Wie heftig war der Marsstaubsturm, der dazu führte, dass sich das „Paar“, mit dem man sich fünfzehn Jahre lang zusammengefunden hatte, für immer verabschiedete? Es wehte vom Mars zur Erde!

Einleitung: Haben wir jemals daran gedacht, dass ein Sandkorn an einen 55 Millionen Kilometer oder sogar 400 Millionen Kilometer entfernten Ort fliegen kann? Wenn Sie dieses Sandkorn aus Tausenden von Kilometern Entfernung mit eigenen Augen sehen, werden Sie mit Sicherheit tief berührt sein und aus tiefstem Herzen fühlen: „So etwas habe ich noch nie zuvor gesehen.“ Sie würden nie erraten, dass der Grund dafür, dass ein Sandkorn Lichtjahre weit zur Erde geschleudert werden kann, eigentlich der Sandsturm auf dem Mars ist. Lassen Sie uns gemeinsam erkunden, wie stark der Sandsturm auf dem Mars ist.

Kürzlich entdeckte die Juno-Sonde der NASA unerwartet ein seltsames Phänomen: Staub, der vom Mars geweht wurde, bewegte sich schnell in Richtung des inneren Sonnensystems und verschonte die Erde nicht, und ein Teil davon fiel auf die Erde.

NASA-Wissenschaftler entdeckten erstmals einige nicht identifizierte Partikelströme, als sie den Himmel über Juneau, der Hauptstadt Alaskas, beobachteten, und dachten, es handele sich um ein Treibstoffleck der Juno-Sonde.

Die Juno-Sonde ist eine Jupitersonde, die 2011 von den USA gestartet wurde. Nachdem sie 2016 in die Umlaufbahn des Jupiters eingetreten war, begann sie, den Jupiter zu umkreisen, um Daten über den größten Planeten des Sonnensystems zu sammeln. Noch nie zuvor hatte der Mensch diesen Giganten des Sonnensystems aus so großer Nähe beobachtet. Am 21. Dezember 2018 gab die NASA bekannt, dass die Juno-Sonde 16 Erdumlaufflüge absolviert und zahlreiche kürzlich aufgenommene Fotos von der Oberfläche des Jupiters zurückgesendet habe, sodass die Menschen das Aussehen dieses seltsamen und doch wunderschönen Planeten deutlich erkennen können. Es ist ziemlich erstaunlich, dass die Jupitersonde tatsächlich Staub vom Mars erhalten hat.

Eine sorgfältige Analyse ergab, dass es sich um feine Sandströme handelte, die von den Solarmodulen der Sonde herabgefallen waren. In dem Dokument der NASA, in dem die Entdeckung bekannt gegeben wurde, hieß es scherzhaft: „Dieses teure Solarpanel ist der größte und empfindlichste Staubdetektor, der je gebaut wurde.“

Für die am 9. März im Journal of Geophysical Research: Planets veröffentlichte Studie wurde mithilfe einer Kamera an Bord der Juno-Sonde die Verteilung und die Wege dieser Staubstürme verfolgt. Dabei stellte sich heraus, dass diese tatsächlich vom Mars stammten und einige von ihnen auch in die Erdatmosphäre eindrangen.

Auf den Solarmodulen der Sonde sammelt sich weiterhin Staub an und wenn diese „voll“ ist, tritt Sand aus.

Jack Connerney, leitender Forscher am Goddard Space Flight Center der NASA, sagte, dass der Sand zwar fein und leicht sei, jedoch in großen Mengen und mit hoher Geschwindigkeit auf die Solarmodule treffe und mit einer Geschwindigkeit von 16.000 Kilometern pro Stunde auftrete, was die Sonde jederzeit verschleiße. Glücklicherweise sind die Solarpanele der Sonde stark genug.

Wenn die Sandstürme auf dem Mars erst einmal begonnen haben, können sie lange anhalten. Wie also sehen Sandstürme auf dem Mars genau aus?

