Der Marsmond Deimos weist aufgrund seiner geringen Größe und Masse außergewöhnlich niedrige Orbitalgeschwindigkeiten auf. Eine aktuelle Studie aus dem Jahr 2024 hat das Gravitationsfeld von Deimos untersucht und dabei interessante Erkenntnisse gewonnen. Demnach beträgt die Geschwindigkeit für eine stabile Umlaufbahn knapp über der Oberfläche nur etwa 14 km/h. Zum Vergleich: Dies entspricht in etwa dem Tempo von Spitzen-Renngehern auf der Erde.
Physikalische Grundlagen der Orbitalgeschwindigkeit
Die Orbitalgeschwindigkeit eines Körpers wird durch den Gravitationsparameter bestimmt, der sich aus der Masse des Himmelskörpers und der Gravitationskonstante ergibt. Für eine Kreisbahn gilt die Formel: Geschwindigkeit gleich der Quadratwurzel aus dem Gravitationsparameter dividiert durch den Abstand vom Zentrum des Körpers. Bei Deimos führt dies zu einer Orbitalgeschwindigkeit von 3,94 m/s oder 14,2 km/h in unmittelbarer Nähe zur idealisierten Oberfläche.
Die Fluchtgeschwindigkeit, die benötigt wird, um das Gravitationsfeld von Deimos vollständig zu verlassen, liegt bei etwa 20,1 km/h. Dies entspricht dem Faktor der Quadratwurzel aus zwei multipliziert mit der Orbitalgeschwindigkeit. Der geringe Unterschied zwischen Orbital- und Fluchtgeschwindigkeit ist bemerkenswert. Auf der Erde beträgt die Differenz zwischen niedriger Orbitalgeschwindigkeit und Fluchtgeschwindigkeit über 11.000 km/h.
Praktische Herausforderungen auf Deimos
Die theoretischen Berechnungen zur Orbitalgeschwindigkeit auf Deimos sind jedoch nicht direkt auf reale Raumfahrtmissionen übertragbar. Deimos hat eine unregelmäßige Form mit Abmessungen von etwa 15 x 12 x 11 km, was zu stark variierenden Gravitationsbedingungen führt. Eine stabile Umlaufbahn würde daher durch unterschiedliche Höhen über der Oberfläche verlaufen.
Die geringe Gravitation von Deimos stellt auch für Astronauten und Roboter eine Herausforderung dar. Ein 80 kg schwerer Astronaut würde auf Deimos nur eine Gewichtskraft von etwa 0,2 Newton erfahren, was dem Gewicht von 20 Gramm auf der Erde entspricht. Bewegungen wie Laufen oder Springen würden zu langen Flugphasen führen, da kaum Rückstellkräfte wirken. Praktische Fortbewegung würde daher vermutlich auf Handgriffe, Anker, Seile und kleine Antriebssysteme angewiesen sein.
Es ist wichtig zu beachten, dass die Fluchtgeschwindigkeit von Deimos nicht ausreicht, um das Gravitationsfeld des Mars zu verlassen. Deimos selbst umkreist Mars mit einer Geschwindigkeit von etwa 1,35 km/s. Ein Objekt, das Deimos mit 20 km/h verlässt, würde daher lediglich in eine leicht veränderte Marsumlaufbahn eintreten, anstatt das Planetensystem zu verlassen.
- Quelle: Peer-Reviewed Studie zu Deimos‘ Gravitationsfeld (2024)
- Quelle: NASA-Daten zu Deimos‘ Abmessungen und Orbitalmechanik