So hört sich ein Staubsturm auf dem Mars an

Im “Marsianer” sind Staubstürme ziemlich unangenehm und geradezu gefährlich. Das ist eine der wenigen wissenschaftlichen Ungereimtheiten von Film und Buch. Tatsächlich scheinen sie sogar sehr praktisch zu sein, wie Forscher schon öfter festgestellt haben, weil sie Solarpaneele vom Staub reinigen, der sich mit der Zeit absetzt. Aber wie hört sich so ein Staubteufel überhaupt an? Als der Rover Perseverance auf dem Mars landete, war er mit dem ersten funktionierenden Mikrofon auf der Oberfläche des Planeten ausgestattet. Wissenschaftler haben es benutzt, um die allererste Audioaufnahme eines außerirdischen Wirbelsturms zu machen.

Die Studie wurde von der Planetenforscherin Naomi Murdoch und einem Forscherteam des National Higher French Institute of Aeronautics and Space und der NASA in Nature Communications veröffentlicht. Roger Wiens, Professor für Erd-, Atmosphären- und Planetenwissenschaften am College of Science der Purdue University, leitet das Instrumententeam, das die Entdeckung machte. Er ist der leitende Forscher der SuperCam von Perseverance, einer Reihe von Instrumenten, die den “Kopf” des Rovers bilden und fortschrittliche Fernerkundungsinstrumente mit einer breiten Palette von Spektrometern, Kameras und dem besagten Mikrofon umfassen.

“Wir können mit Hilfe des Schalls viel mehr lernen als mit einigen anderen Instrumenten”, sagt Wiens. “Mit dem Mikrofon können wir Proben nehmen, nicht ganz mit Schallgeschwindigkeit, aber fast 100.000 Mal pro Sekunde. Das hilft uns, ein besseres Gefühl dafür zu bekommen, wie es auf dem Mars aussieht.”

Das Mikrofon ist nicht ständig eingeschaltet, sondern nimmt alle paar Tage etwa drei Minuten lang auf. Die Wirbelwind-Aufnahme, so Wiens, war ein Glücksfall, wenn auch nicht unbedingt unerwartet. Im Jezero-Krater, wo Perseverance gelandet ist, hat das Team seit der Landung des Rovers fast 100 Staubteufel – winzige Wirbelstürme aus Staub und Sand – beobachtet. Dies ist das erste Mal, dass das Mikrofon eingeschaltet war, als einer der Staubteufel den Rover überflog. Die Tonaufzeichnung des Staubteufels hilft den Wissenschaftlern zusammen mit Luftdruckmessungen und Zeitrafferaufnahmen, die Marsatmosphäre und das Wetter zu verstehen.

“Wir konnten beobachten, wie der Druck abfiel, dann gab es ein kleines Stück Stille, das Auge des kleinen Sturms, und dann hörten wir wieder den Wind und sahen, wie der Druck stieg”, erklärt Wiens. Das alles geschah innerhalb weniger Sekunden. “Der Wind ist schnell – etwa 40 Kilometer pro Stunde, was in etwa dem entspricht, was man bei einem Staubteufel auf der Erde sehen würde. Der Unterschied besteht darin, dass der Luftdruck auf dem Mars so viel niedriger ist, dass die Winde zwar genauso schnell sind, aber nur mit etwa einem Prozent des Drucks, den die gleiche Windgeschwindigkeit auf der Erde haben würde. Das ist kein starker Wind, aber es genügt, um Sandpartikel in die Luft zu schleudern und einen Staubteufel zu erzeugen.”

Die Informationen deuten darauf hin, dass sich künftige Astronauten keine Sorgen machen müssen, dass Orkanböen Antennen oder Habitate wegblasen – künftige Mark Watneys werden also nicht zurückgelassen -, aber der Wind könnte einige Vorteile haben. Die Brisen, die den Sand von den Solarzellen anderer Rover – insbesondere von Opportunity und Spirit – wegblasen, könnten dazu beigetragen haben, dass sie so viel länger durchhalten. “Diese Rover-Teams verzeichneten einen langsamen Leistungsabfall über mehrere Tage bis Wochen, dann einen Sprung. Das war, als der Wind die Solarpaneele abräumte”, sagt Wiens. Das Fehlen solcher Wind- und Staubteufel in der Elysium Planitia, wo die InSIght-Mission gelandet ist, könnte eine Erklärung dafür sein, warum diese Mission nun auslaufen muss. “Genau wie auf der Erde gibt es auch auf dem Mars in verschiedenen Gebieten unterschiedliche Wetterbedingungen”, so Wiens.

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BrandonQMorris
  • BrandonQMorris
  • Brandon Q. Morris, 54, ist Physiker und beschäftigt sich beruflich und privat schon lange mit den spannenden Phänomenen des Alls. So ist er für den redaktionellen Teil eines Weltraum-Magazins verantwortlich und hat mehrere populärwissenschaftliche Bücher über Weltraum-Themen geschrieben. Er wäre gern Astronaut geworden, musste aber aus verschiedenen Gründen auf der Erde bleiben. Ihn fasziniert besonders das „was wäre, wenn“. Sein Ehrgeiz ist es deshalb, spannende Science-Fiction-Geschichten zu erzählen, die genau so passieren könnten – und vielleicht auch irgendwann Realität werden.