Hur är det att vara på Mars eller Venus yta? Eller ännu längre bort, som på Pluto, eller Saturnus måne Titan?

Denna nyfikenhet har drivit framsteg inom rymdutforskningen sedan Sputnik 1 lanserades för 65 år sedan. Men vi har bara börjat skrapa på ytan av vad som är känt om andra planetkroppar i solsystemet.

Vår nya studie, publicerad idag i Nature Astronomy , visar hur några osannolika kandidater – nämligen sanddyner – kan ge insikt i vilket väder och vilka förhållanden du kan uppleva om du stod på en avlägsen planetkropp.

Vad finns i ett sandkorn?

Den engelske poeten William Blake undrade vad det betyder "att se en värld i ett sandkorn".

I vår forskning tog vi detta helt bokstavligt. Tanken var att använda blotta närvaron av sanddyner för att förstå vilka förhållanden som finns på en världs yta.

För att sanddyner ens ska existera finns det ett par "Goldilocks"-kriterier som måste uppfyllas. Först är ett utbud av eroderbara men hållbara spannmål. Det måste också finnas vindar som är tillräckligt snabba för att få dessa korn att hoppa över marken – men inte tillräckligt snabbt för att bära dem högt upp i atmosfären.

Hittills har direkt mätning av vindar och sediment bara varit möjlig på jorden och Mars. Men vi har observerat vindblåsta sedimentfunktioner på flera andra kroppar (och till och med kometer) via satellit. Själva närvaron av sådana sanddyner på dessa kroppar innebär att Guldlockens villkor är uppfyllda.

Vårt arbete fokuserade på Venus, Jorden, Mars, Titan, Triton (Neptunus största måne) och Pluto. Olösta debatter om dessa kroppar har pågått i decennier.

Hur kvadrerar vi de uppenbara vindblåsta dragen på Tritons och Plutos ytor med deras tunna, tunna atmosfärer? Varför ser vi så produktiv sand- och dammaktivitet på Mars, trots att vi mäter vindar som verkar för svaga för att upprätthålla den?

Och flyttar Venus tjocka och kvävande heta atmosfär sand på ett liknande sätt som hur luft eller vatten rör sig på jorden?

Fortsätter debatten

Vår studie erbjuder förutsägelser för vindarna som krävs för att flytta sediment på dessa kroppar, och hur lätt det sedimentet skulle bryta isär i dessa vindar.

Vi konstruerade dessa förutsägelser genom att lägga ihop resultat från en mängd andra forskningsartiklar och testa dem mot alla experimentella data vi kunde få tag på.

Vi tillämpade sedan teorierna på var och en av de sex kropparna, med hjälp av teleskop- och satellitmätningar av variabler inklusive gravitation, atmosfärisk sammansättning, yttemperatur och sedimentstyrkan.

Studier före våra har tittat på antingen vindhastighetströskeln som krävs för att flytta sand, eller styrkan hos olika sedimentpartiklar. Vårt arbete kombinerade dessa tillsammans – vi tittade på hur lätt partiklar kunde bryta isär i sandtransporterande väder på dessa kroppar.

Till exempel vet vi att Titans ekvator har sanddyner - men vi är inte säkra på vilket sediment som omger ekvatorn. Är det rent organiskt dis som regnar ner från atmosfären, eller är det blandat med tätare is?

Som det visar sig upptäckte vi att lösa aggregat av organiskt dis skulle sönderfalla vid kollision om de blåstes av vindarna vid Titans ekvator.

Detta antyder att Titans sanddyner förmodligen inte är gjorda av rent organiskt dis. För att bygga en sanddyn måste sediment blåsas runt i vinden under lång tid (en del av jordens sanddyner är en miljon år gamla).

Vi fann också att vindhastigheterna måste vara för höga på Pluto för att transportera antingen metan eller kväve is (vilket är vad Plutos dynsediment ansågs vara). Detta ifrågasätter om "dyner" på Plutos slätt, Sputnik Planitia, överhuvudtaget är sanddyner.

De kan istället vara sublimeringsvågor. Dessa är dynliknande landformer gjorda av sublimering av material, istället för sedimenterosion (som de som ses på Mars norra polarmössa).

Våra resultat för Mars tyder på att mer damm genereras från vindblåst sandtransport på Mars än på jorden. Detta tyder på att våra modeller av Mars atmosfär kanske inte effektivt fångar Mars starka "katabatiska" vindar, som är kalla vindbyar som blåser nedför på natten.

Potential för rymdutforskning

Denna studie kommer i ett intressant skede av rymdutforskning.

För Mars har vi ett relativt överflöd av observationer; fem rymdorganisationer genomför aktiva uppdrag i omloppsbana eller på plats. Studier som vår hjälper till att informera om målen för dessa uppdrag och de vägar som går av rovers som Perseverance och Zhurong.

I de yttre delarna av solsystemet har Triton inte observerats i detalj sedan NASA Voyager 2-flyget 1989. Det finns för närvarande ett uppdragsförslag som, om det väljs ut, skulle få en sond att lanseras 2031 för att studera Triton, innan den förintade sig själv genom att flyga in i Neptunus atmosfär.

Uppdrag som planeras till Venus och Titan under det kommande decenniet kommer att revolutionera vår förståelse av dessa två. NASA:s Dragonfly-uppdrag, som beräknas lämna jorden 2027 och anlända till Titan 2034, kommer att landa en obemannad helikopter på månens sanddyner.

Pluto observerades under en förbiflygning 2015 av NASA:s pågående New Horizons-uppdrag, men det finns inga planer på att återvända. + Utforska vidare

Använda sanddyner för att tolka vinden på Mars

Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.