Der Klang eines Staubteufels

Es ist lediglich ein dumpfes Rumpeln, das mehrere Sekunden andauert – doch für Planetenforscher sind diese Geräusche von erheblicher Bedeutung: Mithilfe eines Mikrofons an Bord des Rovers Perseverance ist es einem Forschungsteam erstmals gelungen, den Klang eines sogenannten Staubteufels auf dem Mars aufzuzeichnen. Dabei handelt es um einen kleinen, mit Staub gefüllten Wirbelwind. Aus den Geräuschen und weiteren Messdaten des Rovers ließ sich die Höhe des Staubteufels zu 118 Metern und sein Durchmesser zu 25 Metern bestimmen, berichtet das Team im Fachblatt „Nature Communications“.

Staubteufel entstehen durch atmosphärische Turbulenzen und treten auf der Oberfläche des Mars häufig auf. Dort wirbeln sie Staub auf und verteilen ihn dabei um, insbesondere im Krater Jezero, dem Standort des Rovers Perseverance auf der nördlichen Halbkugel des Mars. Dort ist das Fahrzeug der NASA am 18. Februar 2021 gelandet. Mit der Kamera an Bord des Rovers ist es Naomi Murdoch von der Universität Toulouse in Frankreich und ihren Kollegen gelungen, bereits knapp hundert Staubteufel zu beobachten.

Perseverance hat erstmalig auch ein Mikrofon an Bord, das in die Kamera integriert ist. Allerdings zeichnet das Mikrofon die Umgebungsgeräusche nicht durchgehend, sondern lediglich für drei Minuten am Tag auf. Doch am 27. September hatten die Forscher Glück: Ein Staubteufel wanderte direkt über den Rover hinweg – und das Mikrofon war zu dieser Zeit eingeschaltet. Das Team fing so erstmals den Klang des Staubteufels ein und kombinierte ihn mit Kamerabildern und weiteren Messdaten, insbesondere des Luftdrucks.

„Zunächst zeigte sich eine Abnahme des Luftdrucks, dann erklangen die Geräusche des Staubteufels“, berichtet Roger Wiens von der Purdue University in den USA. „Dann kam ein kurzer Moment der Stille – wir waren im Auge des kleinen Wirbelsturms. Anschließend konnten wir den Wind erneut hören und dann stieg der Luftdruck wieder an.“ Aus den Daten bestimmten die Forscher die Windgeschwindigkeit auf 40 Kilometer pro Stunde. Das ist ähnlich schnell wie vergleichbare Staubteufel auf der Erde. Außerdem war der Wirbelwind 118 Meter hoch und hatte einen Durchmesser von 25 Metern.

Der Luftdruck auf dem Roten Planeten beträgt allerdings nur etwa ein Prozent des irdischen, deshalb ist der Wind weniger kraftvoll. Daher stellen solche Winde auch keine Gefahr für Marssonden oder künftige Astronauten dar, sondern sind sogar von Vorteil: Sie blasen den mit der Zeit abgelagerten Staub von Solarzellen herunter und verlängern so beispielsweise die Lebensdauer von Marssonden. So beobachteten die Teams der Rover Opportunity und Spirit eine plötzliche Verbesserung der Energieversorgung, nachdem ein Staubteufel die Solarzellen gereinigt hatte. Die Forscher hoffen nun auf weitere akustische Aufzeichnungen von Staubteufeln, um daraus weitere Erkenntnisse über die Atmosphäre und den Staub zu gewinnen.