הבנת האקלים המאדים של ימינו מעניקה לנו תובנות לגבי אקלים העבר שלו, אשר בתורו מספק הקשר מבוסס מדע לענות על שאלות על אפשרות החיים במאדים הקדומים.
הבנתנו את האקלים של מאדים כיום ארוזה בצורה יפה כמודלים אקלימיים, אשר בתורם מספקים בדיקות עקביות עוצמתיות - ומקורות השראה - למודלי האקלים המתארים התחממות כדור הארץ אנתרופוגנית כאן על פני כדור הארץ.
אבל איך נוכל להבין מה האקלים במאדים כיום? קמפיין תצפית חדש ומתואם למדידת אוזון באטמוספירה של מאדים מעניק לנו, לקהל המעוניין, את החלון שלנו לכמה עבודת הטרחה המדעית - ובכל זאת מרגשת - יכולה להיות.
[/ כיתוב]
האווירה במאדים מילאה תפקיד מפתח בעיצוב ההיסטוריה של פני כדור הארץ. תצפיות על המרכיבים האטמוספריים העיקריים חיוניות להתפתחות מודלים מדויקים של האקלים המאדים. אלה בתורם נדרשים להבנה טובה יותר אם יתכן ותנאי האקלים בעבר תמכו במים נוזליים, וכדי לייעל את התכנון של נכסים עתידיים על פני שטח במאדים.
האוזון הוא עיתון חשוב בתהליכים פוטוכימיים באטמוספירה של מאדים. השפע שלו, שניתן לגזור מתכונות הספקטרוסקופיה הספציפית של המולקולה בספקטרום האטמוספירה, קשור באופן הדוק לזה של מרכיבים אחרים וזה מהווה אינדיקטור חשוב לכימיה האטמוספרית. כדי לבדוק תחזיות על ידי מודלים עדכניים של תהליכים פוטוכימיים ותבניות זרימת אטמוספרי כלליות, יש צורך בתצפיות על שינויים באוזון מרחבי וזמני.
מכשיר הספקטרוסקופיה לחקירת מאפייני אווירת מאדים (SPICAM) במאדים אקספרס מודד את שפע האוזון באטמוספירה המאדים מאז 2003, ובונה בהדרגה תמונה גלובלית כאשר החללית מקיפה את כדור הארץ.
ניתן להשלים מדידות אלה על ידי תצפיות על קרקע שנלקחו בזמנים שונים ובודקות אתרים שונים במאדים, ובכך להרחיב את הכיסוי המרחבי והזמני של מדידות ה- SPICAM. כדי לקשר כמותית את התצפיות על בסיס הקרקע לבין אלה של מארס אקספרס, נקבעים קמפיינים מתואמים להשגת מדידות בו זמנית.
ספקטרוסקופיית הטרודין אינפרא אדום, כמו זו המסופקת על ידי מכשיר הטרודין לרוח פלנטרית וקומפוזיציה (HIPWAC), מספקת גישה טלפונית על הקרקע היחידה הישירה לאוזון במאדים; כוח הרזולוציה הספקטרלי הגבוה מאוד (יותר ממיליון) מאפשר לפתור תכונות ספקטרליות של האוזון של מאדים כאשר הם דופלר מתרחק מקווי אוזון ממקור יבשתי.
קמפיין מתואם למדידת אוזון באטמוספירה של מאדים, באמצעות SPICAM ו- HIPWAC, נמשך מאז 2006. המרכיב האחרון בקמפיין זה היה סדרת תצפיות קרקעיות באמצעות HIPWAC במתקן הטלסקופ האינפרא אדום של נאס"א (IRTF) מאונה קאה בהוואי. אלה הושגו בין ה- 8 ל -11 בדצמבר 2009 על ידי צוות אסטרונומים בהובלת קלי פאסט ממעבדת המערכות הפלנטריות, במרכז הטיסה בחלל גודארד של נאס"א (GSFC) בארה"ב.
