Hoe sterk zijn de winden op Mars?

(Dan Tri Newspaper) - Onderzoek wijst uit dat windvlagen en stofstormen snelheden van ongeveer 160 km/u kunnen bereiken. Inzicht in de kracht van de Marswinden is essentieel voor de planning van toekomstige expedities.

Mars: Het ogenschijnlijk kalme oppervlak verbergt "angstaanjagende" winden.

De atmosfeer van Mars is meer dan 100 keer dunner dan de atmosfeer van de aarde (afbeelding: Triff/Shutterstock).

Ondanks zijn ogenschijnlijk kale en vredige uiterlijk, bezit Mars een verbazingwekkend dynamische atmosfeer. Een recent onderzoek, gepubliceerd in het tijdschrift Science Advances, onthulde dat windvlagen en stofstormen op de Rode Planeet snelheden tot wel 44 m/s (ongeveer 160 km/u) kunnen bereiken, aanzienlijk hoger dan eerdere metingen aan het oppervlak.

Deze sterke winden spelen een cruciale rol in het vormgeven van het klimaat op Mars, door stof over de planeet te verplaatsen, weerpatronen te beïnvloeden en aanzienlijke uitdagingen te vormen voor toekomstige verkenningsplannen.

Wetenschappers zijn zich al lange tijd bewust van de rol van wind op Mars. Het oppervlak van de planeet is bedekt met fijn stof en zand, en verschijnselen zoals duinen en wereldwijde stofstormen tonen de kracht van luchtstromen aan.

Wind tilt niet alleen stof op en verplaatst het, maar beïnvloedt ook de hoeveelheid zonlicht die oppervlakken bereikt, de warmteverdeling en de activiteit van waterdamp in de ijle atmosfeer.

Inzicht in de sterkte, 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 de barre omstandigheden van de Rode Planeet zullen moeten trotseren.

De Marswinden zijn sterker dan we dachten.

Stofstormen komen vaak voor op Mars, waarbij sommige wereldwijde stofstormen de hele planeet bedekken (afbeelding: Pitris/Getty Images).

Het bestuderen van winden op Mars brengt talloze uitdagingen met zich mee vanwege het gebrek aan vaste meetpunten en de ijle atmosfeer. Om dit te overwinnen, hebben wetenschappers van de Universiteit van Bern in Zwitserland, onder leiding van dr. Valentin Bickel, deep learning-methoden toegepast op meer dan 50.000 satellietbeelden van de CaSSIS-camera's op de ExoMars Trace Gas Orbiter en de HRSC op de Mars Express-satelliet.

Machine learning-algoritmen identificeerden stofstormen, stofkolommen en wervelende lucht, die dienen als tastbare windsporen. Ongeveer 300 van de beste stereoscopische beeldreeksen werden vervolgens geanalyseerd om de beweging te volgen, de snelheid te berekenen en de windrichting over de planeet in kaart te brengen.

De resultaten toonden aan dat de winden nabij het oppervlak, geassocieerd met stofstormen, snelheden tot 44 m/s (160 km/u) bereikten, aanzienlijk hoger dan eerdere metingen (doorgaans onder de 48 km/u en zelden 96 km/u). Deze snelheid werd op grote schaal op Mars gemeten, wat suggereert dat dergelijke sterke winden vaker voorkomen dan eerder werd aangenomen.

Sterke winden zorgen ervoor dat er meer stof van het oppervlak wordt opgewaaid, wat het klimaat op Mars beïnvloedt. Stof absorbeert zonlicht, waardoor de atmosfeer opwarmt en de temperatuur, luchtcirculatie en stormontwikkeling worden beïnvloed.

Deze nieuwe methode helpt wetenschappers ook om het windgedrag op Mars op mondiale schaal in kaart te brengen.

De invloed van de Marswinden op toekomstige expedities.

De Opportunity-rover werd in 2003 naar Mars gelanceerd en is tot op de dag van vandaag nog steeds operationeel, waarmee hij zijn oorspronkelijke planning van slechts 90 dagen heeft overtroffen (foto: Dima Zel/Shutterstock).

Inzicht in de windpatronen op Mars bevredigt niet alleen de wetenschappelijke nieuwsgierigheid, maar heeft ook praktische implicaties voor toekomstige landers, rovers en bemande missies. Een goed begrip van de windomstandigheden helpt planners bij het ontwerpen van veilige landingen, duurzame apparatuur en duurzame zonne-energiesystemen.

Stof is een ernstig probleem voor missies op het aardoppervlak. Stof kan zich ophopen op zonnepanelen, waardoor het vermogen afneemt, apparatuur onzichtbaar wordt en mechanische systemen beschadigd raken. De Opportunity-rover moest in 2018 aan de grond blijven omdat de zonnepanelen bedekt waren met stof tijdens een wereldwijde stofstorm.

Door te weten wanneer en waar sterke winden en stofstormen ontstaan, kunnen wetenschappers stofgevaren voorspellen en opruim- of mitigatiemaatregelen plannen. Ook de keuze van landingsplaatsen en het ontwerp van de apparatuur kunnen baat hebben bij windkaarten die zijn verkregen uit metingen vanuit de ruimte.

Een onderzoeksteam van de Universiteit van Bern heeft een nieuw profiel opgesteld van de trajecten van stofstormen en de windrichting/windsnelheid. Dit geeft toekomstige planners van ruimteverkenningen inzicht in de windomstandigheden op geschikte landings- en onderzoekslocaties.

Dit helpt ingenieurs bij het modelleren van de invloed van wind op de landingsdynamiek, de verspreiding van stof rond het landingsgebied en de frequentie waarmee stof neerslaat op zonnepanelen of optische sensoren.

Nieuwe methoden voor het in kaart brengen van Marswinden met behulp van machinaal leren en het volgen van stofcyclonen zullen voortdurend datasets genereren voor het verfijnen van klimaatmodellen en hulpmiddelen voor missieplanning.

Een beter begrip van windpatronen zal helpen bij het ontwikkelen van meer geavanceerde modellen van de omstandigheden aan het Marsoppervlak, wat cruciaal is voor de veiligheid, prestaties en levensduur van apparatuur voor Marsverkenning en -onderzoek.

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