Perseverance der NASA untersucht die wilden Winde des Kraters Jezero

Während seiner ersten paar hundert Tage im Jezero-Krater sah der Perseverance-Marsrover der NASA einige der intensivsten Staubaktivitäten, die jemals von einer Mission beobachtet wurden, die zur Oberfläche des Roten Planeten geschickt wurde. Der Rover entdeckte nicht nur Hunderte von staubtragenden Wirbelstürmen, sogenannte Staubteufel, Perseverance nahm auch das erste jemals aufgenommene Video von Windböen auf, die eine massive Marsstaubwolke aufwirbelten.

Eine kürzlich erschienene Arbeit in Wissenschaftliche Fortschritte zeichnet die Fundgrube von Wetterphänomenen auf, die in den ersten 216 Marstagen oder Solen beobachtet wurden. Die neuen Erkenntnisse ermöglichen es Wissenschaftlern, Staubprozesse auf dem Mars besser zu verstehen und zu einem Wissensfundus beizutragen, der ihnen eines Tages dabei helfen könnte, die Staubstürme vorherzusagen, für die der Mars berühmt ist – und die eine Bedrohung für zukünftige robotische und menschliche Forscher darstellen.

„Jedes Mal, wenn wir an einem neuen Ort auf dem Mars landen, ist dies eine Gelegenheit, das Wetter des Planeten besser zu verstehen“, sagte die Hauptautorin des Papiers, Claire Newman von Aeolis Research, einem Forschungsunternehmen, das sich auf Planetenatmosphären konzentriert. Sie fügte hinzu, dass möglicherweise aufregenderes Wetter auf dem Weg ist: „Wir hatten im Januar einen regionalen Staubsturm direkt über uns, aber wir befinden uns immer noch mitten in der Staubsaison, daher werden wir sehr wahrscheinlich weitere Staubstürme sehen .“

Perseverance machte diese Beobachtungen hauptsächlich mit den Kameras des Rovers und einer Reihe von Sensoren, die zum Mars Environmental Dynamics Analyzer (MEDA) gehören, einem wissenschaftlichen Instrument, das vom spanischen Centro de Astrobiología in Zusammenarbeit mit dem finnischen Meteorologischen Institut und dem Jet Propulsion Laboratory der NASA in Südkalifornien geleitet wird. MEDA umfasst Windsensoren, Lichtsensoren, die Wirbelstürme erkennen können, wenn sie das Sonnenlicht um den Rover streuen, und eine zum Himmel gerichtete Kamera zum Aufnehmen von Bildern von Staub und Wolken.

„Der Jezero-Krater befindet sich möglicherweise in einer der aktivsten Staubquellen auf dem Planeten“, sagte Manuel de la Torre Juarez, stellvertretender Hauptforscher von MEDA am JPL. „Alles Neue, was wir über Staub lernen, wird für zukünftige Missionen hilfreich sein.“

Häufige Wirbelwinde

Die Autoren der Studie fanden heraus, dass mindestens vier Wirbelstürme an einem typischen Marstag an Perseverance vorbeiziehen und dass mehr als einer pro Stunde während einer einstündigen Spitzenzeit kurz nach Mittag vorbeizieht.

Die Kameras des Rovers dokumentierten auch drei Gelegenheiten, bei denen Windböen große Staubwolken aufwirbelten, was die Wissenschaftler „Böenauftriebsereignisse“ nennen. Die größte von ihnen erzeugte eine massive Wolke, die 1,5 Quadratmeilen (4 Quadratkilometer) bedeckte. Die Zeitung schätzte, dass diese Windböen zusammen so viel oder mehr Staub aufwirbeln könnten wie die Wirbelstürme, die ihnen zahlenmäßig weit überlegen sind.

„Wir glauben, dass diese Böen selten sind, aber für einen großen Teil des Hintergrundstaubs verantwortlich sein könnten, der ständig in der Marsatmosphäre schwebt“, sagte Newman.

Warum ist Jezero anders?

Während Wind und Staub überall auf dem Mars vorherrschen, scheint das, was die Forscher finden, Jezero von anderen abzuheben. Diese größere Aktivität könnte damit zusammenhängen, dass sich der Krater in der Nähe dessen befindet, was Newman als „Staubsturmbahn“ beschreibt, die von Norden nach Süden über den Planeten verläuft und während der Staubsturmsaison oft Staub aufwirbelt.

Newman fügte hinzu, dass die größere Aktivität in Jezero auf Faktoren wie die Rauheit seiner Oberfläche zurückzuführen sein könnte, die es dem Wind erleichtern kann, Staub aufzuwirbeln. Das könnte eine Erklärung dafür sein, warum der InSight-Lander der NASA – in Elysium Planitia, etwa 2.145 Meilen (3.452 Kilometer) vom Jezero-Krater entfernt – immer noch darauf wartet, dass ein Wirbelsturm seine staubbeladenen Solarmodule reinigt, während Perseverance bereits die Entfernung von Staub an der nahen Oberfläche gemessen hat durch mehrere vorbeiziehende Wirbelstürme.

„Durchhaltevermögen wird durch Atomkraft angetrieben, aber wenn wir stattdessen Sonnenkollektoren hätten, müssten wir uns wahrscheinlich keine Gedanken über Staubansammlungen machen“, sagte Newman. „Im Jezero-Krater wird im Allgemeinen nur mehr Staub aufgewirbelt, obwohl die durchschnittlichen Windgeschwindigkeiten dort niedriger sind und die Spitzenwindgeschwindigkeiten und die Wirbelwindaktivität mit Elysium Planitia vergleichbar sind.“

Tatsächlich war die Staubaufwirbelung von Jezero intensiver, als es das Team gewollt hätte: Sand, der von Wirbelstürmen getragen wurde, beschädigte die beiden Windsensoren von MEDA. Das Team vermutet, dass die Sandkörner die dünne Verkabelung der Windsensoren beschädigt haben, die aus dem Mast der Perseverance herausragen. Diese Sensoren sind besonders anfällig, da sie dem Wind ausgesetzt bleiben müssen, um ihn korrekt zu messen. Sandkörner, die im Wind verweht und wahrscheinlich in Wirbelstürmen getragen wurden, beschädigten auch einen der Windsensoren des Curiosity-Rover (der andere Windsensor von Curiosity wurde durch Trümmer beschädigt, die während seiner Landung im Gale-Krater aufgewirbelt wurden).

Mit Blick auf den Schaden von Curiosity hat das Perseverance-Team die Drähte von MEDA mit einer zusätzlichen Schutzschicht versehen. Doch Jezeros Wetter hat sie immer noch überwältigt. De la Torre Juarez sagte, das Team teste Softwareänderungen, die es den Windsensoren ermöglichen sollten, weiter zu arbeiten.

„Wir haben viele großartige wissenschaftliche Daten gesammelt“, sagte de la Torre Juarez. „Die Windsensoren sind ironischerweise ernsthaft beeinträchtigt, weil wir bekommen haben, was wir messen wollten.“