Die Variabilität der Topside Ionosphäre des Planeten Mars beobachtet mit Mars Express und MAVEN

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Martin Pätzold
• Fachliche Zuordnung: Astrophysik und Astronomie
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 533053701

Die Topside Ionosphäre des Planeten Mars ist die Region oberhalb der ionosphärischen Hauptschicht M2, die sich typischerweise bei 140 km befindet. Sie zeigt eine hohe Dynamik, welche durch mehrere Schichten in Elektonendichte characterisiert ist. Dies wurde mit MARSIS, dem Ground Penetrating Radar, beobachtet oder es sind Ionopausenstrukturen mit einem scharfen Gradienten in Elektronendichte, die von dem Radio Science Experiment MaRS beobachtet wurden. Manchmal zeigt die Topside wellenartige Strukturen, die entweder durch interne ionosphärische Instabilitäten erzeugt werden, als Sonnenwindinstabilitäten durch die Ionosphäre nach unten wandern oder aus der unteren Atmosphäre kommend nach oben wandernde Wellen sein könnten. The Ionen- und Elektronentemperatur sind höher als dies aus den photochemischen Modellen zu erwarten wäre. Dies impliziert eine zusätzliche Heizung. Die Topside Ionosphäre über den Regionen mit hoher Krustenmagnetisierung auf der Südhemisphäre verhält sich lokal anders als die über der nördlichen Hemisphäre und kann ionosphärische „Löcher“ oder Verstärkungen enthalten. Die Dynamik der Topside Ionosphäre gehorcht temporären Änderungen durch externe (Sonnenwind, interplanetares Magnetfeld, thermosphärische Winde, Weltraumwetter) und interne (Krustenmagnetfeld, thermosphärische Winde, Wellen, Staubstürme) Treiber. Die Daten von mehreren Instrumenten auf zwei Raumsonden im Orbit um Mars sollen für diese Studie benutzt werden. Die Beobachtungen von Mars Express und MAVEN geben uns eine einmalige Gelegenheit für eine tiefe Erforschung und Verständnis der physikalischen Mechanismen, die für die verschiedensten Phänomene in der Topside Ionosphäre des Mars verantwortlich sind.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen