Konnte man den Wind auf dem Mars spüren?

Der Luftdruck auf dem Mars beträgt etwa 1 % des Luftdrucks auf der Erde auf Meereshöhe. Aber die Windgeschwindigkeiten auf dem Mars können höher sein, bis zu 60 Meilen pro Stunde (tatsächlich bin ich auf mehrere verschiedene Zahlen gestoßen, von denen einige tatsächlich sehr hoch sind).

Wenn Sie also Ihre Hand in einen Wind von 60 mph ausstrecken, der 1 % der Dichte der Luft entspricht, können Sie es fühlen? Würden Sie den Druck auf Ihrem Rücken spüren? Könnte es dich umhauen? Könnte es ein Landefahrzeug umblasen, wie in Weirs Buch The Martian? Vielen Dank!

(Bearbeiten) Diese Frage scheint dieselbe zu sein wie die andere Frage (die Frage, wie es sich anfühlt, "in einem Staubsturm vom Mars zu sein"), aber im vollständigen Beitrag ist klar, dass die Frage wirklich lautet, ob der Sand drin ist oder nicht Stürme auf dem Mars wären aggressiv. Ich frage wörtlich und genau, ob Sie den Wind als Druck auf Ihrem Körper spüren konnten oder nicht; Meine Frage hat nichts mit Sand zu tun. Die Windgeschwindigkeit ist oft höher als auf der Erde, aber die atmosphärische Dichte ist viel geringer, was meiner Meinung nach eine lohnende Frage darstellt.

Ich würde mein enges Votum zurückziehen, wenn Sie die Unterscheidung zu der Frage, die Hobbes anknüpfte, klarer machen könnten. Wie sich Marswind anfühlt wurde schon gefragt&beantwortet. Vielleicht sollten Sie mit all den im Buch angegebenen Details gezielt nachfragen, ob dieses Tipping-Szenario realistisch ist. (und übrigens: er hätte sich bestimmt mit dem hydrazin vergiftet).
Kleiner Punkt zum Hinzufügen, aber Sie würden auf dem Mars weniger wiegen, sodass Sie leichter umgeweht würden, aber trotzdem könnte die Atmosphäre auf dem Mars dies wahrscheinlich nicht tun. Es gibt einen niedlichen Artikel über Astronauten, die auf dem Mond das Gleichgewicht verlieren, weil die geringe Schwerkraft für sie verwirrend war. Unser Körper hängt von der Schwerkraft ab, um zu wissen, wo oben und unten ist. Mars hat jedoch genug Schwerkraft, dass dies kein Problem sein sollte, aber auf dem Mond könnte eine leichte Brise eine Person umwerfen. space.com/27029-moon-gravity-falling-astronauts.html
Ich habe ihn reden sehen, und Weir gibt zu, dass der Wind nicht stark genug gewesen wäre. Schade, dass sie es im Film behalten haben ...
Ich habe keine Antwort, aber bedenken Sie, dass Mars-"Sand" sehr, sehr fein ist, also kann er sicherlich schnell fliegen und vielleicht das sein, was Sie fühlen.
Beachten Sie, dass es auch ganz anders klingen würde als auf der Erde: space.stackexchange.com/questions/29796/…

Antworten (2)

Lass uns ein bisschen Mathe machen!

Der vom Wind ausgeübte Druck ist dynamischer Druck oder Geschwindigkeitsdruck und wird durch die Formel angegeben:

q = 0,5 ρ v 2

wo q ist der Druck, ρ ist die Dichte der Atmosphäre & v ist die Geschwindigkeit (Geschwindigkeit) des Windes.

Aus dem NASA Mars Fact Sheet geht die Luftdichte auf dem Mars hervor 0,020 k g / m 3 und aus Wikipedia ist die Luftdichte auf der Erde auf Meereshöhe 1.225 k g / m 3 . Ein deutlicher Dichteunterschied.

Bei einer Windgeschwindigkeit von 60 mph sind das 96,54 km/h oder 26,817 m/s.

