Phobos

De Marsmaan Phobos met uiterst rechts de grote inslagkrater Stickney. De opname is gemaakt met de HIRISE-camera van de Mars Global Surveyor
De Marsmaan Phobos met uiterst rechts de grote inslagkrater Stickney. De opname is gemaakt met de HIRISE-camera van de Mars Global Surveyor.

De Marsmaan Phobos draait op slechts enkele duizenden kilometers boven het oppervlak van de rode planeet en dat is een van de redenen dat het tot het einde van de 19de eeuw duurde alvorens het kleine maantje werd ontdekt. De komende eeuwen zal de afstand tot aan Mars kleiner worden en uiteindelijk zal de Phobos of uit elkaar worden getrokken of te pletter slaan op het de rode planeet.

Ontdekking en naamgeving

In het begin van de 17de eeuw stelde de Duitse astronoom Johannes Kepler dat Mars wellicht twee manen zou hebben want de planeet bevindt zich tussen de Aarde met één maan en Jupiter met vier manen in (in die tijd waren alleen de vier grote Galileïsche manen bekend). Bewijs voor de manen werd echter niet gevonden. Ofschoon de meeste mensen dachten dat Mars geen manen zou hebben begon de Amerikaanse astronoom Asaph Hall vanuit het United States Naval Observatory in Washington aan een methodologische studie waarbij hij veel dichter bij de planeet zocht dan voorheen was gedaan.

Na een tijdlang zonder succes te hebben gezocht wilde hij gefrustreerd opgeven maar zijn vrouw Angelina motiveerde hem om door te gaan. De volgende nacht, op 12 augustus 1877, ontdekte hij Deimos en zes dagen later ontdekte hij ook Phobos. De twee maantjes bevonden zich zo dicht bij de planeet dat ze door de gloed van Mars werden verstopt. De beide maantjes zijn in grootte vergelijkbaar met asteroïden waarbij Phobos 7,24 * zwaarder is dan Deimos.

Phobos was in de Griekse mythologie een van de zonen van Ares (Mars voor de Romeinen). De twee zonen (Deimos is de andere) voerden samen met hun vader oorlog. Phobos betekent “angst” (als in fobie) en Deimos betekent “paniek” (als in vluchten na een nederlaag).

Verkenning van de manen

Het duurde bijna een eeuw na hun ontdekking alvorens wetenschappers de twee kleine maantjes enigszins begonnen te begrijpen. In 1971 kwam de Mariner 9 van de NASA als eerste ruimtesonde in een baan om een andere planeet. Foto’s die de Mariner 9 maakte van de twee maantjes toonden een aardappelvormig en bekraterd uiterlijk. Omdat Phobos in een gebonden rotatie om Mars draait kon de Mariner 9 slechts één zijde van de maan fotograferen.

Aan het eind van de jaren ’70 scheerden de Viking 1 en Viking 2 langs Mars en deze ruimtesonde smaakten ook foto’s van de maantjes. Ook de Phobos 2 van de Russen, de Mars Global Surveyor van de NASA en de Europese Mars Express leverden meer informatie over de twee merkwaardige maantjes. Ook rovers maakten vanaf het oppervlak van Mars opnames van de kleine maantjes. De MAVEN van de NASA (Mars Atmosphere and Volatile Evolution mission) heeft de maantjes gefotografeerd in een poging meer te weten te komen over de samenstelling van Phobos.

In 2011 probeerde Rusland met behulp van de Phobos-Grunt-missie meer te weten te komen over de kleine maan. De missie zou in 2014 materiaal van de maan naar de Aarde retourneren. Als gevolg van problemen tijdens de lancering met de draagraket van de Phobos-Grunt mislukte de lancering en in 2012 plonsde de Phobos-Grunt in de Stille Oceaan.

De NASA is nog niet helemaal klaar met Phobos. Op dit moment loopt er een studie naar de haalbaarheid van de Phobos Surveyormissie die kleine probes op het oppervlak van de maan moet plaatsen. De missie draait onder het Innovative Advanced Concepts programma van de NASA. Dit programma kijkt naar concepten die de komende tientallen jaren mogelijk uitgevoerd gaan worden.

In 2024 wil de Japanse ruimtevaartorganisatie JAXA de Mars Moons eXploration (MMX) missie lanceren. Deze missie zal zowel Phobos als Deimos bezoeken. De MMX zal landen op Phobos en daar materiaal verzamelen dat dan in 2029 weer terug moet komen op Aarde voor nader onderzoek.

Wetenschappers zijn al lange tijd geïnteresseerd in hoe de twee maantjes zijn ontstaan. In 2016 werd de goedkope PADME-missie voorgesteld (Phobos And Deimos and Mars Environment). Deze missie zou o.a. de twee manen moeten gaan onderzoeken: zijn ze ontstaan gelijktijdig met Mars of zijn ze ingevangen vanuit de asteroïdengordel of komen ze heel ergens anders vandaan. PADME werd ingediend in het kader van het Discovery-programma van de NASA maar helaas sneuvelde de missie ten koste van de Psyche en Lucy-missies die asteroïden gaan bezoeken.

NASA overweegt om mensen naar Mars te sturen, wetenschappers hebben voorgesteld om een bemande missie naar een van de manen uit te voeren in plaats van naar Mars. Het is overigens twijfelachtig of een missie naar een van de manen wel veilig is want sterke uitbarstingen van de Zon zouden gebieden aan het oppervlak van de maantjes kunnen opladen tot enkele honderden volts en dat zou schadelijk voor elektronische apparatuur. De ladingen zouden niet sterk genoeg zijn om astronauten te verwonden maar voor de apparatuur ligt dat anders.

Ontstaan en samenstelling

Het onderzoek van Phobos en Deimos leverde meer op dan hun alleen hun aardappelvorm. De twee mannetjes hebben een donkergrijze kleur en zijn zwaar bekraterd. Ze behoren tot de donkerste en minst reflectieve objecten in ons zonnestelsel.

Na bestudering hebben wetenschappers geconcludeerd dat het paar uit materiaal bestaat dat gelijk is aan Type I of Type II koolstofrijke chondrieten. Dit is het materiaal waaruit de meeste asteroïden en dwergplaneten bestaan. De samenstelling en de vreemde vorm leidt tot de conclusie dat Phobos en Deimos afkomstig zijn uit de asteroïdengordel waar ze door de zwaartekracht van Jupiter uit zijn losgeweekt waarna ze in een baan om Mars terecht zijn gekomen.

Maar astronomen zijn er niet helemaal van overtuigd dat de beide maantjes uit de asteroïdengordel komen. Beide maantje beschrijven een nagenoeg cirkelvormige baan en dat is voor ingevangen objecten erg ongebruikelijk. De ijle atmosfeer van Mars is eigenlijk ongeschikt om de asteroïden, nadat ze waren ingevangen, af te remmen en ze in hun huidige baan terecht te doen komen. Daarnaast hebben de twee maantjes een dichtheid die lager ligt dan vergelijkbare objecten in de asteroïdengordel. De maantjes zijn mogelijk gevormd in een baan om Mars uit stof en gesteente dat als gevolg van de zwaartekracht is gaan samenklonteren.

Maar het is ook zeer wel mogelijk dat de maantjes uit een botsing van een groot object met Mars zijn ontstaan. Een grote inslag op Mars kan gezorgd hebben dat gesteente weg is geschoten van Mars end at dit later is gaan samenklonteren tot de maantjes. Ook kan een bestaande maan zijn vernietigd waarna Phobos en Deimos uit de restanten van die maan zijn ontstaan. Een recent idee combineert de laatste twee mogelijkheden. Een grote inslag op Mars heeft een ring van stof en gesteente doen ontstaan om Mars en uit deze stofschijf zijn de maantjes ontstaan. Phobos spiraliseert langzaam naar Mars toe en tijdens dit proces zal de maan vermoedelijk uit elkaar worden getrokken en ontstaan er wederom een ring.

