Razumijevanje današnje marsovske klime daje nam uvid u njenu prošlu klimu, što zauzvrat pruža znanstveno utemeljen kontekst za odgovore na pitanja o mogućnosti života na drevnom Marsu.
Naše razumijevanje Marsove klime danas je uredno pakirano kao klimatski modeli koji zauzvrat pružaju snažne provjere dosljednosti - i izvore inspiracije - za klimatske modele koji opisuju antropogeno globalno zagrijavanje ovdje na Zemlji.
Ali kako danas možemo utvrditi kakva je klima na Marsu? Nova, koordinirana promatračka kampanja za mjerenje ozona u marsovskom ozračju pruža nam, zainteresiranoj javnosti, vlastiti prozor u tome koliko naporan - ali uzbudljiv - može biti znanstveni mračni rad.
[/naslov]
Marsovska atmosfera igrala je ključnu ulogu u oblikovanju povijesti i površine planeta. Promatranja ključnih atmosferskih komponenti ključna su za razvoj točnih modela marsovske klime. Oni su zauzvrat potrebni za bolje razumijevanje jesu li klimatski uvjeti u prošlosti možda podržavali tekuću vodu i za optimizaciju dizajna budućih površinskih sredstava na Marsu.
Ozon je važan tragač fotokemijskih procesa u atmosferi Marsa. Njegovo obilje, koje se može proizvesti iz karakterističnih karakteristika molekularne apsorpcijske spektroskopije u spektrima atmosfere, usko je povezano s ostalim sastojcima i važan je pokazatelj atmosferske kemije. Za testiranje predviđanja trenutnim modelima fotokemijskih procesa i općih obrazaca cirkulacije atmosfere potrebno je promatranje prostornih i vremenskih promjena ozona.
Instrument Spektroskopija za istraživanje karakteristika atmosfere Marsa (SPICAM) na Mars Expressu mjeri obilje ozona u marsovskoj atmosferi od 2003. godine, postupno stvarajući globalnu sliku kako svemirska letjelica orbitira planetom.
Ova se mjerenja mogu nadopuniti zemaljskim opažanjima snimljenim u različito vrijeme i sondiranjem različitih mjesta na Marsu, čime se proširuje prostorna i vremenska pokrivenost SPICAM mjerenja. Kako bi se kvantitativno povezala opažanja temeljena s onima Mars Mars-a, postavljaju se koordinirane kampanje za istodobna mjerenja.
Infracrvena heterodinska spektroskopija, poput one koju pruža Heterodinski instrument za planetarni vjetar i sastav (HIPWAC), pruža jedini izravni pristup ozonu na Marsu pomoću prizemnih teleskopa; vrlo visoka spektralna razlučiva snaga (veća od 1 milijun) omogućava da se marsovske ozonske spektralne karakteristike razriješe kad su Doppler odmaknuti od ozonskih linija zemaljskog podrijetla.
Koordinirana kampanja za mjerenje ozona u Marsovoj atmosferi pomoću SPICAM-a i HIPWAC-a traje od 2006. godine. Najnoviji element ove kampanje bio je niz prizemnih opažanja pomoću HIPWAC-a na NASA-inom infracrvenom teleskopskom objektu (IRTF) na Mauna Kea na Havajima. To je pribavio između 8. i 11. prosinca 2009. tim astronoma na čelu sa Kelly Fast iz Laboratorija za planetarne sustave, u NASA-inom Goddard Centru za svemirske letove (GSFC), u SAD-u.
O slici:
HIPWAC spektar Marsove atmosfere na lokaciji na marsovskoj širini 40 ° S; stečen 11. prosinca 2009. tijekom promatračke kampanje s 3 m teleskopom IRTF na Havajima. Ovaj neprerađeni spektar prikazuje obilježja ozona i ugljičnog dioksida s Marsa, kao i ozon u Zemljinoj atmosferi kroz koji je promatrano. Tehnike obrade će modelirati i ukloniti zemaljski doprinos iz spektra i odrediti količinu ozona na ovom sjevernom položaju na Marsu.
Promatranja su unaprijed koordinirana s timom za znanstvene operacije Mars Express, kako bi se osiguralo preklapanje s mjerenjima ozona obavljenim u istom razdoblju sa SPICAM-om.
Glavni cilj kampanje iz prosinca 2009. bio je potvrditi da će opažanja napravljena SPICAM-om (koji mjeri široki spektar apsorpcije ozona usredotočen na oko 250 nm) i HIPWAC-om (koji otkriva i mjeri svojstva apsorpcije ozona na 9,7 µm) dohvatiti isti ukupni ozon bez obzira što se vrši u dva različita dijela elektromagnetskog spektra i ima različitu osjetljivost na ozonski profil. Slična je kampanja iz 2008. godine dobrim dijelom potvrdila konzistentnost rezultata mjerenja ozona dobivenih SPICAM-om i instrumentom HIPWAC.
Vremenski uvjeti i viđenje bili su vrlo dobri na IRTF mjestu tijekom kampanje u prosincu 2009., što je omogućilo dobivanje spektra dobre kvalitete s instrumentom HIPWAC.
Kelly i njezini kolege okupili su mjerenja ozona na mnogim lokacijama na Marsu, kako na sjevernoj, tako i na južnoj polutki planeta. Tijekom ove četverodnevne kampanje, promatranja SPICAM-a bila su ograničena na sjevernu polutku. Nekoliko HIPWAC mjerenja bilo je istodobno s opažanjima SPICAM-a omogućujući izravnu usporedbu. Ostala mjerenja HIPWAC-a izvršena su blizu vremenskim prolazima SPICAM-a koji su se dogodili izvan zemaljskog opažanja teleskopa i oni će se također koristiti za usporedbu.
Tim je također izvršio mjerenja obilja ozona iznad regije Syrtis Major, što će pomoći u ograničavanju fotokemijskih modela u ovoj regiji.
Analiza podataka iz ove nedavne kampanje je u tijeku, a druga je naknadna kampanja koordiniranih opažanja HIPWAC-a i SPICAM-a već zakazana za ožujak ove godine.
Stavljanje kompatibilnosti podataka s ova dva instrumenta na čvrstu podlogu podržat će kombiniranje zemaljskih infracrvenih mjerenja sa SPICAM-ovim ultraljubičastim mjerenjima u ispitivanju fotokemijskih modela marsovske atmosfere. Proširena pokrivenost dobivena kombiniranjem ovih skupova podataka pomaže da se preciznije testiraju predviđanja atmosferskim modelima.
Također će kvantitativno povezati opažanja SPICAM-a s dugoročnim mjerenjima napravljenim s instrumentom HIPWAC i njegovim prethodnikom IRHS-om (infracrveni heterodinski spektrometar) koji sežu u 1988. To će podržati proučavanje dugoročnog ponašanja ozona i pridružene kemije u atmosferi Marsa u vremenskom razmaku koji je duži od trenutnih misija na Mars.
Izvori: ESA, članak objavljen u Icarusovom izdanju za 15. rujna 2009. godine
