet zu haben http://sci.esa.int/hubble/57834-close-up-of-the-red-planet/.

 

 

Ein Blick in Starry Night verrät mir, daß Mars bei der Opposition 2018 in Namibia im 86° Höhe kulminiert. Einziger Wermutstropfen: im Juli ist es in Hakos in den Nächten oft kalt und windig.


Aktualisiert am 02.06.2016

© BAA
 

Dr. Thomas Schroefl