Phobos draait op een hoogte van slechts 6000 kilometer om Mars heen. Het maantje doet dit ongeveer 3 keer per dag. Het maantje komt op in het westen en gaat onder in het oosten en daar heeft het slechts 4 uur voor nodig. In veel science fiction films zien we grote manen die de hemel op een buitenaardse planeet domineren maar ondanks de nabijheid tot Mars heeft Phobos slechts de grootte van ongeveer een derde van de volle maan. Van de andere kant, sta je op Phobos dan domineert Mars wel de hele horizon. Ongeveer een vierde van de horizon op Phobos wordt door Mars gevuld.

Gedoemd

Phobos zal niet tot in de eeuwigheid om Mars blijven draaien. De maan spiraliseert met een snelheid van 1.8 centimeter per jaar (1.8 meter per eeuw) naar de rode planeet toe. Binnen ongeveer 50 miljoen jaar zal de maan of te pletter slaan op de planeet of uit elkaar getrokken worden en een ring vormen om Mars. Deze ongewone kenmerken zorgden er in de jaren ’50 en ’60 van de vorige eeuw voor dat sommige wetenschappers dachten dat het een kunstmatige maan was.

Aan het oppervlak

Phobos heeft een diameter van 17*22*18 kilometer. Het oppervlak is bedekt met een stoffig poeder dat wel 1 meter dik kan zijn. Dit stof is vermoedelijk ontstaan door inslagen van meteoren. De maan wordt gedomineerd door een grote inslagkrater. De krater Stickney heeft een doorsnede van ongeveer 9,5 kilometer. De inslag heeft vermoedelijk geleid tot verschillende andere secundaire inslagen. De krater draagt de meisjesnaam van de vrouw van Asaph Hall die hem aanmoedigde te blijven zoeken naar de maantjes. Op Phobos zijn lange groeven zichtbaar. In een studie uit 2015 geven onderzoekers van de NASA aan dat dit de eerste signalen zijn dat Phobos als gevolg van de aantrekkingskracht van Mars uit elkaar wordt getrokken.

Een andere theorie zegt dat de groeven de overblijfselen zijn van een enorme inslag waarbij de krater Stickney overbleef maar de groeven wijzen niet naar de krater toe. Nog een andere verklaring zegt dat de groeven zijn ontstaan door materiaal dat is vrijgekomen van Mars en dat Phobos heeft geraakt.

De temperaturen op Phobos variëren, tijdens de dag kan de temperatuur oplopen tot -4 °C en ’s nachts daalt die temperatuur tot ongeveer -112 °C. De maan is zo klein dat iemand van 70 kilogram weegt op de maan slechts 1 kilogram.

 

Phobos in cijfers

Ontdekt doorAsaph Hall
Datum ontdekking17 augustus 1877
Gemiddelde afstand tot Mars9376 km
Periapsis (dichtste nadering tot Mars)9234 km
Apoapsis (grootste afstand tot Mars)9518 km
Jaar0,3189 Aardse dagen
Omtrek baan58.907,79 km
Gemiddelde baansnelheid7696,7 km/u
Baan excentriciteit0,0151
Equatoriale inclinatie t.o.v. de baan1,075°
Gemiddelde straal11,1 km (aardappelvorm: 13,4 * 11,2 * 9,2 km)
Omtrek aan de evenaar 69,7 km
Volume5729 km3
Massa10.658.529.896.187.200 kg
Dichtheid1,872 g/cm3
Oppervlakte1548,30 km2
Zwaartekracht aan de oppervlakte0.0057 m/s2
Ontsnappingssnelheid41 km/u
Lengte van de dag0,3189 Aarde dagen
7,65 Aardse uren

 

Eerste publicatie: 25 december 2012
Volledige revisie: 3 mei 2018

Meer artikelen over Mars