Разбирането на съвременния марсиански климат ни дава представа за миналия му климат, който от своя страна осигурява научнообоснован контекст за отговор на въпроси за възможността за живот на древен Марс.
Нашето разбиране за климата на Марс днес е добре подредено като климатични модели, които от своя страна осигуряват мощни проверки за последователност - и източници на вдъхновение - за климатичните модели, които описват антропогенното глобално затопляне тук, на Земята.
Но как можем да разберем какъв е климатът на Марс днес? Нова, координирана наблюдателна кампания за измерване на озона в марсианската атмосфера дава на нас, заинтересованата общественост, собствения ни прозорец до това колко старателна - но все пак вълнуваща - може да бъде научната груба работа.
[/ Надпис]
Марсианската атмосфера изигра ключова роля при формирането на историята и повърхността на планетата. Наблюденията на основните атмосферни компоненти са от съществено значение за разработването на точни модели на марсианския климат. Те от своя страна са необходими, за да разберем по-добре дали климатичните условия в миналото може да са поддържали течната вода и за оптимизиране на дизайна на бъдещите повърхностни активи на Марс.
Озонът е важен проследяващ фотохимични процеси в атмосферата на Марс. Неговото изобилие, което може да се извлече от характерните характеристики на молекулата за абсорбционна спектроскопия в спектрите на атмосферата, е тясно свързано с това на другите съставки и е важен показател за атмосферната химия. За да се тестват прогнозите по текущите модели на фотохимичните процеси и общите модели на циркулация на атмосферата, са необходими наблюдения на пространствени и времеви изменения на озона.
Спектроскопията за изследване на характеристиките на атмосферата на Марс (SPICAM) на Mars Express експресира озоновите изобилия в марсианската атмосфера от 2003 г., като постепенно изгражда глобална картина, докато космическият кораб орбитира планетата.
Тези измервания могат да бъдат допълнени от наземни наблюдения, направени в различно време и сондиране на различни места на Марс, като по този начин се разшири пространственото и временното покритие на измерванията SPICAM. За количественото свързване на наземните наблюдения с тези от Mars Express се създават координирани кампании за получаване на едновременни измервания.
Инфрачервената хетеродинна спектроскопия, като тази, предоставена от Хетеродинния инструмент за планетен вятър и състав (HIPWAC), осигурява единствения пряк достъп до озон на Марс с наземни телескопи; много високата спектрална разделителна мощност (по-голяма от 1 милион) позволява да се разрешат марсианските озонови спектрални характеристики, когато те са доплерови, изместени от озоновите линии от наземния произход.
Координирана кампания за измерване на озон в атмосферата на Марс, използвайки SPICAM и HIPWAC, продължава от 2006 г. Най-новият елемент на тази кампания беше поредица от наземни наблюдения, използващи HIPWAC върху Инфрачервения телескоп на НАСА (IRTF) на Мауна Кеа на Хавай. Те са получени между 8 и 11 декември 2009 г. от екип от астрономи, ръководен от Кели Бърз от лабораторията за планетарни системи, от Центъра за космически полети Goddard (GSFC) на НАСА в САЩ.
За изображението:
HIPWAC спектър на атмосферата на Марс върху местоположение на марсианска ширина 40 ° с.ш .; придобити на 11 декември 2009 г. по време на кампания за наблюдение с 3-метровия телескоп IRTF в Хавай. Този необработен спектър показва характеристики на озон и въглероден диоксид от Марс, както и озон в земната атмосфера, чрез който е направено наблюдението. Техниките за обработка ще моделират и премахват наземния принос от спектъра и ще определят количеството озон в това северно положение на Марс.
Наблюденията бяха предварително съгласувани с екипа на научните операции на Mars Express, за да се осигури припокриване с озоновите измервания, направени през същия този период с SPICAM.
Основната цел на кампанията от декември 2009 г. беше да потвърди, че наблюденията, направени със SPICAM (който измерва широкия спектър на абсорбция на озон, центриран на около 250 nm) и HIPWAC (който открива и измерва характеристиките на абсорбция на озон при 9,7 µm), извличат същия общ озон изобилие, въпреки че се извършва в две различни части на електромагнитния спектър и има различна чувствителност към озоновия профил. Подобна кампания през 2008 г. до голяма степен потвърди съгласуваността на резултатите от измерванията на озона, получени с SPICAM и инструмента HIPWAC.
Метеорологичните условия и зрението бяха много добри на сайта на IRTF по време на кампанията от декември 2009 г., което позволи да се получат качествени спектри с инструмента HIPWAC.
Кели и нейните колеги събраха измервания на озон за редица места на Марс, както в северното, така и в южното полукълбо на планетата. По време на тази четиридневна кампания наблюденията на SPICAM бяха ограничени до северното полукълбо. Няколко измервания на HIPWAC бяха едновременни с наблюдения от SPICAM, позволявайки директно сравнение. Други измервания на HIPWAC бяха направени близо до орбиталните проходи на SPICAM, възникнали извън наземните наблюдения на телескопа и също ще бъдат използвани за сравнение.
Екипът извърши и измервания на озоновото изобилие в района на Сиртис Майор, което ще помогне да се ограничат фотохимичните модели в този регион.
Анализът на данните от тази неотдавнашна кампания продължава, като за март тази година вече е насрочена друга кампания за проследяване на координирани наблюдения на HIPWAC и SPICAM.
Поставянето на съвместимостта на данните от тези два инструмента на твърда база ще подпомогне комбинирането на наземните инфрачервени измервания с ултравиолетовите измервания SPICAM при тестване на фотохимичните модели на марсианската атмосфера. Разширеното покритие, получено чрез комбиниране на тези набори от данни, спомага за по-точното тестване на прогнозите от атмосферните модели.
Той също така ще свърже количествено наблюденията на SPICAM с по-дългосрочните измервания, направени с инструмента HIPWAC и неговия предшественик IRHS (инфрачервения хетеродинов спектрометър), които дават началото на 1988 г. Това ще подкрепи изследването на дългосрочното поведение на озона и свързаната с него химия в атмосферата на Марс в времеви диапазон, по-дълъг от настоящите мисии до Марс.
Източници: ESA, документ, публикуван в броя на Icarus от 15 септември 2009 г.
