Wie stark sind die Winde auf dem Mars?

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

Mars: Hinter der scheinbar ruhigen Oberfläche verbergen sich "furchterregende" Winde.

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

Trotz seines scheinbar kargen und friedlichen Äußeren besitzt der Mars eine erstaunlich dynamische Atmosphäre. Eine kürzlich in der Fachzeitschrift Science Advances veröffentlichte Studie zeigte, dass Windböen und Staubstürme auf dem Roten Planeten Geschwindigkeiten von bis zu 44 m/s (etwa 160 km/h) erreichen können – deutlich höher als bisherige Messungen an der Oberfläche.

Diese starken Winde spielen eine entscheidende Rolle 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 des Windes auf dem Mars schon lange bewusst. Die Oberfläche des Planeten ist mit feinem Staub und Sand bedeckt, und Phänomene wie Dünen und globale Staubstürme verdeutlichen die Kraft der Luftströmungen.

Der Wind wirbelt und bewegt nicht nur Staub auf, sondern beeinflusst auch die Menge an Sonnenlicht, die Oberflächen erreicht, die Wärmeverteilung und die Aktivität des Wasserdampfs in der dünnen Atmosphäre.

Das Verständnis von Stärke, Ort, Zeitpunkt und Wechselwirkung von Wind mit Staub ist entscheidend für die Erstellung 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 konfrontiert sein werden.

Die Winde auf dem Mars sind stärker als wir dachten.

Staubstürme sind auf dem Mars häufig, wobei einige globale Staubstürme den gesamten Planeten bedecken (Bild: Pitris/Getty Images).

Die Erforschung der Winde auf dem Mars ist aufgrund fehlender fester Messpunkte und der dünnen Atmosphäre mit zahlreichen Herausforderungen verbunden. Um diese zu bewältigen, wandten Wissenschaftler der Universität Bern unter der Leitung von Dr. Valentin Bickel Deep-Learning-Methoden auf über 50.000 Satellitenbilder der CaSSIS-Kameras des ExoMars Trace Gas Orbiter und des HRSC der Raumsonde Mars Express an.

Maschinelle Lernalgorithmen identifizierten Staubstürme, Staubsäulen und Luftwirbel, die als sichtbare Windspuren 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 im Zusammenhang mit Staubstürmen Geschwindigkeiten von bis zu 44 m/s (160 km/h) erreichten, deutlich höher als bisherige Messungen (typischerweise unter 48 km/h und selten 96 km/h). Diese Geschwindigkeit wurde flächendeckend 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 dadurch auf Temperatur, Luftzirkulation und Sturmbildung aus.

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

Der Einfluss der Marswinde auf zukünftige Expeditionen.

Der Marsrover Opportunity wurde 2003 zum Mars geschickt und ist bis heute in Betrieb, womit er seinen ursprünglichen Plan von nur 90 Tagen deutlich übertroffen hat (Foto: Dima Zel/Shutterstock).

Das Verständnis der Windmuster auf dem Mars befriedigt nicht nur die wissenschaftliche Neugier, 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 Missionen auf der Erdoberfläche 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 Flugbahnen von Staubstürmen sowie der Windrichtung und -geschwindigkeit erstellt, das zukünftigen Explorationsplanern Einblicke in die Windverhältnisse an geeigneten Lande- und Forschungsstandorten ermöglicht.

Dies hilft Ingenieuren bei der Modellierung, wie sich der Wind auf die Landedynamik auswirken könnte, wie sich Staub im Landegebiet verteilen könnte und wie häufig sich Staub auf Solarzellen oder optischen Sensoren absetzen könnte.

Neue Methoden zur Kartierung der Marswinde mittels maschinellen Lernens und zur Verfolgung von Staubzyklonen werden weiterhin Datensätze zur Verfeinerung von Klimamodellen und Missionsplanungsinstrumenten generieren.

Ein besseres Verständnis der Windmuster wird dazu beitragen, ausgefeiltere Modelle der Oberflächenbedingungen zu erstellen, was für die Sicherheit, Leistungsfähigkeit und Langlebigkeit der Ausrüstung zur Marserkundung und -forschung von entscheidender Bedeutung ist.

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