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Mars: Auf dem roten Planeten gibt es zwei verschiedene Schallgeschwindigkeiten

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Von: Tanja Banner

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der rote Planet Mars
Auf dem Mars bewegt sich Schall anders als auf der Erde. Das haben Forschende mithilfe des Nasa-Rovers „Perseverance“ ermittelt. © NASA / dpa

Mithilfe des Nasa-Rovers „Perseverance“ ermitteln Forschende die Schallgeschwindigkeit auf dem Mars – und stoßen auf ein einzigartiges Phänomen.

The Woodlands – Auf dem Mars sind einige Dinge anders als auf der Erde: Ein Tag dauert auf dem roten Planeten 37 Minuten länger als auf der Erde, ein Mars-Jahr dauert mit 687 Erden-Tagen fast doppelt so lange wie auf dem blauen Planeten. Und offenbar ist auch die Schallgeschwindigkeit auf dem Mars eine andere als auf der Erde.

Wie schnell sich Schall bewegt, ist abhängig von dem Medium, durch das er sich bewegt. Bei normaler Luft auf der Erde spielt dabei hauptsächlich die Temperatur eine Rolle, aber auch die Dichte des Mediums kann einen Einfluss haben. Auf der Erde gilt: In trockener Luft, die eine Temperatur von 20 Grad Celsius hat, liegt die Schallgeschwindigkeit bei 343,2 Metern pro Sekunde (1236 km/h) – je wärmer die Luft, desto schneller bewegt sich der Schall. Doch wie ist es auf dem Mars? Dort herrschen vollständig andere Bedingungen auf der Erde – beispielsweise ist die Atmosphäre anders beschaffen und es ist deutlich kälter. Mithilfe von Daten des Nasa-Rovers „Perseverance“, der seit etwas mehr als einem Jahr den Mars erforscht, konnten Forschende die Frage beantworten, wie schnell sich Schall auf dem Mars bewegt.

Schallgeschwindigkeit auf dem Mars: Nasa-Rover „Perseverance“ hat ein Mikrofon dabei

Dabei konnten sie sich zunutze machen, dass der Rover Mikrofone an Bord hat, die Töne auf dem Mars aufnehmen und zur Erde schicken. Der „Sound des Mars“ ist nicht nur für interessierte Laien spannend – Fachleute können aus diesen Aufnahmen Informationen herausarbeiten. Zu hören sind unter anderem „Schüsse“ mit einem Laser, die der Rover abfeuerte, um Steine auf dem roten Planeten zu untersuchen. Die Forschenden um Baptiste Chide vom Los Alamos National Laboratory in den USA maßen die Zeit vom Abfeuern eines „Schusses“ bis zur Ankunft des Geräuschs am Mikrofon des Rovers und konnten so ermitteln, wie schnell sich Schall auf dem Mars bewegt: Er legt 240 Meter pro Sekunde (864 km/h) zurück, ist also langsamer als auf der Erde.

Dass sich der Schall anders fortbewegt als auf der Erde ist wenig überraschend, da der Schall auf dem Mars in einem anderen Medium unterwegs ist als auf dem blauen Planeten (Erde: Stickstoff, Sauerstoff und Argon, Mars: Kohlendioxid, Stickstoff, Argon). Doch ein Ergebnis der Forschungsarbeit überrascht: Offenbar breiten sich verschiedene Schallfrequenzen auf dem Mars mit unterschiedlicher Geschwindigkeit aus. Wie Forscher Chide bei der 53. Lunar and Planetary Science Conference in The Woodlands berichtet, nahm die Geschwindigkeit von Schall oberhalb von 400 Hertz um etwa 10 Meter pro Sekunde zu. Zum Vergleich: Die menschliche Stimme deckt einen Bereich von 80 bis 12.000 Hertz ab, der männliche Grundton liegt bei etwa 125 Hertz, der weibliche bei 250 Hertz, kleine Kinder liegen deutlich höher, bei etwa 440 Hertz.

Schall auf dem Mars: Höhere Töne bewegen sich schneller

„Aufgrund der einzigartigen Eigenschaften der Kohlendioxidmoleküle bei niedrigem Druck ist der Mars die einzige Atmosphäre eines terrestrischen Planeten im Sonnensystem, die eine Änderung der Schallgeschwindigkeit genau in der Mitte der hörbaren Bandbreite (20 Hertz bis 20.000 Hertz) erfährt“, schreiben die Forschenden (PDF). Daraus schließen sie, dass es auf dem Mars äußerst schwierig sein dürfte, zu kommunizieren: Verschiedene Teile der Sprache würden zu unterschiedlichen Zeiten bei den Zuhörenden ankommen, Gespräche dürften „verstümmelt“ klingen – die Forschenden nennen es selbst eine „einzigartige Hör-Erfahrung“ auf dem Mars.

Mars-Rover „Perseverance“
US-Rover „Perseverance“ (r) neben dem Mini-Hubschrauber „Ingenuity“ (M) auf dem Mars. Die Nasa unterstützt besondere Projekte, um den Weltraum weiter zu erkunden. © --/NASA/JPL-Caltech/MSSS/dpa

Schallgeschwindigkeit auf dem Mars: Raumfahrer sind kaum betroffen

Für Menschen, die in der Zukunft den Mars besuchen werden – Elon Musk geht von ersten menschlichen Reisen zum Mars im Jahr 2029 aus – dürfte das allerdings kaum eine Rolle spielen: In der Atmosphäre des Mars können Menschen nicht atmen und damit auch nicht sprechen. Mars-Besucher werden unter Druck stehende Raumanzüge mit Kommunikationsausrüstung tragen müssen, wo das Phänomen nicht auftreten dürfte. In Mars-Habitaten, die von Menschen bewohnt werden, dürfte der Schall ein ähnliches Medium wie auf der Erde durchqueren und sich entsprechend verhalten.

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In Zukunft wollen die Forschenden um Chide ihre Analysen der Geräusche auf dem Mars weiter fortführen. Geplant sei, den Schall auf dem Mars ein Jahr lang zu beobachten und dabei unter anderem herauszufinden, wie er sich beispielsweise bei einem Sandsturm oder in den Wintermonaten verhält. (Tanja Banner)

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