Angenehme Nachbarn auf dem Mars

Beste Voraussetzungen für ein ungestörtes Nachbarschaftsverhältnis finden sich auf dem Mars. Das zeigen Modellrechnungen, die eine amerikanische Mathematikerin angestellt hat. In der dünnen Atmosphäre des roten Planeten werden laute Geräusche - etwa das Knattern eines Rasenmähers - demnach sehr rasch geschluckt.

Die Ebene Meridiani Planum, hier eine Aufnahme des Marsrovers Opportunity, ist ein ebenso weites wie stilles Land. Bild: NASA/JPL-Caltech/Cornell

Für Ingenieure ergäben sich aus diesem Resultat interessante Herausforderungen, erklärt Amanda Hanford von der Pennsylvania State University. “Da der Schall dort nicht sehr weit kommt, bevor er absorbiert wird, wie könnte man Lautsprecher herstellen, deren Schall es weiter als Hundert Meter schafft?”

Die Stickstoff-Sauerstoff-Atmosphäre der Erde übt am Boden einen Druck von rund 100 Kilopascal aus - entsprechend einer Last von 10 Tonnen pro Quadratmeter. Dagegen bringt es die Marsatmosphäre nur auf etwa 0,7 Kilopascal, besteht überwiegend aus Kohlendioxid und ist zudem deutlich kälter als die irdische Lufthülle. Hanford setzte nun einen leistungsfähigen Rechner-Verbund ein, um mehr über die Ausbreitung von Schallwellen in einer solchen Atmosphäre zu erfahren.

Bei ihren Simulationen verfolgte die Forscherin die Bewegung von einzelnen Gasteilchen und deren Zusammenstöße mit anderen Teilchen. Dabei berücksichtigte sie, dass bei solchen Kollisionen Bewegungsenergie teils in Wärmeenergie, teils in Rotations- bzw. Schwingungsenergie umgewandelt wird. Der geringe Druck und die chemische Zusammensetzung bewirken demnach, dass Schallwellen in der Marsatmosphäre gut hundertmal früher geschluckt werden als auf der Erde - ein mittäglicher Rasenmäher wäre dort kaum einhundert Meter weit zu hören.

Forschung: Amanda D. Hanford und Lyle N. Long, Graduate Program in Acoustics und Department of Aerospace Engineering, Pennsylvania State University, University Park

Präsentation auf dem 151th Meeting of the Acoustical Society of America, Providence; #2aPA3

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