Pogoda na Marsie: silne burze, silne wiatry, ujemne temperatury i gigantyczne tornada | Nauki

Wiedza o tym, jaka będzie pogoda, jest niezbędna, aby pomóc nam zaplanować codzienne życie lub specjalną wycieczkę. Jeśli ta druga opcja oznacza wyprawę na Marsa ze wszystkimi nadziejami i aspiracjami, jakie wiążą się z wieloletnimi badaniami, niezwykle ważne jest, aby dowiedzieć się jak najwięcej o zachowaniu cienkiej atmosfery Marsa. wytrwałość, Robotyczny łazik NASA, który krąży wokół Czerwonej Planety od 18 lutego 2021 r., jest wyposażony w analizator MEDA (Mars Environmental Dynamics Analyzer). Składający się z systemu złożonych instrumentów zaprojektowanych przez siedmionarodowy zespół kierowany przez Hiszpańskie Centrum Astrobiologii (CAB-CSIC-INTA), MEDA zebrała już 2500 zdjęć i ponad 10 000 godzin danych dotyczących ciśnienia, temperatury, wiatru i wilgotności . Skład i zachowanie atmosfery marsjańskiej. Zespół pracujący w siedzibie Hiszpańskiej Agencji Kosmicznej w Sewilli (Hiszpania) przeanalizował wyzwania i pułapki stojące przed kluczową misją badania planety, a także informacje pokazujące, jak wygląda pogoda na Marsie.

Od czasu lądowania na Marsie rok temu (odpowiednik dwóch lat ziemskich) MEDA nie przestaje działać, nawet przy wiatrach przekraczających 100 km/h i burzach, które mogą pokryć całą powierzchnię planety. „Prowadzimy systematyczne pomiary. Stale monitorujemy wszystkie czynniki środowiskowe” – wyjaśnia José Antonio Rodríguez Manfredi, główny badacz w MEDA i dyrektor Grupy Instrumentów Kosmicznych w Centrum Astrobiologii.

Wstępne wyniki zebrał m.in Przyrodnicze nauki o ziemi poprzedniego stycznia. W tym miesiącu badacze zaktualizowali dane uzyskane setki marsjańskich dni później z inicjatywy Hiszpańskiej Agencji Kosmicznej, Instytutu Mikroelektroniki w Sewilli (Wspólne Centrum US-CSIC) oraz Narodowego Instytutu Technologii Kosmicznej.

gleba. Pył jest „kluczowym elementem dynamiki atmosfery” Marsa, gdzie rejestrowany jest nieustanny globalny cykl zawieszonych cząstek, wyjaśnia Rodríguez Manfredi. To także jedno z wyzwań stojących przed programem MEDA. „Ma to wpływ na nasz sprzęt, ale mamy mechanizmy zaprojektowane, aby temu zapobiec” – wyjaśnia. Należą do nich specjalne zabezpieczenia i magnetyczne mechanizmy skanujące, a także redundantne urządzenia do uzupełniania i korygowania błędnych danych, które może zwrócić dowolny czujnik.

komórki. Hiszpańskie badania umożliwiły obserwację globalnych wzorców cyrkulacji atmosferycznej (komórek), które determinują pogodę na Marsie. Podobnie jak na Ziemi są to systemy konwekcyjne rozprowadzające ciepło. W ramach badań badana jest także lokalna pogoda w kraterze Jezero. Duży basen wytrwałość Bada Powstał w wyniku uderzenia meteorytu około 3,5 miliarda lat temu, wypełnił się, tworząc ogromne jezioro, z którego wypływa rzeka. „Komórki te w niektórych aspektach wpływają bardziej na standardy środowiskowe niż na ich globalny obieg” – mówi badacz.

Badanie powiązań między mikrometeorologią lokalną i globalną jest jednym z największych osiągnięć Medy. „Zapewnia pomiary meteorologiczne o wysokiej rozdzielczości, które pozwoliły nam scharakteryzować marsjańską atmosferę w skali lokalnej z odległości kilku metrów, a także w skali globalnej, zbierając informacje o tym, co dzieje się tysiące kilometrów stąd” – mówi Agustín Sánchez Lavega, profesor na Wydziale Inżynierii w Bilbao, EIB) i współbadacz: „Nigdy wcześniej tego nie robiono, a wszystko to pozwoli nam lepiej zrozumieć klimat Marsa i ulepszyć modele predykcyjne, których używamy. ” misji Mars 2020.

