Phobos hat eine äquatoriale Umlaufbahn, die fast kreisförmig ist. Er umkreist einmal alle 7 Stunden und 39 Minuten in nur 5989 km Höhe über der Marsoberfläche. Seine Umlaufbahn sinkt um 1,8 cm pro Jahr, so dass erwartet wird, dass er innerhalb von 100 Millionen Jahren auf den Mars stürzt oder zerbricht und einen Ring aus Fragmenten um den Planeten hinterlässt. Die Umlaufzeit von Phobos ist dreimal schneller als die Rotationsperiode des Mars, was zu dem für natürliche Satelliten ungewöhnlichen Ergebnis führt, dass Phobos vom Mars aus gesehen im Westen aufgeht und im Osten untergeht. Er kreist so nahe an der Marsoberfläche, dass die Krümmung des Planeten seine Sicht für einen Beobachter, der in den Polarregionen des Mars steht, verdecken würde.
Phobos 360. (Klicken Sie hier für weitere Details und größere Versionen dieses Videos)
Credit: ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum), CC BY-SA IGO 3.0
Phobos ist zu leicht, als dass die Schwerkraft ihn kugelförmig machen könnte. Er hat ein sehr klumpiges Aussehen und ist stark zerkratzt. Im Jahr 1988 entdeckte die sowjetische Raumsonde Phobos 2 Ausgasungen aus dem Satelliten, konnte aber wegen einer Fehlfunktion, bei der auch ein geplanter Lander verloren ging, deren Natur nicht feststellen.
Beobachtungen des Mars Global Surveyor ergaben, dass die Oberfläche mit mindestens einem Meter dickem Staub bedeckt ist, was auf Erosion durch Meteoritenbeschuss hindeutet.
Ein Bild der dem Mars zugewandten Seite von Phobos. Credit: ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum), CC BY-SA IGO 3.0
Das dominierende Merkmal auf Phobos ist ein relativ großer Einschlagskrater (Durchmesser ca. 9,5 km), der Stickney genannt wird, was der Mädchenname von Asaph Halls Frau war. Zahlreiche sekundäre Krater sind wahrscheinlich als Folge des Einschlags entstanden, der Stickney hervorbrachte, was bedeutet, dass die Kraterzählung ein ungenauer Chronometer für Phobos ist. Von Stickney gehen große Rillen aus, die möglicherweise auf die Wucht des Einschlags hinweisen. Andere Rillen auf dem zentralen Teil des Mondes verlaufen jedoch fast parallel und es wird vermutet, dass sie durch Auswurfmaterial von Einschlägen auf der darunter liegenden Marsoberfläche entstanden sein könnten. Phobos könnte einen Staubtorus haben, aber Beweise dafür sind bisher nur indirekt vorhanden.
Der Ursprung von Phobos wird im Detail untersucht, bleibt aber unklar. Eine Idee ist, dass Phobos ein eingefangener Asteroid ist. Daten, die das Infrarot-Mapping-Spektrometer-Experiment an Bord der Phobos-2-Mission lieferte, unterstützten diese Ansicht, aber neuere Untersuchungen seiner Zusammensetzung, einschließlich Untersuchungen mit Daten aus Vorbeiflügen von Mars Express, legen nahe, dass andere Prozesse dafür verantwortlich gewesen sein könnten.
Nahaufnahme von Phobos, aufgenommen am 28. Juli 2008. Credit: ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum), CC BY-SA IGO 3.0
Ein Grund für die Vermutung, dass Phobos kein eingefangener Asteroid ist, ist seine Dichte. Eine Analyse der Radioforschungsdaten von Mars Express lieferte neue Informationen über die Masse von Phobos, basierend auf der Gravitationsanziehung, die er auf die Raumsonde ausübt. Das Team kam zu dem Schluss, dass Phobos wahrscheinlich große Hohlräume enthält, was es weniger wahrscheinlich macht, dass er ein eingefangener Asteroid ist. Seine Zusammensetzung und strukturelle Stärke scheinen mit dem Einfang-Szenario unvereinbar zu sein.
Es ist möglich, dass sich Phobos an Ort und Stelle auf dem Mars gebildet hat, aus Auswurfmaterial von Einschlägen auf der Marsoberfläche oder aus den Überresten eines früheren Mondes, der sich aus der Akkretionsscheibe des Mars gebildet hatte und anschließend mit einem Körper aus dem Asteroidengürtel kollidierte. Daten des OMEGA-Spektrometers von Mars Express deuten darauf hin, dass Phobos eine primitive Zusammensetzung aufweist, so dass während seiner Entstehung primitive Materialien für die Akkretion zur Verfügung gestanden haben müssen. Die kreisförmige Umlaufbahn deutet darauf hin, dass Phobos an Ort und Stelle entstanden ist, während die Analyse der Daten des Planetary Fourier Spectrometers von Mars Express ebenfalls auf eine Entstehung an Ort und Stelle hindeutet, aber nicht ausschließt, dass Phobos ein eingefangener achondritenartiger Meteor ist.
Weitere Informationen über die Umlaufbahn, die Form, die Rotation und die innere Struktur von Phobos hätte die Phobos-Soil-Mission gesammelt, die nach dem Start im Jahr 2011 die Erdumlaufbahn nicht verlassen hat. Das Verständnis der Entstehung der Marsmonde würde zum Gesamtverständnis der Entstehung des Sonnensystems beitragen, und Wissenschaftler der ESA erwägen eine zukünftige Probenrückführungsmission zu Phobos.
| Wichtige Parameter für Phobos | |
| Parameter | Phobos |
| Durchschnittliche Entfernung vom Zentrum des Mars | 9375 km |
| Durchschnittliche Entfernung von der Marsoberfläche | 5989 km |
| Abmessungen | 13.0 × 11,39 × 9,07 km |
| Masse | 10.6 × 1015 kg |
| Rotationsperiode | Synchron |
| Orbitalperiode | 0.32 Tage (7 h 39 min) |
| Orbitale Exzentrizität | 0.015 |
| Orbitalen Neigung | 1.1° |
| Die Parameter in dieser Tabelle sind Rosenblatt 2011 und den dortigen Referenzen entnommen | |