Ein Wind mit dieser Geschwindigkeit würde auf der Erde einen Druck ausüben von:

q E = 0,5 ( 1.225 ) ( 26.817 ) 2 = 440.480 P a

Der Druck eines solchen Windes auf dem Mars wäre:

q M = 0,5 ( 0,02 ) ( 26.817 ) 2 = 7.192 P a

Damit ein Wind auf der Erde den gleichen Druck ausübt wie der auf dem Mars, müsste seine Geschwindigkeit geringer sein. Durch Manipulation der dynamischen Druckgleichung wäre die Geschwindigkeit:

v = [ 2 q / ρ ] 1 / 2

v = [ 2 ( 7.192 ) / 1.225 ] 1 / 2 = 3.427 m / s = 7.667 m p h ,

Wind auf der Erde, mit einer Geschwindigkeit von 7.7 m p h , mit einem Winddruck von 7.2 P a Über ein landendes Fahrzeug wird somit ein Wind auf dem Mars mit einer Geschwindigkeit von nicht wehen 60 m p h , Ausübung des gleichen Drucks von 7.2 P a würde nicht über ein landendes Fahrzeug blasen.

Sie berücksichtigen nicht die niedrigere Schwerkraft. Außerdem, wenn ich mich recht erinnere, war der Wind im Buch schneller.
Nun, ich verstehe, dass Windgeschwindigkeiten auf dem Mars bis zu 200 Meilen pro Stunde betragen können, oder ungefähr das Dreifache der 60 Meilen pro Stunde, die ich dort draußen geworfen habe. Die Windgeschwindigkeit zu verdreifachen bedeutet also, den Druck mit neun zu multiplizieren, um etwa 63 Pascal zu erhalten, oder immer noch etwa 1/8 dessen, was Sie bei einem Wind von 60 mph auf Meereshöhe auf der Erde spüren würden. Selbst angesichts der geringeren Schwerkraft habe ich das Gefühl, dass ein richtig konstruierter Lander nicht umkippen könnte.
Außerdem, Fred, wie hast du diese coolen Gleichungen eingegeben? Ich bin neu hier.
@KokotheTalkingApe Willkommen auf der Seite. Ich selbst bin erst seit 4 oder 5 Monaten hier. Ich bin immer noch dabei, mich mit der Formatierung von MathJax (oder LaTEX) auseinanderzusetzen. Die Engineering Meta-Site enthält einige Fragen, die als Leitfaden für eine solche Formatierung dienen. Dies sind die Links [Wie kann ich MathJax Latex verwenden, um Satzgleichungen einzugeben?] ( meta.engineering.stackexchange.com/questions/307/… ) & [Wann sollte ich Markup verwenden ( meta.engineering.stackexchange.com/questions/ 178/… )
Dies ist ein guter Größenordnungsansatz. Die Windstärke auf ein Objekt ist aber nicht exakt gleich Staudruck mal Normalfläche – sonst gäbe es keinen Grund, auf die Aerodynamik zu achten. Stattdessen müssen Sie den Formwiderstand berücksichtigen, der den Fluss um das gesamte Objekt herum berücksichtigt. Df = 0,5 * Cd * V^2 * A * rho, wobei Cd eine Funktion von Form und Reynolds# ist, was wiederum eine Funktion von Viskosität, Geschwindigkeit und Objektabmessungen ist......
... Wenn Sie einen Menschen als "groben Zylinder" mit einem Durchmesser von 0,5 m behandeln und mu_mars = 1,42E-5 lassen, dann hat (RE_mars = 4,2E4, CD_mars = 1,25 & V_mars = 130 mph) die gleiche Einheitskraft als (RE_earth= 4.5E5, CD_earth = 0.5 & V_earth = 30 mph) (TLDR; Für einen groben Zylinder mit einem Durchmesser von 0,5 Metern, 30 mph auf der Erde = 130 mph auf dem Mars. Ähnlich 13 mph auf der Erde = 60 mph auf dem Mars)
@ Rikki-Tikki-Tavi, Man sollte meinen, dass der angegebene atmosphärische Druck auf dem Mars, wie er aus dem Mars-Datenblatt der NASA zitiert wird, bereits die geringere Schwerkraft des Mars berücksichtigt.
@KeithReynolds Ich folge nicht. Wie und warum würde die Schwerkraft, die ein Objekt an Ort und Stelle hält, im atmosphärischen Druck enthalten sein?
