Wer künftig auf dem Mars leben will, sollte nicht nur an Raumanzüge und Sauerstoff denken – auch eine gut gehende Uhr könnte entscheidend sein. Denn wie Forscher jetzt zeigen, vergeht die Zeit auf dem Roten Planeten schneller als auf der Erde. Der Unterschied ist winzig, aber messbar – und könnte für künftige Marsmissionen erhebliche technische Herausforderungen mit sich bringen.
Einsteins Relativitätstheorie im Alltag
Wie das Wissenschaftsportal NewAtlas berichtet, hätten Forscher des US-amerikanischen National Institute of Standards and Technology (NIST) berechnet, dass die Zeit auf dem Mars täglich um etwa 477 Mikrosekunden schneller vergehe als auf der Erde. Das entspreche knapp einer halben Tausendstelsekunde pro Tag. Ursache sei die Allgemeine Relativitätstheorie von Albert Einstein, nach der sowohl Geschwindigkeit als auch Gravitation Einfluss auf den Lauf der Zeit haben.
Schon bei GPS-Satelliten auf der Erde sei dieser Effekt messbar, so NewAtlas weiter. Die Satelliten bewegen sich mit rund 28.000 Kilometern pro Stunde und befinden sich in größerer Entfernung zur Erdoberfläche – also in einem Bereich mit geringerer Schwerkraft. Beides führe dazu, dass ihre Uhren täglich etwa 38 Mikrosekunden schneller laufen als Uhren auf der Erde. Ohne entsprechende Korrekturen wären GPS-Ortungen um mehrere Kilometer ungenau.
Warum Mars-Zeit besonders kompliziert ist
Für den Mars sei die Situation noch komplexer, erklärten die NIST-Forscher Bijunath Patla und Neil Ashby. Anders als bei der Erde oder dem Mond müsse bei Marsmissionen nicht nur die Gravitation von Sonne, Erde und Mars berücksichtigt werden, sondern auch die stark elliptische Umlaufbahn des Planeten. Diese führe dazu, dass sich die Geschwindigkeit des Mars um die Sonne im Jahresverlauf deutlich ändere. Zusätzlich komme es zu leichten Schwankungen in der Umlaufbahn, die die Berechnungen weiter erschwerten.
Das Ergebnis: Die Zeit auf dem Mars vergehe im Schnitt 477 Mikrosekunden pro Tag schneller als auf der Erde – mit einer Schwankung von bis zu 266 Mikrosekunden im Jahresverlauf. Diese Abweichungen müssten bei der Kommunikation mit Raumsonden oder künftigen Marskolonien berücksichtigt werden. Andernfalls könne es zu erheblichen Fehlern bei der Datenübertragung kommen, so NewAtlas.
Ein dynamisches Zeitsystem für den Roten Planeten?
Während sich die Zeitabweichungen bei GPS-Satelliten auf der Erde durch eine einfache Anpassung der Borduhren ausgleichen lassen, sei dies bei Marsmissionen deutlich schwieriger. Die Forscher sprechen von einem „Internet des Sonnensystems“, das künftig eine dynamische, sich ständig anpassende Zeitkorrektur benötigen werde. Nur so könne eine präzise Navigation und Kommunikation zwischen Erde, Mars und anderen Himmelskörpern gewährleistet werden.
„Es ist gut, dass wir jetzt zum ersten Mal wissen, was zeitlich auf dem Mars passiert“, sagte Ashby laut NewAtlas. Dies verbessere nicht nur das Verständnis der Relativitätstheorie, sondern sei auch essenziell für die praktische Anwendung in der Raumfahrt. Die Ergebnisse der Studie wurden im Astronomical Journal veröffentlicht.