Wie stark sind die Winde auf dem Mars?

(Dan Tri) – Untersuchungen zeigen, dass Windböen und Staubstürme Geschwindigkeiten von etwa 160 km/h erreichen können. Das Verständnis der Stärke der Marswinde ist für die Planung zukünftiger Expeditionen unerlässlich.

Mars: Scheinbar ruhige Oberfläche verbirgt "schreckliche" Winde

Die Marsatmosphäre ist mehr als 100 Mal dünner als die Erdatmosphäre (Foto: Triff/Shutterstock).

Trotz seines kargen und friedlichen Erscheinungsbildes besitzt der Mars eine überraschend dynamische Atmosphäre. Eine neue Studie, veröffentlicht in der Fachzeitschrift Science Advances, hat ergeben, dass Wind- und Staubböen auf dem Roten Planeten Geschwindigkeiten von bis zu 44 Metern pro Sekunde (etwa 160 Kilometer pro Stunde) erreichen können – deutlich schneller als bisherige Messungen an der Oberfläche.

Diese starken Winde spielen eine Schlüsselrolle bei der Gestaltung des Marsklimas, indem sie Staub über den Planeten transportieren, Wettermuster beeinflussen und zukünftige Erkundungspläne vor große Herausforderungen stellen.

Wissenschaftlern ist die Rolle der Winde auf dem Mars schon lange bewusst. Die Oberfläche des Planeten ist mit feinem Staub und Sand bedeckt, und Phänomene wie Sanddünen und globale Staubstürme zeugen von der Kraft der Luftströmungen.

Winde wirbeln und transportieren nicht nur Staub auf, sondern beeinflussen auch die Menge an Sonnenlicht, die die Erdoberfläche erreicht, die Wärmeverteilung und das Verhalten des Wasserdampfs in der dünnen Atmosphäre.

Das Verständnis von Stärke, Ort, Zeitpunkt und Wechselwirkung von Winden mit Staub ist entscheidend für die Entwicklung präziser Klima- und Wettermodelle auf dem Mars. Diese Modelle bilden die Grundlage für die Planung zukünftiger Erkundungsmissionen, die mit den extremen Bedingungen des Roten Planeten zurechtkommen müssen.

Die Winde auf dem Mars sind stärker als wir dachten

Auf dem Mars treten häufig Staubstürme auf, wobei globale Staubstürme den gesamten Planeten bedecken (Foto: Pitris/Getty Images).

Die Erforschung der Winde auf dem Mars ist aufgrund fehlender fester Messpunkte und der dünnen Atmosphäre eine Herausforderung. Um diese zu bewältigen, nutzten Wissenschaftler der Universität Bern unter der Leitung von Dr. Valentin Bickel Deep Learning, um über 50.000 Satellitenbilder der CaSSIS-Kameras des ExoMars Trace Gas Orbiter und des HRSC des Mars Express auszuwerten.

Maschinelle Lernalgorithmen identifizierten Staubwolken, rotierende Staub- und Luftsäulen, die als sichtbare Spuren von Wind dienen. Anschließend wurden etwa 300 der besten stereoskopischen Bildsequenzen analysiert, um die Bewegung zu verfolgen, die Geschwindigkeit zu berechnen und die Windrichtung über den gesamten Planeten zu kartieren.

Die Ergebnisse zeigten, dass die bodennahen Winde, die mit Staubteufeln in Verbindung stehen, Geschwindigkeiten von bis zu 44 m/s (160 km/h) erreichten – deutlich höher als bisherige Messungen (die typischerweise unter 48 km/h und selten über 96 km/h lagen). Diese Geschwindigkeiten wurden großflächig auf dem Mars gemessen, was darauf hindeutet, dass derart starke Winde häufiger vorkommen als bisher angenommen.

Starke Winde wirbeln mehr Staub von der Oberfläche auf und beeinflussen so das Marsklima. Staub absorbiert Sonnenlicht, erwärmt die Atmosphäre und wirkt sich auf Temperaturen, Luftzirkulation und die Entstehung von Stürmen aus.

Diese neue Methode hilft Wissenschaftlern auch dabei, das Windverhalten auf dem Mars global zu kartieren.

Auswirkungen der Marswinde auf zukünftige Erkundungen

Der Rover Opportunity wurde im Jahr 2003 zum Mars geschickt und ist auch heute noch in Betrieb. Er hat seinen ursprünglichen Plan von nur 90 Tagen auf dem Planeten weit übertroffen (Foto: Dima Zel/Shutterstock).

Das Verständnis der Windverhältnisse auf dem Mars ist nicht nur von wissenschaftlichem Interesse, sondern hat auch praktische Auswirkungen auf zukünftige Lander, Rover und bemannte Missionen. Ein fundiertes Wissen über die Windverhältnisse hilft Planern, sichere Landungen, langlebige Ausrüstung und nachhaltige Solarenergieanlagen zu entwickeln.

Staub stellt ein ernstes Problem für Oberflächenmissionen dar. Er kann sich auf Solarzellen ablagern, die Leistung verringern, Geräte verdecken und mechanische Systeme beschädigen. Der Rover Opportunity musste 2018 aufgrund von Staubablagerungen auf seinen Solarzellen während eines globalen Staubsturms am Boden bleiben.

Das Wissen um Ort und Zeitpunkt der Entstehung starker Winde und Staubstürme hilft Wissenschaftlern, Staubgefahren vorherzusagen und Sanierungs- oder Minderungsmaßnahmen zu planen. Auch die Auswahl von Landeplätzen und die Hardwareentwicklung können von Windkarten profitieren, die aus orbitalen Messungen gewonnen werden.

Ein Forschungsteam der Universität Bern hat ein neues Profil der Zugbahnen von Staubstürmen sowie der Windrichtung und -geschwindigkeit erstellt, das zukünftigen Expeditionsplanern Einblicke in die Windverhältnisse an geeigneten Lande- und Forschungsorten ermöglicht.

Dies hilft Ingenieuren bei der Modellierung, wie sich Winde auf die Landedynamik auswirken könnten, wie sich Staub im Landegebiet verteilen könnte und wie häufig Staub an Solarzellen oder optischen Sensoren haften bleiben könnte.

Neue Methoden zur Kartierung der Marswinde mittels maschinellen Lernens und zur Verfolgung von Staubtornados werden weiterhin Datensätze generieren, um Klimamodelle und Missionsplanungsinstrumente zu verfeinern.

Ein besseres Verständnis der Windverhältnisse wird dazu beitragen, ausgefeiltere Modelle der Oberflächenbedingungen zu entwickeln, die für die Sicherheit, Leistungsfähigkeit und Lebensdauer von Mars-Rovern und -Explorern von entscheidender Bedeutung sind.

Quelle: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/gio-tren-sao-hoa-manh-den-muc-nao-20251106012519849.htm