@Rikki-Tikki-Tavi Die Schwerkraft hält eine Atmosphäre für einen Planeten. Auf Meereshöhe auf der Erde beträgt der atmosphärische Druck etwa 1 atm, etwa 14,7 Pfund pro Quadratzoll. Aufgrund der Schwerkraft der Erde wiegt das durchschnittliche Gewicht aller Moleküle in der Atmosphäre über einem Quadratzoll 14,7 Pfund. Wenn die Erde doppelt so dicht wäre, aber den gleichen Radius und die gleiche Menge an Atmosphäre hätte, dann würde sie doppelt so viel Schwerkraft ausüben, die die Atmosphäre mit einem Meeresspiegeldruck, der doppelt so hoch ist wie der aktuelle Druck, näher an ihrer Oberfläche hält. Der angegebene Druck auf der Oberfläche eines Planeten beinhaltet bereits dessen Gravitation
@Rikki-Tikki-Tavi: Anders ausgedrückt: Eine Atmosphäre hat Masse. Die Schwerkraft übt eine Kraft auf diese Masse aus, weil Kraft = Masse * Beschleunigung. Außerdem ist Druck = Kraft / Fläche. Der angegebene Druck auf der Oberfläche eines Planeten ist das durchschnittliche (durch die Schwerkraft induzierte) Gewicht aller Moleküle auf einer Fläche. Folglich beinhaltet der angegebene Druck an der Oberfläche eines Planeten bereits dessen Gravitation.
@KeithReynolds Alles offensichtlich, aber bei geringerer Schwerkraft kippen die Dinge leichter um.
@Rikki-Tikki-Tavi, ich sehe jetzt, dass Ihr ursprünglicher Kommentar zu sagen versuchte, dass die Antwort nicht die Fähigkeit der Marsgravitation berücksichtigte, ein Landefahrzeug aufrecht auf seiner Oberfläche zu halten, sondern die Auswirkung der Marsgravitation auf den atmosphärischen Druck des Mars.
@ Rikki-Tikki-Tavi, die Schwerkraft des Mars beträgt an der Oberfläche etwa 3,7 m / s² oder 37,7% der Schwerkraft der Erde. Wenn ein Lander bei Windgeschwindigkeiten von bis zu 60 mph auf der Erde mit einer Kraft von 440,48 Pa sicher ist, dann sollte derselbe Lander bei einem Druck von Marswinden bis zu (440,48 Pa * (0,377 Erdgravitation)) oder 166,06 Pa sicher sein. Angesichts der Gleichung in die Antwort, 166,06 Pa = 0,5 * (Atmosphärendichte des Mars von 0,02 kg/m^3) * (Windgeschwindigkeit von 128,865 m/s)^2. Das bedeutet, dass bei einer erdsicheren Grenze von Windgeschwindigkeiten von 60 mph und den in der obigen Antwort angegebenen Gleichungen ein Lander bei Marswinden von bis zu 128,8,65 m / s oder 288,24 mph sicher sein sollte.
@Fred, sollte man bei der Bestimmung des Winddrucks nicht auch die Dichte der Atmosphäre mit schwebendem Staub berücksichtigen?
@Adam, würden Sie einen weiteren Kommentar abgeben, der einen sicheren Wind von 60 Meilen pro Stunde oder weniger auf der Erde in eine sichere Windgeschwindigkeit auf dem Mars umwandelt, der die Aerodynamik eines Zylinder-Marslanders mit einem Durchmesser von vielleicht 10 Metern und einer niedrigen Mars-Reynolds-Zahl von 50.000 berücksichtigt quest.nasa.gov/aero/planetary/mars.html oder Ihr Marsmensch RE 4.2E4. Ich frage mich, ob der Unterschied in der Reynoldszahl eher auf das Runden oder auf die Höhe zurückzuführen ist.
Die Reynolds-Zahl ist eine Funktion der Dichte, Viskosität, Geschwindigkeit und einer Art charakteristischer Länge. Die Website, auf die Sie verlinkt haben, gibt eine Reynoldszahl für den Mars an, sagt jedoch nicht, mit welcher Geschwindigkeits- oder Längenskala sie verbunden ist. Angesichts des Kommentars in der rechten Spalte scheint es wahrscheinlich, dass die angegebene Reynoldszahl irgendwie mit dem Flugzeugflug verbunden ist, aber wir wissen nicht, wie schnell sich das Flugzeug bewegt oder wie groß der Flügel ist, also gibt es immer noch keine genug Kontext, um das angegebene R von 50.000 für alles zu verwenden.
@KokotheTalkingApe Für MathJax gibt es hier ziemlich viele Informationen - besonders hilfreich, wenn die Mathematik komplexer wird: http://meta.math.stackexchange.com/questions/5020/mathjax-basic-tutorial-and-quick-reference .

