Schall trägt auf dem Mars weiter als gedacht

Hellhöriger Mars: Schall breitet sich auf dem Mars weiter aus als bisher gedacht, wie neue Tonaufnahmen des Mars-Rovers Perseverance enthüllen. Seine Mikrophone haben inzwischen fünf Stunden marsianischer Geräusche aufgezeichnet – vom Wind über das Ticken der Laserpulse am Roboterarm bis zum Rotorgeräusch der 80 Meter entfernten Marsdrohne Ingenuity. Die Analysen dieser Sounds legen nahe, dass zwei der drei gängigen Modelle zur Mars-Atmosphäre falsch sind.

Wie weit sich Schall in einer Atmosphäre ausbreitet und welche Frequenzen übertragen werden, hängt von der Dichte und Zusammensetzung der Luft ab. Während die relativ dichte Luft der Erde viele Geräusche über hunderte Meter transportieren kann, ist die Reichweite des Schalls in dünneren Atmosphären geringer. Bisher allerdings hat noch nie jemand Schallmessungen auf einem anderen Planeten durchgeführt – auch nicht auf unserem Nachbarplaneten Mars.

Wie klingt der Mars?

Wie weit beispielsweise der Lärm einer startenden Raumsonde auf dem Mars hörbar wäre oder wie laut der Wind rauscht, konnten Planetenforscher bisher nur auf Basis von Modellen abschätzen. Diesen Simulationen nach absorbiert die Marsatmosphäre den Schall gut 100-mal stärker als die irdische und schluckt dabei vor allem die hohen Frequenzen. Ob diese theoretische Werten aber stimmen, ließ sich bisher nicht überprüfen.

Doch jetzt hat sich dies geändert: Mit dem Mars-Rover Perseverance ist erstmals ein Gefährt auf dem Roten Planeten unterwegs, das gleich zwei Mikrophone an Bord hat – eines an seinem Mast, das zweite unten am Fahrgestell. Bereits im März übermittelte dieses zweite Mikrophon erstmals die Fahrgeräusche eines Rovers auf dem Mars. Inzwischen hat der Rover fünf Stunden an Tonaufnahmen zur Erde geschickt, darunter auch Geräusche, die viel über die marsianische Schallausbreitung verraten.

Die NASA hat eine Playlist der bisher aufgezeichneten Marsgeräusche ins Netz gestellt. Auf der Website kann man sich sogar anhören, wie man selbst auf dem Mars klingen würde.

Tiefere Töne und weniger Frequenzen

In den neuen Tonaufnahmen vom Mars ist das Geräusch von Wind zu hören, der über die Landschaft streicht, das Surren eines Roboterarms oder das Ticken des Lasers, mit dem Perseverance winzige Gesteinsproben verdampft und analysiert. Auch weitere Fahrgeräusche des Rovers haben die Mikrophone aufgezeichnet. Die Aufzeichnungen bestätigen, dass die Marsatmosphäre hohe Töne schluckt und vorwiegend tiefere Töne transportiert.

„Geräusche auf der Erde haben eine reiche Harmonik, man kann multiple Frequenzen hören und der Ton bekommt dadurch eine schöne Tiefe“, erklärt Justin Maki vom Jet Propulsion Laboratory der NASA. „Auf dem Mars hört man primär die tieferen Frequenzen und es ist ein viel isolierterer, etwas gedämpfter Sound.“ Das auf der Erde rauschende Geräusch einer Windböe wird auf dem Mars eher zu einem dumpfen Rumpeln, das hohe Knirschen des plattgefahrenen Regoliths klingt wie ein Knarzen.

Zwei von drei Modellen falsch

Noch spannender aber sind die Geräusche, die das Mast-Mikrophon des Rovers bei einem Flugtest des Mars-Helikopters Ingenuity aufgezeichnet hat: Obwohl das kleine Fluggerät dabei rund 80 Meter weit von Perseverance entfernt war, ist das Rotorgeräusch in den Tonaufnahmen deutlich zu hören – als tiefes Brummen. Für die Planetenforsche war dies überraschend, den zuvor war unklar, ob ein relativ leises Geräusch wie das Rotorsurren auf dem Mars weit hörbar wäre.

„Es zeigt sich, dass wir mit unseren Modellen komplett falsch lagen“, sagt Nina Lanza vom Los Alamos National Laboratory. „Schall trägt auf dem Mars viel weiter als wir dachten.“ Auf Basis der Tonaufnahmen von Perseverance haben die Forscher nun zwei der drei Modelle zur Schallausbreitung auf dem Mars widerlegt. „Das zeigt, wie wichtig Feldforschung ist“, sagt Lanza.

Wichtig auch für die Raumfahrt

Wichtig sind die neuen Erkenntnisse nicht nur für die Planetenforschung, sondern auch für Raumfahrt. Denn wenn eines Tages Astronauten auf der Marsoberfläche umherlaufen, ist es wichtig zu wissen, wie laut beispielsweise Warnsignale sein müssen. Zudem können ungewöhnliche Geräusche von Raumsonden und Rovern verraten, ob es technische Probleme gibt und wo sie liegen könnten.

Quelle: NASA