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Aus dem Weltraum gesehen: Sanddünen auf dem Mars, die von Reif bedeckt sind

Es ist Winter hier auf der Erde, für diejenigen, die in der nördlichen Hemisphäre leben. Das bedeutet Schnee, Regen, kältere Temperaturen und all die anderen Dinge, die wir mit „den Feiertagen“ verbinden. Ähnliches gilt für den Mars (alias „Zwilling der Erde“), der derzeit auch auf der Nordhalbkugel Winter erlebt. Dies bedeutet kältere Temperaturen, insbesondere in den Polarregionen, wo es bis zu -123 °C (-190 °F) sinken kann, sowie Eis, Schnee, Reif und die Ausdehnung der polaren Eiskappen – die beide aus Wasser bestehen Eis und gefrorenes Kohlendioxid („Trockeneis“).“).

Während der Mars Schneefall nicht so erlebt wie die Erde, führt der jahreszeitliche Wechsel zu einigen sehr interessanten Phänomenen. Dank der vielen Roboterforscher, die die NASA und andere Raumfahrtagenturen in den letzten fünfzig Jahren zum Mars geschickt haben, konnten Wissenschaftler diese Phänomene aus der Nähe betrachten. Dazu gehören die Wikinger Orbiter und Lander, die den Planeten in den 1970er Jahren (mit bahnbrechenden Ergebnissen) untersuchten Mars Exploration Orbiter (MRO), die Roboter für die Marsforschung (Geist und Gelegenheit), und die Neugier und Ausdauer Rover erkunden heute die Oberfläche.

Dank dieser engagierten Orbiter, Lander und Rover haben Wissenschaftler einige bemerkenswerte Fakten über Schnee auf dem Mars gelernt: Es gibt ihn in zwei Varianten (Wassereis und Trockeneis) und es schneit nur in den kältesten Regionen und Zeiten – an den Polen , unter Wolkendecke und nachts. Nacht. Weil die Marsatmosphäre so dünn und die Temperaturen so extrem sind, gefrieren Wasser und Kohlendioxid nicht, sondern sublimieren und verwandeln sich sofort von einem Gas in Eis (und wieder zurück). Darüber hinaus sind Trockeneis-Schneeflocken kubisch, was bedeutet, dass sie vier Seiten anstelle der bekannten sechsseitigen Konfiguration haben, die wir kennen.

Wie bei Wassermolekülen liegt dies daran, dass die Form eines Kristalls davon abhängt, wie sich Atome anordnen. Bei CO2 verbinden sich Moleküle immer in Vierergruppen. Außerdem erreicht Schnee auf dem Mars nie den Boden, sondern sublimiert, wenn er aus den Wolken auf die Oberfläche fällt. Da die meisten Orbiter nicht durch diese Wolken sehen können und Rover der extremen Kälte nicht standhalten können, wurden nie Bilder von fallendem Schnee aufgenommen. Aber Wissenschaftler wissen, dass der Mars dank einer Handvoll spezieller Instrumente Schneefall erlebt.

Dazu gehören die Mars-Klimamesser (MCS) an Bord des MRO, das die Marsatmosphäre im sichtbaren und infraroten Licht beobachtet, um Temperatur, Feuchtigkeit und Staubgehalt der Marsatmosphäre zu messen. Auf diese Weise können Wissenschaftsteams durch die Wolkendecke spähen und CO nachweisen2 Schnee fällt auf den Boden. Sylvain Piqueuxein Planetenforscher am Jet Propulsion Laboratory der NASA, erklärte kürzlich in einem Interview mit der NASA die Feinheiten des Marsschnees Nachrichten vom Mars (eine Reihe, die der Aufklärung der Öffentlichkeit über die Erforschung und Erforschung des Roten Planeten gewidmet ist). Wie er erklärt:

„Es gibt genügend Wasserfälle, um sie mit Schneeschuhen zu überqueren. Wenn Sie jedoch Skifahren wollten, müssten Sie in einen Krater oder eine Klippe gehen, wo sich Schnee auf einer abfallenden Oberfläche ansammeln kann. Da Kohlendioxideis eine Symmetrie von vier hat, wissen wir, dass Trockeneis-Schneeflocken kubisch sind. Dank des Mars Climate Sounder können wir sehen, dass diese Schneeflocken kleiner sind als die Dicke eines menschlichen Haares.“

Außerdem NASAs Phönix Mission landete 2008 innerhalb von 1.000 Meilen (etwa 1.600 Kilometer) vom Nordpol des Mars. Als Teil seiner wissenschaftlichen Operationen verwendete der Lander einen laserbasierten Atmosphärensensor – Teil einer dedizierten meteorologischen Station, die von der bereitgestellt wurde Kanadische Raumfahrtagentur (CSA) – um auf die Oberfläche fallenden Wassereisschnee zu erkennen. Das Wikinger Lander entdeckten auch Wasserfrost an ihren und den Landeplätzen der NASA Odyssee Orbiter beobachtete während seiner Mission viele Male Reifbildung und Sublimation im Morgengrauen.

Dieses Bild, das am 6. Mai 2021 vom Mars Reconnaissance Orbiter der NASA aufgenommen wurde, zeigt ein einzigartiges Polardünenfeld im nördlichen Frühling und enthüllt einige interessante Muster.
Auf dem Mars bilden sich im Winter Kohlendioxideis und Eis über den Dünen. Wenn dies im Frühjahr sublimiert, werden dunklere „Megadünen“ (Barchans) sichtbar. Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech/UofA

Beim KO2 Eis sublimiert gegen Ende des Winters, was zu den kultigsten Oberflächenmerkmalen auf dem Mars führt. Dazu gehören die seltsamen und schönen Formen, die Wissenschaftler mit dem Spitznamen „Spinnen„“Dalmatinische Flecken„“Spiegeleier,“ und „schweizer Käse.“ Das „Frühlingstauwetter“ lässt auch Geysire ausbrechen, wenn Sonnenlicht durch Schichten aus durchscheinendem Eis dringt und die darunter liegenden Gastaschen aufheizt. Dies verursacht Eruptionen, die Staub an die Oberfläche schleudern und ein Merkmal erzeugen, das als „Frühlingsfans‚, die Wissenschaftler untersuchen, um mehr darüber zu erfahren, in welche Richtung das geht Marswinde wehen.

Wie Piqueux erklärte, werden all diese Daten von entscheidender Bedeutung sein, wenn es darum geht, bemannte Missionen zum Mars zu schicken, was die NASA in den 2030er Jahren zu tun hofft:

„[T]er Pheonix-Lander, die NASA-Mission, die 2008 auf dem Mars ankam, beobachtete wunderschöne Eislandschaften, die sich um ihn herum bildeten. Der Pheonix-Lander konnte auch an der Oberfläche kratzen und dieses Wassereis zum ersten Mal direkt unter der Erde sehen. Dies ist die Art von Wassereis, die Astronauten in Zukunft verwenden könnten, wenn wir dorthin fliegen.“

Viele faszinierende Dinge kommen mit saisonalen Veränderungen auf dem Mars, und wir haben das Glück, dies dank vieler Generationen von Robotermissionen mitzuerleben. Bald werden Astronauten den Mars und sein dynamisches Klima aus erster Hand sehen, und ihre Forschung wird zu wissenschaftlichen Durchbrüchen und Entdeckungen für kommende Generationen führen!

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