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Ein hoch aufragender Staubwirbelwind flog über den Perseverance-Rover hinweg, als er die Stätte eines alten Sees auf dem Mars erkundete – und der Rover zeichnete die ersten Geräusche dieses Mars-Staubteufels auf mit seinem Mikrofon.
Staubteufel oder Staubwirbelwinde sind auf dem Mars weit verbreitet und sind Teil der Wettermuster auf dem Roten Planeten.
Andere Missionen haben Bilder, Wetterdaten und Staubmessungen dieser Ereignisse gesammelt, und die NASA-InSight-Sonde hat seismische und magnetische Signale aufgezeichnet, die von Staubteufeln erzeugt wurden. Aber Sound war die fehlende Zutat – bis jetzt.
Als der Perseverance-Rover im Februar 2021 auf dem Mars landete, war er die erste Mission mit Mikrofonen auf einer Reise zum Roten Planeten.
Laut einer neuen Studie, die am Dienstag in der Zeitschrift Nature veröffentlicht wurde, wurde das SuperCam-Mikrofon des Roboterforschers am 27. September 2021 eingeschaltet und aufgezeichnet, als ein Staubteufel direkt über den Rover hinwegflog. Naturkommunikation.
Während des 11-Sekunden-Clips, der vom Mikrofon aufgenommen wurde, gibt es zwei Perioden niederfrequenter Winde, wenn die Vorder- und Rückwand des Staubteufels über den Rover hinwegfliegen, sagte die Hauptautorin der Studie, Dr. Naomi Murdoch, eine Forscherin an der Universität von Toulouse. Institut für Luft- und Raumfahrt.
Murdoch sagte, dass es zwischen den Wänden des Wirbelsturms eine Pause gab, als der Rover im Auge des Wirbelsturms war.
Während des Ereignisses sind Knistern und Zischen zu hören, die als Staubkörner identifiziert wurden, die auf den Rover treffen.
Murdoch sagte, die Forscher seien in der Lage gewesen, die Partikel im Staubteufel zu zählen, als er den Rover traf, was zu einer völlig neuen Art der Messung auf dem Roten Planeten führte. Es ist das erste Mal, dass ein Instrument die auf der Marsoberfläche aufsteigende Staubmenge quantifizieren kann.
Bilder und andere Daten, die vom Rover zurückgesendet wurden, bestätigten ebenfalls, was passiert ist. Als die Forscher alle Gegenstände zusammenstellten, die der Rover gesammelt hatte, stellten sie fest, dass der Staubteufel mehr als 118 Meter lang und 25 Meter breit war – etwa zehnmal größer als der Rover selbst. Murdoch sagte, dass dies zwar wie ein riesiger Wirbelwind aussieht, aber ungefähr die durchschnittliche Größe eines Staubteufels vom Mars hat.
Die Forscher stellten überrascht fest, dass sich Staub im Inneren des Staubteufels ansammelte und nicht nur in die Außenwände getragen wurde – dies ist möglich, weil sich der Staubteufel möglicherweise noch gebildet hat, als er sich über die Perseverance bewegte.
Staubteufel dienen als Indikatoren für Turbulenzen in der Marsatmosphäre und spielen eine wichtige Rolle im Staubkreislauf des Mars.
Mehr darüber zu erfahren, wie Staub auf dem Roten Planeten aufsteigt und sich bewegt – ein Schlüsselmerkmal seines Wetters und Klimas, da Staub das Hauptmerkmal ist – könnte Wissenschaftlern helfen, die Entstehung und Entwicklung von Staubstürmen besser zu verstehen.
Was ist der Staubsturm, der den Planeten umgibt? Die 15-jährige Rover-Mission abgeschlossen im Jahr 2018.
„Globale Staubstürme sind wichtig, um das Marsklima zu verstehen“, sagte Murdoch. Daher werden akustische Messungen von Staubeffekten und Staubauftrieb unser Verständnis von Staubteufeln verbessern und auch dazu beitragen, Marsklimamodelle zu verbessern. Das Verständnis der Staubanhebung ist aufgrund der Schäden, die an der Instrumentierung verursacht werden können, auch für Weltraummissionen von entscheidender Bedeutung.
Murdoch sagte, dass die Windsensoren von Perseverance bereits durch aufsteigende Staubpartikel beschädigt wurden, die wahrscheinlich vom Wind oder einem Staubteufel getragen wurden.
Es ist bekannt, dass Staubteufel auf dem Mars sowohl nützlich als auch schädlich sind.
Das Die InSight-Mission wird voraussichtlich diesen Monat enden Nachdem er vier Jahre lang Erdbeben und andere Phänomene auf dem Roten Planeten untersucht hatte. Staubschichten hatten sich auf seinen Solarmodulen angesammelt und verhinderten, dass das Raumschiff genug Energie sammelte, um seine Instrumente weiter mit Strom zu versorgen.
Staubteufel treten häufig im Jezero-Krater auf, wo Perseverance gelandet ist, scheinen aber im Haus von InSight auf der flachen Ebene von Elysium Planitia nicht vorhanden zu sein – und die Forscher sind sich nicht sicher, warum.
Im Fall von InSight hat sich Staub aus der Atmosphäre auf den Solarmodulen abgelagert, aber da es in der InSight-Region keine Wirbelstürme gibt, die Staub aufwirbeln können, können Wirbelstürme die Solarmodule nicht „reinigen“.
Andere Mars-Missionen haben in der Tat von regelmäßigen Reinigungen durch Staubteufel profitiert, die wie Staubsauger für Staub wirkten, der sich auf den solarbetriebenen Spirit- und Opportunity-Rovern angesammelt hatte, und ihnen eine längere Lebensdauer als erwartet verliehen.
Höheres Institut für Luft- und Raumfahrt der Universität Toulouse, besser bekannt als ISAE-SUPAERO, das Mikrofon, das auf der Ausdauer sitzt. Jeden Monat treffen sich Murdoch und ihr Team Acht Aufnahmen à 167 Sekunden.
„Wir schätzen, dass die Beobachtung eines einzelnen Mikrofons mitten am Tag (der Tageszeit, in der der Staubteufel am aktivsten ist) nur eine Chance von 1 zu 200 hat, einen Staubteufel wie den, dem wir begegnet sind, aufzunehmen“, sagte Murdoch. „Wir hatten definitiv Glück, aber wir haben auch das Feedback des Tools sorgfältig gezielt, um die Erfolgschancen zu erhöhen.“
Weitere Mikrofonaufnahmen können zusätzliche Staubteufel aufnehmen, und Murdochs Team verwendet die Audioaufnahmen, um atmosphärische Turbulenzen zu messen, um ihr Ausmaß auf dem Mars zu bestimmen.
Das SuperCam-Mikrofon war ursprünglich zum Abhören als Instrumente auf den Rover-Felsen enthalten, um sie zu charakterisieren, aber seine akustischen Daten werfen auch ein Licht auf die Möglichkeiten der atmosphärischen Wissenschaft auf dem Roten Planeten, sagte Murdoch.
„All diese Messungen und Analysen zeigen, wie wertvoll akustische Daten in der Planetenerkundung sind.“ Daher entwickeln wir parallel zu ISAE-SUPAERO die nächste Generation von akustischen Sensoren, die zukünftig zu anderen Planetenkörpern in der Atmosphäre übertragen werden.