Polare Ablagerungen auf dem Merkur - Ursprung und Evolution

• Antragsteller: Dr.-Ing. Philipp Gläser
• Fachliche Zuordnung: Geodäsie, Photogrammetrie, Fernerkundung, Geoinformatik, Kartographie
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 434933580

Merkurs Rotationsachse steht nahezu exakt senkrecht zur Ekliptikebene. In Kombination mit der kraterreichen Topografie führt das zur Entstehung von permanent dunklen Gebieten nahe der Polarregionen. In Studien wurde gezeigt, dass die Temperaturen in diesen Regionen kalt genug sein können, damit sich Wassereis dort sammeln und stabil sein kann. Radarmessungen haben zudem ergeben, dass es große Vorkommen an sogenanntem "hellen" Radarmaterial gibt was zu großer Wahrscheinlichkeit für Wassereis spricht. Trotz der Nähe Merkurs zur Sonne ist das Vorkommen dieses "hellen" Radarmaterials größer als am Mond. In früheren Studien wurde zudem herausgefunden, dass sich, ähnlich wie beim Mond, das gesamte "helle" Radarmaterial innerhalb der kalten, permanent dunklen Gebiete entlang der Kraterböden befindet. Jedoch wurde auch berichtet, dass nur etwa die Hälfte aller permanent dunklen Gebiete solch "helles" Radarmaterial aufweist. Weiter wurde herausgefunden, dass komplexe Krater (> 10 km) häufiger "helles" Radarmaterial vorweisen als einfache Krater (< 10 km).In dieser Studie werden die Beleuchtungs- und Temperaturbedingungen nahe Merkur‘s Polarregionen daraufhin untersucht, ob das Nichtvorhandensein des "hellen" Radarmaterials in der Hälfte aller permanent dunklen Gebiete auf erhöhte Temperaturen zurückgeführt werden kann. Am Nordpol werden die Temperaturbedingungen auf Grundlage aller vorhandenen Messungen des Mercury Laser Altimeters (MLA) gemacht. Mit Hilfe von Ko-Registrierung wird daraus ein Digitales Geländemodell (DGM) mit 250 Metern pro Pixel erstellt und darauf dann Beleuchtung und Temperaturen simuliert. Die erste thermale Studie an Merkurs Südpol wird ebenfalls im Rahmen dieser Studie gemacht. Dazu wird ein neues, aktuelles DGM auf Basis von Bildern des Mercury Dual Imaging Systems (MDIS) erstellt. Die hierbei entstandenen polaren Beleuchtungs- und Temperaturkarten werden auch zeigen, ob der erwähnte Unterschied zwischen dem Vorkommen „hellen“ Radarmaterials in komplexen und einfachen Kratern auch auf die Temperatur zurückgeführt werden kann. Eine detaillierte Beleuchtungs- und Temperaturuntersuchung des Prokofiev Kraters auf Grundlage des neuen DGMs wird Klarheit über die umstrittene Ausdehnung seines permanent dunklen Gebiets schaffen und dabei feststellen, ob "helles" Radarmaterial auch in sehr schwach beleuchtenden Gebieten existieren kann. Insgesamt werden in dieser Studie Karten zur Beleuchtung, Temperatur, Tiefe der Wassereisvorkommen und permanent dunklen Gebiete erstellt. Darauf beruhend werden dann potentielle, zukünftige Landeplätze nahe wassereis-reicher, permanent dunkler Gebiete identifiziert, welche selbst fast immer beleuchtet sind und von daher auch fast kontinuierlich Strom via Solarzellen liefern können. Abschließend werden weitere interessante Gebiete identifiziert, welche in naher Zukunft von BepiColombo etwas genauer untersucht werden sollen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen