Einsteins relativität: mars stellt die raumfahrt auf die probe

Der rote Planet entlarvt eine fundamentale Konsequenz der allgemeinen Relativitätstheorie – und birgt erhebliche Risiken für zukünftige Marsmissionen. Über ein Jahrhundert nach Einsteins bahnbrechender Erkenntnis zeigt Mars, dass seine revolutionäre Idee noch immer Gültigkeit besitzt, wenn auch mit bemerkenswerter Präzision.

Die zeit tickt anders auf dem mars

Neue Datenanalysen, die von Orbitern, Raumfahrtsignalen und wissenschaftlichen Missionen auf dem Mars stammen, erlauben es erstmals, relativistische Effekte direkt im marsianischen Umfeld zu messen. Doch diese subtile Abweichung von der Zeit – die dilatationsbedingte zeitliche Ausdehnung – könnte sich als verheerend für die Navigation und die technischen Systeme von zukünftigen Erkundungsteams erweisen.

Vor einstein wurde die Gravitation lediglich als eine Anziehungskraft zwischen Objekten betrachtet. Einsteins allgemeine Relativitätstheorie revolutionierte dieses Verständnis: Planeten, Sterne und Galaxien krümmen die Raumzeit um sich herum, wodurch sich Objekte nicht einfach nur unter dem Einfluss einer mysteriösen Kraft bewegen, sondern auf der Krümmung des Universums folgen.

Die Konsequenz dieser Krümmung ist, dass die Zeit nicht überall gleich verläuft. Die Gravitation beeinflusst das Tempo der Uhren. Je stärker die Gravitation, desto langsamer vergeht die Zeit. Dieses Phänomen, die sogenannte gravitationale Zeitdilatation, ist bereits auf der Erde zu beobachten und erfordert die ständige Korrektur von GPS-Systemen. Und Mars bietet eine unübertroffene Laboratorium dafür.

Die geringere Masse und die schwächere Gravitation des Mars führen dazu, dass die Zeit dort leicht schneller vergeht als auf der Erde. Für den menschlichen Körper wäre dies kaum spürbar, aber für wissenschaftliche Instrumente, die eine extrem hohe Präzision erfordern – beispielsweise bei der automatischen Landung, der orbitalen Bahnführung oder der Kommunikation – sind selbst winzige Abweichungen kritisch. Ein Fehler in der Berechnung, so klein er auch sein mag, könnte eine Mission ins Chaos stürzen, eine Katastrophe für die Astronauten bedeuten.

NASA-Forscher untersuchen auch das Phänomen des