(1) Die Windgeschwindigkeit ist unvorstellbar hoch

Der Mars ist der vierte Planet von der Sonne aus. Für das bloße Auge ist es ein auffälliger, feuerroter Stern. Die Durchschnittstemperatur auf dem Mars beträgt -23°C, die Atmosphäre ist dünn und es gibt sehr wenig Wasser. Die trockene Oberfläche des Mars ist mit roter Erde und Steinen bedeckt. Jedes Jahr wird der Mars von einem unglaublich schweren Sturm heimgesucht. Der Website der China Science Expo zufolge entspricht ein Wind der Stärke 17 auf der Erde einem Supertaifun mit Windgeschwindigkeiten von über 60 Metern pro Sekunde, während die Windgeschwindigkeit auf dem Mars bis zu 180 Meter pro Sekunde beträgt, also dreimal so hoch wie auf der Erde.

Taifun Staubsturm auf der Erde Staubsturm auf dem Mars

(2) Stürme können über den gesamten Planeten fegen

Marsstaubstürme können 80 Kilometer hohe Türme bilden und solche Stürme sind stark genug, um Wasserreservoirs auf der Marsoberfläche leerzuspülen.

Die beiden Studien basierten auf Marswetterdaten aus dem Jahr 2018, als ein den Himmel verdeckender Staubsturm über den Roten Planeten fegte und zu einem unerwarteten Missionsabbruch des Opportunity-Rovers der NASA führte.

Forscher beobachteten in dem Sturm riesige Staubturmstrukturen, die fast so breit wie der US-Bundesstaat Rhode Island und bis zu 80 Kilometer hoch waren und Gasdampf und Staubpartikel in die Marsatmosphäre schickten. Die Forscher vermuten, dass die Spitzen Wasserdampf von der Marsoberfläche in die obere Atmosphäre des Planeten abgeben könnten, wo starke Sonneneinstrahlung dazu führen könnte, dass sich der Dampf von den Staubpartikeln trennt.

Wissenschaftler gehen davon aus, dass es auf dem Mars etwa alle zehn Jahre zu globalen Stürmen dieser riesigen Staubturmstrukturen kommt. Nicholas Hanvens, ein Wissenschaftler der Hampton University, sagte: „Normalerweise fällt dieser Staub in etwa einem Tag auf die Oberfläche des Mars, aber während globaler Stürme halten die Staubturmstrukturen mehrere Wochen.“

Staubtürme sind wie „Weltraumaufzüge“. Beobachter können erkennen, dass sie große Mengen an Material von der Marsoberfläche in die Marsatmosphäre transportieren. Frühere Forschungsarbeiten von Hanwens haben gezeigt, dass Marsstaubstürme Wasserdampf und Staubpartikel in die obere Atmosphäre des Mars bringen können, was das periodische Auftreten kleiner weißer Wolken auf der Marsoberfläche erklären würde.

Wissenschaftler wussten bereits, dass die Sonne von zahlreichen Staubwolken umgeben ist, und vermuteten, dass diese von weit entfernten Asteroiden stammen und langsam in das innere Sonnensystem gelangen.

(3) Warum sind die Staubstürme auf dem Mars so heftig?

Warum kann sich auf dem Mars ein so großer Staubsturm bilden? Aus wissenschaftlicher Sicht besteht noch kein Konsens. Allerdings weisen Mars und Erde Ähnlichkeiten auf und einige Wissenschaftler haben Analogieanalysen durchgeführt. Wie auf der Erde gibt es auf dem Mars aufgrund seiner Umlaufbahn um die Sonne Jahreszeiten. Allerdings ist die Exzentrizität der Marsumlaufbahn größer als die der Erde, und die Umlaufbahn des Mars um die Sonne ist nicht so rund wie die der Erde. Laut NASA wird es auf dem Mars deutlich wärmer, wenn er sein Perihel erreicht, was dem Sommer auf der Südhalbkugel des Mars entspricht. Zu dieser Zeit heizt die Sonne die Oberfläche des Mars stärker auf, die heiße Luft steigt auf, Staub wird aufgewirbelt und ein Staubsturm beginnt sich zu bilden und breitet sich langsam aus.

