Die Atmosphäre des Mars besteht hauptsächlich aus Kohlendioxid (CO2) mit einem Anteil von etwa 95%. Der Rest setzt sich aus Stickstoff (2,6%), Argon (1,9%) und Spurengasen wie Sauerstoff, Wasserdampf und Methan zusammen. Die Atmosphäre des Mars ist sehr dünn im Vergleich zur Erdatmosphäre. Der durchschnittliche Druck auf der Marsoberfläche beträgt nur etwa 0,6% des Drucks auf der Erde. Die Temperatur auf dem Mars ist extrem kalt, mit durchschnittlichen Temperaturen von etwa -60°C. In den Polregionen kann die Temperatur auf bis zu -125°C sinken, während sie in den wärmeren Regionen auf etwa -20°C steigen kann. Aufgrund der dünnen Atmosphäre gibt es auf dem Mars keine stabile Wetter- oder Klimasysteme wie auf der Erde. Es gibt jedoch gelegentliche Staubstürme, die den gesamten Planeten bedecken können und Monate oder sogar Jahre dauern. Die geringe Dichte der Marsatmosphäre führt dazu, dass sie nur begrenzt Schutz vor Weltraumstrahlung bietet. Menschen, die auf dem Mars leben würden, wären daher der Strahlung stärker ausgesetzt als auf der Erde. Die Atmosphäre des Mars enthält auch sehr wenig Sauerstoff, was bedeutet, dass sie nicht atembar ist. Daher wäre es für Menschen notwendig, Sauerstoff mitzubringen oder eine Methode zur Herstellung von Sauerstoff auf dem Mars zu entwickeln, um dort zu überleben.
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