Pozaziemskie aureole. Zespół kierowany przez Hiszpanię również po raz pierwszy zaobserwował pozaziemską aurę. Halo pojawiające się na Ziemi spowodowane jest cząsteczkami lodu zawieszonymi w troposferze, które załamują światło i generują spektrum kolorów wokół Słońca lub Księżyca. „Nigdy wcześniej nie widziano aureoli na innej planecie i było to bardzo interesujące” – mówi Rodriguez-Manfredi.

chmury. „Wykrycie korony dostarcza podstawowych informacji o właściwościach chmur na Marsie” – podkreśla w notatce CSIC Daniel Toledo, badacz z zespołu instrumentów MEDA w dziale ładunków INTA. Pomimo obecności lodu i ruchu chmur, na Ziemi nie zaobserwowano żadnych opadów w naszym rozumieniu. Pomimo obecności wody, pary i chmur panują niskie temperatury (około 50 stopni poniżej zera [Celsius] W regionie Jezero) ciśnienie (średnio 6,1 mbar w porównaniu do 1013 mbar na Ziemi) oznacza, że ​​nie może on wytrącić się w postaci wody. Ponieważ chmury te są hojne, mogą wytrącać się w postaci lodu, ale tylko w bardzo specyficznych warunkach.

lód. Ta zamarznięta woda nie nadaje się do wykorzystania w przyszłych osadach ludzkich. Łatwiej jest uciec się do podziemnego lodu. Ale nie na biegunach, gdzie według głównego badacza zespołu warunki temperaturowe (do -140°C) i promieniowanie są tak ekstremalne, że obszary te nie nadają się do zamieszkania. Przyszłe schronienie dla ludzi będzie zlokalizowane na równiku planety, gdzie w lecie można osiągnąć maksimum wynoszące od plus dwóch do siedmiu stopni Celsjusza. Jednak jakakolwiek eksploracja świata zewnętrznego przez człowieka jest ograniczona, ponieważ cienka atmosfera planety (1% ziemskiej) nie zapewnia żadnej ochrony przed promieniowaniem słonecznym.

pory roku. MEDA zaobserwowała cztery różne pory roku na Marsie, podobne do tych na Ziemi. Podobnie jak w przypadku pór roku na Ziemi, w każdej z nich pojawiają się zjawiska takie jak burze. „Ważna będzie możliwość ich przewidzenia w przyszłych misjach załogowych” – wyjaśnia Rodriguez Manfredi. Jej przewidywanie będzie również istotne przy wylądowaniu przyszłej misji polegającej na odzyskaniu wcześniej pobranych próbek wytrwałość.

Burze. Burze trwają zwykle do siedmiu dni i towarzyszą im diabły pyłowe, mogą być zarówno lokalne, jak i globalne i mogą obejmować całą planetę tygodniami. „Wszystko jest przykryte jakby zasłoną przeciwpyłową, a potem się uspokaja”. Efekt jest podobny do mgły, którą czasami możemy zaobserwować na Ziemi, a której przyczyną są zawieszone w powietrzu cząsteczki pustynnego piasku lub dymu.

wiatry. Zarejestrowano porywy wiatru o prędkości 25 i 30 metrów na sekundę (około 62 mil na godzinę). Ale Mars przynosi niespodziankę dotyczącą odczuwania wiatrów. „Gdybyś był na Marsie i mógłbyś zdjąć hełm i poczuć wiatr na twarzy. Podczas gdy na Ziemi wiatry o prędkości kilku mil na godzinę wydają się bardzo silne, na Marsie schodzą jak delikatny wietrzyk. Jest bardzo rozrzedzony i powietrze jest bardzo cienka.” Oznacza to: „Mimo że wiatr jest bardzo silny, opór jest znacznie mniejszy” – wyjaśnia Rodriguez Manfredi, który wyjaśnia to na przykładzie ziemi: „To jak szybkie poruszanie ręką w powietrzu na lądzie i w powietrzu basen.W wodzie opór jest większy.

ciśnienie. Pył w marsjańskiej atmosferze jest również kluczowym czynnikiem określającym ciśnienie atmosferyczne. „Jeśli jest dużo pyłu, podgrzewanie go przez słońce powoduje zmianę temperatury i masa ma tendencję do unoszenia się, jakby była ciągnięta w górę” – wyjaśnia Rodriguez-Manfredi. Jest to jedna z przyczyn tornad, które mogą stać się gigantyczne. „Ciśnienie i temperatura podążają za dziennym cyklem światła słonecznego i duży wpływ na nie ma ilość pyłu i obecność chmur w atmosferze” – mówi Sanchez La Vega.

Wichry. „Występują liczniej na Jezero niż gdziekolwiek indziej na Marsie i mogą być bardzo duże, osiągając średnicę przekraczającą 100 metrów. „Występują na Jezero liczniej niż gdziekolwiek indziej na Marsie i mogą być bardzo duże, osiągając średnicę przekraczającą 100 metrów” – mówi Ricardo Hueso, profesor w Bilbao School of Engineering (BEI) po opublikowaniu wyników badań w: Przyrodnicze nauki o ziemi .

Podczas spotkania w Sewilli przeanalizowano także przyszłą strategię. MEDA jest częścią kompleksowego programu poszukiwawczego opartego na… wytrwałość i powiązane urządzenia. Kluczem do powodzenia misji jest przetrwanie do czasu, aż łazik pobierze zebrane dotychczas próbki. Z tego powodu powszechną strategią jest zapewnienie bezpieczeństwa wszystkich urządzeń i unikanie skanowań, które narażają je na ryzyko. Strategia marsjańskiego zespołu meteorologicznego musi również uwzględniać równowagę między chęcią eksploracji, kosztami i ostrożnością.

Subskrybuj Nasz cotygodniowy biuletyn Więcej wiadomości w języku angielskim w wydaniu EL PAÍS USA