(4) Wurde Opportunity in die Luft gesprengt?

Erinnern Sie sich an die Anfangsszene des Films „Der Marsianer“?

Ein schwerer Sandsturm traf den Mars und zwang Astronauten, die zu wissenschaftlichen Forschungszwecken angereist waren, zur dringenden Evakuierung. Zu diesem Zeitpunkt neigte sich das Raumschiff immer stärker und war sogar auf die Verbrennung von Treibstoff angewiesen, um das Gleichgewicht zu halten. Aufgrund der geringen Dichte der Atmosphäre auf der Marsoberfläche ist es jedoch unmöglich, dass es dort tatsächlich zu Staubstürmen kommt, die Astronauten gefährden könnten. Wenn Sie beispielsweise auf dem Mars einen Drachen steigen lassen möchten, benötigen Sie wesentlich höhere Windgeschwindigkeiten als auf der Erde, um ihn in den Himmel zu befördern. Der größte Unterschied zwischen Sandstürmen auf der Erde und auf dem Mars besteht darin, dass der Luftdruck auf dem Mars sehr niedrig und die Atmosphäre dünn ist. Selbst wenn also der Wind mit der gleichen Geschwindigkeit auf dasselbe Objekt trifft, ist die Intensität unterschiedlich. Es gibt also Staubstürme auf dem Mars, aber nicht wie die im Film „Der Marsianer“. Selbst der größte globale Staubsturm auf dem Mars wird wahrscheinlich keine großen Maschinen und Geräte umwerfen oder zerstören. Daher kann die NASA Opportunity zwar noch finden, aber sie wird es nie wieder zum Leben erwecken können.

(5) Marsstaubstürme sind nicht harmlos

Obwohl die Zerstörungskraft der Marssandstürme nicht stark ist, sind die Sand- und Staubpartikel auf dem Mars sehr klein und leicht statisch aufgeladen. Sie haften an der Oberfläche beliebiger Objekte und bohren sich sogar in das Innere von Maschinen und Geräten, was zu Fehlfunktionen und Funktionsstörungen der Maschinen führt. Darüber hinaus stellt auch die Staubabdeckung bei Solarmodulen ein großes Problem dar. Schon ein sehr kleiner Sandsturm kann viel Staub aufwirbeln und die Paneele bedecken. Es fällt nicht genügend Sonnenlicht direkt auf die Solarmodule und sie können nicht genügend Strom erzeugen. Wenn die Sonnenstrahlung jedoch die Oberfläche des Mars erreicht, erwärmt sie die Luft auf der Marsoberfläche wieder, während die Luft weiter unten kühler bleibt. Die durch die Kombination von kalter und heißer Luft entstehende Konvektion kann den Staub erneut aufwirbeln und einen Staubsturm größeren Ausmaßes verursachen. Wenn ein globaler Staubsturm aufkommt, müssen Geräte wie Rover oder Lander, die auf der Marsoberfläche arbeiten, ruhig warten, bis der Staubsturm vorbei ist. Bereits am Abend des 12. Februar 2019 wurde im Kontrollzentrum der National Aeronautics and Space Administration (NASA) das Lied „We’ll Meet Again“ gespielt. Dies war der letzte Kontakt der NASA mit dem Marsrover Opportunity, der seit acht Monaten vermisst war, es ging jedoch keine Antwort ein.

Gehen wir zurück ins Ende Mai 2018. Auf dem Mars brach ein schwerer Sandsturm aus, der eine Fläche betraf, die 1/4 der Marsoberfläche entsprach.

