Hoe sterk is de wind op Mars?

(Dan Tri) - Onderzoek toont aan dat windstoten en stofstormen snelheden van ongeveer 160 km/u kunnen bereiken. Inzicht in de kracht van de Marswind is essentieel voor het plannen van toekomstige expedities.

Mars: schijnbaar kalm oppervlak verbergt 'verschrikkelijke' winden

De atmosfeer van Mars is meer dan 100 keer ijler dan de atmosfeer van de Aarde (foto: Triff/Shutterstock).

Ondanks zijn kale en vredige uiterlijk heeft Mars een verrassend dynamische atmosfeer. Een nieuwe studie gepubliceerd in het tijdschrift Science Advances heeft onthuld dat wind- en stofvlagen op de Rode Planeet snelheden tot 44 meter per seconde (ongeveer 160 kilometer per uur) kunnen bereiken, veel sneller dan eerdere oppervlaktemetingen.

Deze krachtige winden spelen een belangrijke rol bij het bepalen van het klimaat op Mars. Ze verplaatsen stof over de planeet en beïnvloeden weerpatronen. Bovendien vormen ze een grote uitdaging voor toekomstige verkenningsplannen.

Wetenschappers zijn zich al lang bewust van de rol van wind op Mars. Het oppervlak van de planeet is bedekt met fijn stof en zand, met kenmerken zoals zandduinen en wereldwijde stofstormen die getuigen van de kracht van luchtstromingen.

Wind tilt en verplaatst niet alleen stof, maar heeft ook invloed op de hoeveelheid zonlicht die het aardoppervlak bereikt, op de manier waarop warmte wordt verdeeld en op het gedrag van waterdamp in de ijle atmosfeer.

Inzicht in de kracht, locatie, timing en interactie van wind met stof is cruciaal voor het bouwen van nauwkeurige klimaat- en weermodellen op Mars. Deze modellen vormen de basis voor de planning van toekomstige verkenningsmissies die te maken zullen krijgen met de barre omstandigheden op de Rode Planeet.

De Marswinden zijn sterker dan we dachten

Op Mars komen vaak stofstormen voor. Soms bedekken stofstormen de hele planeet (foto: Pitris/Getty Images).

Het bestuderen van de wind op Mars is een uitdaging vanwege het gebrek aan vaste meetpunten en de ijle atmosfeer. Om dit te overwinnen, hebben wetenschappers van de Universiteit van Bern, Zwitserland, onder leiding van Dr. Valentin Bickel, deep learning toegepast op meer dan 50.000 satellietbeelden van de CaSSIS-camera's van de ExoMars Trace Gas Orbiter en de HRSC van de Mars Express.

Machine learning-algoritmen identificeerden stofpluimen, roterende kolommen van stof en lucht die als zichtbare sporen van wind fungeren. Ongeveer 300 van de beste stereoscopische beeldreeksen werden vervolgens geanalyseerd om beweging te volgen, snelheid te berekenen en de windrichting over de planeet in kaart te brengen.

De resultaten toonden aan dat winden dicht bij het oppervlak, geassocieerd met stofduivels, snelheden bereikten tot 44 m/s (160 km/u), veel hoger dan eerdere metingen (die doorgaans lager waren dan 48 km/u en zelden hoger dan 96 km/u). Deze snelheden werden over een groot deel van Mars gemeten, wat suggereert dat zulke sterke winden vaker voorkomen dan eerder werd aangenomen.

Door sterke wind kan er meer stof van het oppervlak worden opgetild, wat van invloed is op het klimaat van Mars. Stof absorbeert zonlicht, warmt de atmosfeer op, wat de temperatuur, de luchtcirculatie en het ontstaan ​​van stormen beïnvloedt.

Met deze nieuwe methode kunnen wetenschappers ook het windgedrag op Mars op wereldwijde schaal in kaart brengen.

Impact van de Marswind op toekomstige verkenningen

De Opportunity-rover werd in 2003 naar Mars gelanceerd en is nog steeds in bedrijf. De oorspronkelijke planning van slechts 90 dagen op de planeet is al voorbij (foto: Dima Zel/Shutterstock).

Het begrijpen van de wind op Mars is niet alleen wetenschappelijk interessant, maar heeft ook praktische implicaties voor toekomstige landers, rovers en bemande missies. Een gedegen begrip van de windomgeving helpt planners bij het ontwerpen van veilige landingen, duurzame apparatuur en duurzame zonne-energie-installaties.

Stof vormt een ernstig probleem bij missies aan de oppervlakte. Het kan zich ophopen op zonnepanelen, waardoor het vermogen afneemt, apparatuur wordt verduisterd en mechanische systemen worden aangetast. De Opportunity-rover raakte in 2018 tijdens een wereldwijde stofstorm aan de grond door stof dat zijn zonnepanelen bedekte.

Weten wanneer en waar sterke wind en stofstormen ontstaan, helpt wetenschappers bij het voorspellen van stofgevaren en het plannen van schoonmaak- of mitigatiemaatregelen. De keuze van de landingsplaats en het ontwerp van de hardware kunnen ook profiteren van windkaarten die zijn verkregen uit orbitale metingen.

Een onderzoeksteam van de Universiteit van Bern heeft een nieuw profiel opgesteld van de paden van stofstormen en de windrichting/-snelheid. Hiermee krijgen toekomstige expeditieplanners inzicht in de windomstandigheden op geschikte locaties voor landingen en onderzoek.

Hiermee kunnen ingenieurs modelleren hoe wind de landingsdynamiek beïnvloedt, hoe stof zich rond de landingsplek kan verplaatsen en hoe vaak stof aan zonnepanelen of optische sensoren blijft plakken.

Nieuwe methoden voor het in kaart brengen van de Marswind door middel van machinaal leren en het volgen van stoftornado's blijven datasets genereren waarmee klimaatmodellen en hulpmiddelen voor missieplanning kunnen worden verfijnd.

Een beter begrip van windpatronen kan leiden tot geavanceerdere modellen van oppervlakteomstandigheden. Deze zijn van cruciaal belang voor de veiligheid, prestaties en levensduur van Mars-rovers en -verkenners.

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