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Mars Warum Windhosen auf dem Mars der Forschung helfen

Ein sogenannter Staubteufel (im Bild rechts oben) fegt über die Mars-Oberfläche, aufgenommen vom Marsrover Opportunity
Ein sogenannter Staubteufel (im Bild rechts oben) fegt über die Mars-Oberfläche, aufgenommen vom Marsrover Opportunity
© NASA/JPL-Caltech via AP
Erstmals haben Forscher Geräusche einer Windhose auf dem Mars aufgezeichnet. Daraus leiten sie Eigenschaften der Staubteufel ab. Die sind für Mars-Missionen aus einem bestimmten Grund äußerst vorteilhaft

Es ist lediglich ein dumpfes Rumpeln, das mehrere Sekunden andauert – doch für Planetenforscher sind diese Geräusche von erheblicher Bedeutung: Mithilfe des Mikrofons an Bord des Mars-Rovers "Perseverance" ist es einem internationalen Team von Wissenschaftlern erstmals gelungen, den Klang eines sogenannten Staubteufels auf einem anderen Planeten aufzuzeichnen. Dabei handelt es um eine mit aufgewirbeltem Staub gefüllte Windhose. Aus den aufgefangenen Geräuschen und weiteren Messdaten des Rovers ließ sich die Höhe des Staubteufels auf 118 Meter und sein Durchmesser auf 25 Meter bestimmen, berichtet das Team im Fachblatt "Nature Communications".

"Staubteufel treten auf der Oberfläche des Mars häufig auf, insbesondere im Krater Jezero, dem Landeplatz des Rovers "Perseverance"", erläutern Naomi Murdoch von der Universität Toulouse in Frankreich und ihre Kollegen. Das Fahrzeug der US-Raumfahrtbehörde Nasa war am 18. Februar 2021 im Jezero-Krater gelandet. Seither haben die Forscher dort knapp 100 Staubteufel beobachtet. "Diese Windhosen sind eine Folge atmosphärischer Turbulenzen und ein wichtiger Mechanismus für das Aufwirbeln und Umverteilen von Staub auf der Oberfläche", so die Forscher.

"Perseverance" hat erstmalig ein Mikrofon an Bord, integriert in eine Kamera. Allerdings zeichnet das Mikrofon die Umgebungsgeräusche nicht durchgehend, sondern lediglich für drei Minuten am Tag auf. Am 27. September 2021 hatten die Forscher dann gleich doppelt Glück: Ein Staubteufel wanderte direkt über den Rover hinweg – und das Mikrofon war zu dieser Zeit eingeschaltet. So konnte das Team den Klang des Staubteufels mit Kamerabildern und weiteren Messdaten, insbesondere des Luftdrucks, kombinieren.

Staubteufel reinigen die Solarzellen von Marssonden

"Zunächst zeigte sich eine Abnahme des Luftdrucks, dann erklangen die Geräusche des Staubteufels", berichtet Teamleiter Roger Wiens von der Purdue University in den USA. "Dann kam ein kurzer Moment der Stille – wir waren im Auge des kleinen Wirbelsturms. Anschließend konnten wir den Wind erneut hören und dann stieg der Luftdruck wieder an." Aus den Daten ergibt sich eine Windgeschwindigkeit von 40 Kilometern pro Stunde. Das ist etwa die gleiche Geschwindigkeit wie bei vergleichbaren atmosphärischen Erscheinungen auf der Erde.

Allerdings beträgt der Luftdruck auf dem Roten Planeten nur etwa ein Prozent des irdischen, deshalb ist der Wind entsprechend weniger kraftvoll. "Es ist also zwar kein starker Wind, aber es reicht offensichtlich, um Staub aufzuwirbeln und davonzutragen", so Wiens. Aufgrund des geringen Luftdruck stellen solche Winde auch keine Gefahr für Marssonden oder künftige Astronauten dar. Im Gegenteil, Staubteufel sind sogar von Vorteil: Sie blasen den mit der Zeit abgelagerten Staub von Solarzellen herunter und verlängern so beispielsweise die Lebensdauer von Marssonden.

So konnten die Teams der Rover "Opportunity" und "Spirit" eine langsame Verschlechterung der Energieversorgung beobachten – und dann wieder eine sprunghafte Verbesserung. "Dann hat ein Staubteufel die Solarzellen gereinigt", erläutert Wiens. Bei der Marssonde "InSight" dagegen ist kein derartiger Effekt zu beobachten – am Landeplatz der Sonde in der Elysium-Ebene gibt es kaum Staubteufel. Die Forscher hoffen nun auf weitere akustische Aufzeichnungen von Staubteufeln, um daraus weitere Erkenntnisse über die Atmosphäre und den Staub zu gewinnen.

Rainer Kayser, dpa

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