Obwohl ich die Gründlichkeit von Freds Antwort schätze, gibt es einen einfacheren Weg, um zu "riechen", ob das Windo auf dem Mars von einem menschlichen Beobachter gefühlt werden könnte.

Die MER Rovers landeten im Januar 2004 für 90-Tage-Missionen auf dem Mars. Spirit beendete ihre Mission im Jahr 2010 und Opportunity läuft immer noch. Einer der limitierenden Faktoren für die Mission war die erwartete Staubansammlung auf den horizontalen Solarmodulen. Es stellt sich heraus, dass der Marswind Sandpartikel von den Platten bläst und sie sauber hält. Legen Sie nun etwas Sand auf eine ebene Fläche und prüfen Sie, wie sanft Sie darauf pusten können, um den Sand zu verdrängen. Legen Sie Ihren Finger dorthin: Können Sie diesen Windstoß spüren?

Ich schließe daher ohne Mathematik, dass ein Mensch den Wind auf dem Mars spüren könnte. K'Breel informiert mich, dass der Regen jedoch eine andere Sache ist.

Du vernachlässigst zwei Dinge. Erstens ist Marssand extrem, extrem fein. Feiner Sand wie dieser würde sich in Wasser auf der Erde auflösen (aufgrund des hohen Verhältnisses von Oberfläche zu Volumen). Zweitens beträgt die Oberflächengravitation von Maritan 0,38 g, was ein weiterer Grund dafür ist, warum sich der Sand viel leichter von den horizontalen Solarmodulen lösen lässt.
In der Tat. Soweit ich weiß, ist Marsstaub feiner als Zigarettenrauch. Tatsächlich ist es so fein, dass es auf der Erde sehr schwierig herzustellen und zu handhaben ist, was es schwieriger macht, Geräte zu testen, die für die Marsoberfläche entwickelt wurden. Mancher Staub kann monatelang in der Atmosphäre bleiben.
Erzählen Sie mir einen anderen Aspekt davon: Können wir mit vertikalen Windgeneratoren Strom produzieren?
@DenisEfimov Wir können, aber das bedeutet nicht, dass wir sollten. Zum Vergleich gibt es ein Flugzeugdesign, das anstelle von Propellern mit parallel zur Fahrtrichtung verlaufender Rotationsachse eine Art Rollending wie bei einem alten Schubrasenmäher entlang der Vorderseite der Flügel verwendet. Modelle scheinen zu funktionieren, aber es besteht keine Eile, die Luftflotten der Welt auf sie umzustellen ...
@DenisEfimov ... Sie sind nur weniger effizient. Bei Windmühlen, die jahrelang bei jedem Wetter überleben müssen, verkürzt die ständige Vibration des Leeblatts, das sich durch die Turbulenzen hinter dem Luvblatt bewegt, ihre Lebenserwartung. Aus dem gleichen Grund haben fast alle Windmühlen mit horizontaler Achse die Flügel vor dem Turm, nicht dahinter.
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