Hoe is het om op het oppervlak van Mars of Venus te zijn? Of zelfs verder weg, zoals op Pluto, of Saturnusmaan Titan?

Deze nieuwsgierigheid heeft geleid tot vooruitgang in de verkenning van de ruimte sinds Sputnik 1 65 jaar geleden werd gelanceerd. Maar we beginnen nog maar aan de oppervlakte te komen van wat er bekend is over andere planetaire lichamen in het zonnestelsel.

Onze nieuwe studie, vandaag gepubliceerd in Nature Astronomy , laat zien hoe sommige onwaarschijnlijke kandidaten - namelijk zandduinen - inzicht kunnen geven in het weer en de omstandigheden die je zou kunnen ervaren als je op een verre planetair lichaam zou staan.

Wat zit er in een zandkorrel?

De Engelse dichter William Blake vroeg zich beroemd af wat het betekent 'een wereld in een zandkorrel te zien'.

In ons onderzoek namen we dit vrij letterlijk. Het idee was om alleen al de aanwezigheid van zandduinen te gebruiken om te begrijpen welke omstandigheden er op het wereldoppervlak bestaan.

Om duinen te laten bestaan, zijn er een paar "Goldilocks"-criteria waaraan moet worden voldaan. Ten eerste is er een aanbod van erodeerbare maar duurzame granen. Er moeten ook winden zijn die snel genoeg zijn om die korrels over de grond te laten springen, maar niet snel genoeg om ze hoog de atmosfeer in te voeren.

Tot nu toe was de directe meting van wind en sediment alleen mogelijk op aarde en Mars. We hebben echter door de wind geblazen sedimentkenmerken waargenomen op meerdere andere lichamen (en zelfs kometen) per satelliet. Alleen al de aanwezigheid van dergelijke duinen op deze lichamen impliceert dat aan de voorwaarden van Goudlokje is voldaan.

Ons werk was gericht op Venus, Aarde, Mars, Titan, Triton (de grootste maan van Neptunus) en Pluto. Onopgeloste debatten over deze organen zijn al tientallen jaren aan de gang.

Hoe brengen we de schijnbare door de wind geblazen kenmerken op de oppervlakken van Triton en Pluto in verband met hun dunne, ijle atmosfeer? Waarom zien we zo'n overvloedige zand- en stofactiviteit op Mars, ondanks het meten van winden die te zwak lijken om het te ondersteunen?

En beweegt de dikke en verstikkend hete atmosfeer van Venus zand op dezelfde manier als lucht of water op aarde?

Het debat voortzetten

Onze studie biedt voorspellingen voor de wind die nodig is om sediment op deze lichamen te verplaatsen, en hoe gemakkelijk dat sediment uit elkaar zou vallen in die winden.

We hebben deze voorspellingen geconstrueerd door de resultaten van een groot aantal andere onderzoekspapers bij elkaar te voegen en ze te toetsen aan alle experimentele gegevens die we konden bemachtigen.

Vervolgens hebben we de theorieën toegepast op elk van de zes lichamen, gebruikmakend van telescoop- en satellietmetingen van variabelen zoals zwaartekracht, atmosferische samenstelling, oppervlaktetemperatuur en de sterkte van sedimenten.

Eerdere studies hebben gekeken naar de windsnelheidsdrempel die nodig is om zand te verplaatsen, of naar de sterkte van verschillende sedimentdeeltjes. Ons werk combineerde deze samen - kijkend naar hoe gemakkelijk deeltjes uit elkaar kunnen vallen bij zandtransporterend weer op deze lichamen.

We weten bijvoorbeeld dat de evenaar van Titan zandduinen heeft, maar we weten niet zeker welk sediment de evenaar omringt. Regent het pure organische waas uit de atmosfeer, of is het vermengd met dichter ijs?

Het bleek dat we ontdekten dat losse aggregaten van organische nevel zouden desintegreren bij een botsing als ze door de wind op de evenaar van Titan zouden worden geblazen.

Dit betekent dat de duinen van Titan waarschijnlijk niet gemaakt zijn van puur organische waas. Om een ​​duin te bouwen, moet sediment lange tijd in de wind worden rondgeblazen (sommige duinzanden op aarde zijn een miljoen jaar oud).

We ontdekten ook dat windsnelheden op Pluto extreem snel zouden moeten zijn om methaan of stikstofijs te transporteren (wat de duinsedimenten van Pluto zouden zijn). Dit roept de vraag op of "duinen" op Pluto's vlakte, Spoetnik Planitia, wel duinen zijn.

Het kunnen in plaats daarvan sublimatiegolven zijn. Dit zijn duinachtige landvormen gemaakt van de sublimatie van materiaal, in plaats van sedimenterosie (zoals die te zien zijn op de noordelijke poolkap van Mars).

Onze resultaten voor Mars suggereren dat er meer stof wordt gegenereerd door door de wind voortgedreven zandtransport op Mars dan op aarde. Dit suggereert dat onze modellen van de atmosfeer van Mars mogelijk niet effectief de sterke "katabatische" winden van Mars vastleggen, dit zijn koude windstoten die 's nachts bergafwaarts waaien.

Potentieel voor ruimteverkenning

Deze studie komt in een interessant stadium van verkenning van de ruimte.

Voor Mars hebben we een relatieve overvloed aan waarnemingen; vijf ruimteagentschappen voeren actieve missies uit in een baan of in situ. Studies zoals de onze helpen de doelstellingen van deze missies en de paden die worden bewandeld door rovers zoals Perseverance en Zhurong te informeren.

In de buitenste regionen van het zonnestelsel is Triton niet meer in detail waargenomen sinds de vlucht van NASA Voyager 2 in 1989. Er is momenteel een missievoorstel dat, indien geselecteerd, een sonde zou lanceren in 2031 om Triton te bestuderen, voordat het zichzelf zou vernietigen door in de atmosfeer van Neptunus te vliegen.

De geplande missies naar Venus en Titan in het komende decennium zullen een revolutie teweegbrengen in ons begrip van deze twee. NASA's Dragonfly-missie, gepland om de aarde in 2027 te verlaten en in 2034 op Titan aan te komen, zal een onbemande helikopter op de duinen van de maan landen.

Pluto werd waargenomen tijdens een flyby in 2015 door NASA's lopende New Horizons-missie, maar er zijn geen plannen om terug te keren. + Verder verkennen

Duinen gebruiken om wind op Mars te interpreteren

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.