Марсіанська атмосфера сильно відрізняється від земної. Але ця слідова кількість водяної пари все ще відіграє яскраво виражену роль у кліматі.
NASA дуже зацікавлена в атмосфері, погоді та кліматі Марса. Чим більше вони знають про Марс, тим ефективніше можуть планувати місії. І розуміння сучасного Марса може допомогти нам зрозуміти історію Сонячної системи, як розвиваються планети та яким був клімат Марса в давньому минулому.
У НАСА працює ціла команда, яка займається розумінням марсіанського клімату. Він називається Центром моделювання клімату на Марсі. Їх робота зосереджена на трьох критичних компонентах марсіанської атмосфери: водяна пара, вуглекислий газ та пил. Під час моделювання нижче водно-льодові хмари утворюються та розсіюються протягом дня.
Марсіанські хмари набагато тонші, ніж хмари на Землі. Але вони поводяться аналогічно. Наведене вище моделювання показує літній день у північній півкулі. Хмари утворюються над екватором вночі і найгустіші безпосередньо перед сходом Сонця. Коли Сонце протягом дня нагріває атмосферу, вони розсіюються, то в сутінках вони починають формуватися знову.
Моделювання відбувається з Центру моделювання клімату на Марсі і показує, що хоча хмари тонші від земних, вони відіграють життєво важливу роль у вітрових системах планети. А це означає, що вони також допомагають формувати рух води навколо планети.
Центр моделювання клімату використовує потужні суперкомп'ютери для створення цих симуляцій. Планетна атмосфера надзвичайно складна, і для її розуміння потрібні потужні комп’ютери та складні моделі. У Центрі моделювання більшу частину своєї роботи вони покладаються на загальні моделі тиражу (GCM).
Однією метою роботи Центру є розуміння сучасного водного циклу на Марсі. На веб-сайті Центру сказано: "Ми хочемо визначити, чи спостерігається кругообіг води виключно в результаті обміну з північною залишковою шапкою чи потрібні інші джерела, такі як активний реголіт". Наразі вони моделюють Марс із північною полярною шапкою як єдиним джерелом води. Їх моделювання дає хороші результати, але проблеми все ще є.
Центр моделювання також намагається зрозуміти стародавній Марс, і як у нього могло бути тепле, мокре середовище мільярди років тому, коли Сонце було слабкіше. Одна з можливостей полягає в тому, що на Марсі була набагато густіша атмосфера CO2, яка захоплювала більше тепла. Інша можливість передбачає зміни клімату, спричинені впливом.
Ще одним напрямком діяльності Центру є марсіанський пил. Зрозуміло, що пил відіграє величезну роль на Марсі, але він недостатньо зрозумілий. На веб-сайті Центру моделювання клімату сказано: "... стає все більш зрозумілим, що параметризація, що використовується в GCM для підняття пилу, не враховує фізику, яка бере участь у всіх заходах з пилу".
Періодично планета окутана глобальними пиловими бурями, які можуть зберігатися місяцями. Розуміння цих штормів необхідне для успішних місій на планету. NASA заздалегідь знала, що земля InSight прибуде на Марс наприкінці пилової бурі, і вони відповідно підготувалися. Завдяки кліматичному моделюванню NASA знала, що під час пилових штормів верхня атмосфера нагрівається, а нижня атмосфера охолоджується. Інженери місії підготували InSight до роботи в тих умовах.
Центр моделювання клімату - це лише один із способів використання NASA суперкомп'ютерів. На міжнародній конференції суперкомп'ютерів (SC 19) у Денвері 18-22 листопада вони демонстрували 38 своїх обчислювальних проектів, включаючи електричний літак X-57, імітацію того, як ранні галактики спільно розвиваються з газом, що їх оточує, і зусилля для картографування та кількісної оцінки дерев у Африці на південь від Сахари.
Більше:
- Прес-реліз: Хмарна марсіанська ніч крізь очі суперкомп'ютера
- Прес-реліз: Що таке центр моделювання клімату на Марсі НАСА?
- НАСА Центр моделювання клімату на Марсі Еймса