Am 10. Juni 2018 schickte Opportunity seine letzte Nachricht an die Erde, in der es hieß, dass seine Batterie schwach sei. Wissenschaftler vermuteten, dass dies daran lag, dass eine große Staubmenge das Sonnenlicht blockierte und das solarbetriebene Opportunity-System dadurch automatisch in den Ruhezustand versetzt wurde.

Danach versuchte die NASA weiterhin, Kontakt zu Opportunity aufzunehmen, rief es zehntausende Male an und hoffte, dass Opportunity nach dem Abklingen des Sandsturms die Blockade durchbrechen und neu starten könnte, wie es zuvor schon mit vielen Schwierigkeiten zu kämpfen hatte.

Wenn der Staubsturm auf dem Mars jedoch erst einmal begonnen hat, ist er „langanhaltend“. Der Rover Opportunity, der acht Monate lang vom Staubsturm verschluckt wurde, wird immer noch vermisst. Internetnutzer haben in den sozialen Medien ihr Beileid ausgedrückt.

Am 13. Februar 2019 gab die NASA offiziell bekannt, dass die Marsrover-Mission Opportunity beendet und erfolgreich außer Dienst gestellt worden sei.

Opportunity erforscht den Mars seit 15 Jahren, legt dabei mehr als 45 Kilometer zurück und sendet fast 220.000 Fotos zurück, darunter 15 360-Grad-Farbpanoramen des Mars.

Es wurde Hämatit gefunden, das sich in einer Wasserumgebung gebildet hat; Dabei wurden Hinweise auf Wasser auf dem Mars und eine Umgebung gefunden, die für das Überleben von Mikroorganismen geeignet gewesen sein könnte.

Das letzte „vollständige“ Selfie von Opportunity, bevor es 2018 den Kontakt verlor, wurde zu seinem Schwanengesang. Wie traurig das ist! Es ist unvorstellbar, wie hilflos „Opportunity“ im Sandsturm ist, der den Himmel bedeckt.

Nachdem der Opportunity Rover in einen Marsstaubsturm geraten war, der seine Solarzellen „erstickte“, wurde es schwierig, ihn wieder aufzuwecken. Daher war die NASA gezwungen, bekannt zu geben, dass sie die Versuche, den Opportunity Rover aufzuwecken, aufgeben würde.

Die NASA erklärte, dass die Wissenschaftler mit der Entdeckung der Juno-Sonde ein besseres Verständnis der Quelle und des Weges dieses kosmischen Staubs hätten, was ihnen dabei helfen werde, die Routen künftiger Erkundungsprojekte so zu planen, dass diese Staubstürme so weit wie möglich vermieden würden.

Die Erforschung des Mars ist eine Aufgabe unserer Erde und die Landung auf dem Mars ist der Traum der gesamten Menschheit. Die dünne Atmosphäre des Mars, die gewaltigen Sandstürme, das komplexe Gelände und die unvorhersehbare Windrichtung – diese unbekannten Umgebungen – stellen jedoch kein Problem für den Orbiter Tianwen-1 und die Sonde Zhurong dar. Sie sind wie unzählige hartnäckige, mutige und liebenswerte wissenschaftliche Forscher, die an vorderster Front der Luft- und Raumfahrt kämpfen. Bis zum 30. Juli 2021 war der im Gelände gestartete Marsrover Zhurong 75 Marstage lang auf der Marsoberfläche im Einsatz und hat dabei 708 Meter zurückgelegt. Der Orbiter befindet sich seit 372 Tagen im Orbit. Beide Geräte sind in gutem Zustand und alle Systeme funktionieren normal. Mit denselben Wurzeln und demselben Herzen vermittelt jedes Gemälde wahre Gefühle. Ich hoffe, dass dieses „Liebespaar“ aus China für immer zusammenbleiben kann, nie den Kontakt verliert und dass sich ihre Liebe nie ändert!