Die Gerusche Des Roten Planeten

Der Perseverance Mars Rover der NASA verfügt über zwei Mikrofone, die Geräusche auf dem Roten Planeten aufnehmen können. Die Forscher präsentierten nun erste Ergebnisse: Wie erwartet ist die Schallgeschwindigkeit auf dem Planeten langsamer als auf der Erde. Die meiste Zeit herrscht jedoch Stille an der Oberfläche. Eines der Perseverance-Mikrofone ist Teil der SuperCam im „Kopf“ des Rovers (roter Kreis). Foto: NASA/JPL-Caltech [Groansicht] Der Mars hat eine sehr dünne Atmosphäre, die im Vergleich zur Erde an der Oberfläche etwa 1 Prozent dicht ist. Bislang war unklar, ob in der kargen Landschaft noch etwas zu hören und in dieser zarten Atmosphäre noch Geräusche aufzunehmen sind. Der NASA-Rover Perseverance für den Mars brachte bei seiner Landung am 18. Februar 2021 zum ersten Mal zwei funktionsfähige Mikrofone auf den Roten Planeten. Jetzt wurden erste Ergebnisse präsentiert: Anhand der Aufnahmen des Rovers zeigen sie, dass die Schallgeschwindigkeit auf dem Mars langsamer ist als auf der Erde. Die meiste Zeit herrscht tiefe Stille, unterbrochen nur durch das Dröhnen und Klicken der Rover-Instrumente im leichten Marswind, das Drehen des Rotors des Marshelikopters oder das Blasen des Plasmas, das der SuperCam-Laser während der Analyse des Mars erzeugt Marsboden. An der Untersuchung der Plasmaexplosion ist auch das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) beteiligt. „Mit der Schlieren-Technik konnten wir die Schallwellen des im Labor unter marsähnlichen Bedingungen erzeugten Plasmas sichtbar machen, die bei der laserinduzierten Plasmaspektroskopie entstehen. Besonders interessiert uns, wie das akustische Signal zusammen mit entsteht das Mikroplasma”, sagte er. Dr. Susanne Schröder vom Berliner DLR-Institut für Optische Sensorsysteme Der SuperCam-Laser, der kleine Gesteinsmengen mehrere Meter entfernt verdampft, um ihre Zusammensetzung zu untersuchen, erzeugt kleine Lebewesen, die hochfrequentes Rauschen erzeugen mehr als zwei Kilohertz. . „Diese Messungen werden in unterschiedlichen Entfernungen vom Rover durchgeführt, daher ist der vom Plasma erzeugte Beat eine gute Quelle, um die Schallgeschwindigkeit zu untersuchen. Gefunden: Es gibt zwei unterschiedliche Schallgeschwindigkeiten für Schall auf dem Roten Planeten für Frequenzen unter 240 Hz und für Frequenzen über 240 Hz. Auch der Ton ist sehr dumpf, sodass man nach wenigen Metern fast kein Tonsignal mehr hört“, erklärt Schröder. Auf der Erde breiten sich Geräusche normalerweise mit etwa 1.100 Fuß pro Sekunde aus. Aber auf dem Mars breiten sich niederfrequente Töne mit nur 240 Metern pro Sekunde aus, während sich höherfrequente Töne mit 250 Metern pro Sekunde etwas schneller ausbreiten. Die zwei Schallgeschwindigkeiten sind eine Folge der subtilen Kohlendioxidatmosphäre auf dem Mars. Dass eine kalte, dünne Atmosphäre aus Kohlendioxid die Schallgeschwindigkeit auf diese Weise beeinflussen würde, war natürlich zu erwarten, doch nun konnten Forscher dieses Phänomen tatsächlich erstmals beobachten. Eine weitere Folge der spärlichen Atmosphäre: Geräusche werden nur auf kurze Distanz übertragen und hohe Töne fast gar nicht. Auf der Erde kann Schall nach etwa 65 Metern fallen, aber auf dem Mars kann er nach acht Metern fallen, wobei hohe Töne in dieser Entfernung vollständig verloren gehen. Trotzdem konnte das Mikrofonteam den tiefen Wirbel des Mars-Ingenuity-Helikopters selbst aus 80 Metern Entfernung wahrnehmen. Die meisten Geräusche in dieser Studie wurden mit dem am Roverkopf angebrachten SuperCam-Mikrofon aufgenommen. Die ersten Aufnahmen vom Mars enthielten verschiedene natürliche Geräusche sowie solche, die vom Rover selbst erzeugt wurden: Neben den Geräuschen aus der laserinduzierten Plasmaspektroskopie des SuperCam-Instruments konnte das Mikrofon auch mechanische Geräusche von Perseverance und vom aufnehmen der bereits erwähnte Hubschrauber Mars Ingenuity. Seine Rotoren rotieren mit 2.500 U/min und erzeugen mit 84 Hertz einen unverwechselbaren, tiefen Ton. Die Forscher hörten auch Wind und Turbulenzen. Insgesamt wurden vier Stunden und 40 Minuten Marsgeräusche im Frequenzbereich von 20 Hz bis 50 kHz analysiert. „Dies ist eine neue Art von Studie, die wir noch nie auf dem Mars durchgeführt haben“, sagte Sylvestre Maurice, Astrophysiker an der Universität von Toulouse in Frankreich. Eines der auffälligsten Merkmale der Aufnahmen ist die Stille, die auf dem Mars zu herrschen scheint. „Irgendwann dachten wir, das Mikrofon sei kaputt, es war so leise“, fügt Maurice hinzu. Dies ist auch eine Folge der dünnen Atmosphäre des Mars. Da sich der Druck mit den Jahreszeiten auf dem Mars ändert, kann der nahende Herbst auf dem roten Planeten immer intensiver werden. Die Untersuchung der von Rover-Mikrofonen aufgezeichneten Geräusche wirft nicht nur Licht auf die Details der Marsatmosphäre, sondern hilft Wissenschaftlern und Ingenieuren auch dabei, den Zustand und die Funktion vieler Rover-Instrumente zu beurteilen, als ob beim Autofahren ein störendes Geräusch zu hören wäre. Frühere NASA-Missionen zum Mars vor Perseverance zielten darauf ab, Geräusche auf dem roten Planeten aufzunehmen, scheiterten jedoch. Das Mikrofon des Mars Polar Lander ging verloren, als das Raumschiff in die Marsatmosphäre eindrang, und das Mikrofon des Phoenix-Raumfahrzeugs stieß auf technische Probleme. Die Perseverance hat zwei Mikrofone: eines ist Teil des SuperCam-Instruments auf dem „Kopf“ des Rovers und das andere ist mit dem Rumpf der Perseverance verbunden.