על התמונה:
ספקטרום HIPWAC של האטמוספרה של מאדים על מיקום ברוחב מאדים 40 ° N; נרכש ב- 11 בדצמבר 2009 במהלך מסע תצפית עם הטלסקופ IRTF 3 מ 'בהוואי. הספקטרום הלא מעובד הזה מציג תכונות של אוזון ופחמן דו חמצני ממאדים, כמו גם אוזון באטמוספירה של כדור הארץ דרכו התבוננה. טכניקות עיבוד ידגמו ויסירו את התרומה היבשתית מהספקטרום ויקבעו את כמות האוזון במיקום צפוני זה במאדים.
התצפיות תואמו מראש עם צוות פעולות המדע של מארס אקספרס, כדי להבטיח חפיפה למדידות אוזון שנערכו באותה תקופה עם SPICAM.
המטרה העיקרית של קמפיין דצמבר 2009 הייתה לאשר שהתצפיות שנערכו באמצעות SPICAM (המודד את ספקטרום ספיגת האוזון הרחבה במרכזו סביב 250 ננומטר) ו- HIPWAC (שמאתה ומודד את תכונות ספיגת האוזון ב 9.7 מיקרומטר) מחזירות את אותו האוזון הכולל. למרות שהם מבוצעים בשני חלקים שונים של הספקטרום האלקטרומגנטי ובעלי רגישויות שונות לפרופיל האוזון. קמפיין דומה בשנת 2008 אישר במידה רבה את העקביות של תוצאות מדידת האוזון שהושגו באמצעות SPICAM ומכשיר HIPWAC.
תנאי מזג האוויר והראות היו טובים מאוד באתר IRTF במהלך קמפיין דצמבר 2009, שאיפשר להשיג ספקטרומים באיכות טובה בעזרת מכשיר HIPWAC.
קלי ועמיתיה אספו מדידות אוזון למספר מוקדים במאדים, שניהם באזור הכדור הארץ הצפוני והדרומי. במהלך קמפיין זה בן ארבעה ימים, תצפיות ה- SPICAM הוגבלו לחצי הכדור הצפוני. מספר מדידות HIPWAC היו במקביל לתצפיות שנערכו על ידי SPICAM ואיפשרו השוואה ישירה. מדידות אחרות של HIPWAC נעשו קרוב בזמן למעברי מסלול של SPICAM שהתרחשו מחוץ לתצפיות הטלסקופ מבוסס-הקרקע וישמשו גם לשם השוואה.
הצוות ביצע גם מדידות של שפע האוזון מעל אזור סירטיס מז'ור, מה שיעזור בהגבלת המודלים הפוטוכימיים באזור זה.
ניתוח הנתונים ממסע פרסום אחרון זה נמשך, עם קמפיין מעקב נוסף של תצפיות מתואמות של HIPWAC ו- SPICAM שכבר נקבעו לחודש מרץ השנה.
הצבת התאימות של הנתונים משני מכשירים אלה על בסיס יציב תתמוך בשילוב המדידות האינפרא אדום-קרקעיות עם המדידות האולטרה-סגולות של SPICAM בבדיקת המודלים הפוטוכימיים של האווירה המאדים. הכיסוי המורחב המתקבל בשילוב מערכי נתונים אלה מסייע לבדיקה מדויקת יותר של תחזיות על פי מודלים אטמוספריים.
זה גם יקשר כמותית את תצפיות ה- SPICAM למדידות לטווח ארוך יותר שנעשו עם מכשיר HIPWAC וקודמו IRHS (ספקטרומטר אינפרא אדום הטרודין) שחזרו לשנת 1988. זה יתמוך בחקר ההתנהגות לטווח הארוך של אוזון וכימיה נלווית באטמוספרה של מאדים בטווח זמן ארוך יותר מהמשימות הנוכחיות למאדים.
מקורות: ESA, מאמר שפורסם בגיליון 15 בספטמבר 2009 של איקרוס
