Розуміння сучасного марсіанського клімату дає нам уявлення про його минулий клімат, що, в свою чергу, забезпечує науково обґрунтований контекст для відповіді на питання про можливість життя на древньому Марсі.
Наше розуміння клімату Марса сьогодні чітко викладено як кліматичні моделі, які, в свою чергу, забезпечують потужну перевірку послідовності - та джерела натхнення - для кліматичних моделей, які описують антропогенне глобальне потепління тут, на Землі.
Але як нам сьогодні розібратися, який клімат на Марсі? Нова, скоординована кампанія спостереження для вимірювання озону в марсіанській атмосфері дає нам, зацікавленій громадськості, власне вікно на те, наскільки кропітка - але захоплююча - наукова робота може бути.
[/ підпис]
Марсіанська атмосфера відіграла ключову роль у формуванні історії та поверхні планети. Спостереження за ключовими компонентами атмосфери мають важливе значення для розробки точних моделей марсіанського клімату. Вони, в свою чергу, потрібні для того, щоб краще зрозуміти, чи кліматичні умови в минулому, можливо, підтримували рідку воду, а також для оптимізації дизайну майбутніх поверхневих активів на Марсі.
Озон - важливий слідник фотохімічних процесів в атмосфері Марса. Її достаток, який може бути отриманий з характерних особливостей молекулярної спектроскопії поглинання в спектрах атмосфери, нерозривно пов'язаний з вмістом інших складових, і це важливий показник хімії атмосфери. Для перевірки прогнозів за сучасними моделями фотохімічних процесів та загальної структури циркуляції атмосфери необхідні спостереження за просторовими та часовими коливаннями озону.
Спектроскопія для дослідження характеристик атмосфери Марса (SPICAM) на Марс-Експресі проводить вимірювання кількості озону в марсіанській атмосфері з 2003 року, поступово створюючи глобальну картину, коли космічний корабель орбітує планету.
Ці вимірювання можуть бути доповнені наземними спостереженнями, зробленими в різний час та зондуванням різних ділянок на Марсі, тим самим розширюючи просторове та часове покриття вимірювань SPICAM. Для кількісного зв’язку наземних спостережень із спостереженнями Mars Express створюються координовані кампанії для отримання одночасних вимірювань.
Інфрачервона гетеродинна спектроскопія, така, яку надає Гетеродинний прилад для планетарного вітру та складу (HIPWAC), забезпечує єдиний прямий доступ до озону на Марсі за допомогою наземних телескопів; дуже висока спектральна здатність роздільної здатності (більше 1 мільйона) дозволяє вирішити спектральні характеристики марсіанових озонів, коли вони доплерівськи зміщуються від озонових ліній наземного походження.
Узгоджена кампанія з вимірювання озону в атмосфері Марса за допомогою SPICAM та HIPWAC триває з 2006 року. Останнім елементом цієї кампанії була серія наземних спостережень за допомогою HIPWAC на інфрачервоному телескопічному центрі NASA (IRTF) на Мауна Кеа на Гаваях. Вони були отримані між 8 та 11 грудня 2009 року командою астрономів під керівництвом Келлі Фаст з Лабораторії планетарних систем, в NASA, Центрі космічних польотів Годдарда (GSFC), США.
Про зображення:
HIPWAC-спектр атмосфери Марса над розташуванням на марсіанській широті 40 ° с.ш. придбаний 11 грудня 2009 року під час спостережної кампанії 3-метровим телескопом IRTF на Гаваях. Цей необроблений спектр відображає особливості озону та вуглекислого газу з Марса, а також озону в атмосфері Землі, за допомогою якого проводили спостереження. Технології обробки дозволять моделювати та вилучати наземний внесок із спектру та визначати кількість озону на цьому північному положенні на Марсі.
Спостереження були заздалегідь узгоджені з науково-дослідною командою Mars Express, щоб забезпечити збіг із вимірюванням озону, зробленим у цей же період із SPICAM.
Головною метою кампанії в грудні 2009 року було підтвердити, що спостереження, проведені за допомогою SPICAM (який вимірює функцію широкого спектру поглинання озону, орієнтовану приблизно на 250 нм) та HIPWAC (який визначає та вимірює характеристики поглинання озону на 9,7 мкм), отримують той самий загальний озон достатку, незважаючи на те, що виконують у двох різних частинах електромагнітного спектру і мають різну чутливість до озонового профілю. Аналогічна кампанія 2008 року значною мірою підтвердила узгодженість результатів вимірювань озону, отриманих за допомогою SPICAM та інструменту HIPWAC.
Погодні умови та видимість були дуже хорошими на ділянці IRTF під час кампанії в грудні 2009 року, що дозволило отримати спектри хорошої якості за допомогою інструменту HIPWAC.
Келлі та її колеги зібрали вимірювання озону для багатьох місць на Марсі, як у північній, так і південній півкулі планети. Під час цієї чотириденної кампанії спостереження SPICAM були обмежені північною півкулею. Кілька вимірювань HIPWAC були одночасними зі спостереженнями SPICAM, що дозволяло проводити пряме порівняння. Інші вимірювання HIPWAC були зроблені близькими за часом до орбітальних проходів SPICAM, які відбулися поза наземними спостереженнями телескопа, і також будуть використовуватися для порівняння.
Команда також провела вимірювання надлишку озону над регіоном Syrtis Major, що допоможе обмежити фотохімічні моделі в цьому регіоні.
Аналіз даних цієї недавньої кампанії триває, а ще одна наступна кампанія координованих спостережень HIPWAC та SPICAM вже запланована на березень цього року.
Поміщення сумісності даних цих двох приладів на міцній основі допоможе поєднати наземні інфрачервоні вимірювання з ультрафіолетовими вимірюваннями SPICAM при тестуванні фотохімічних моделей марсіанських атмосфер. Розширене покриття, отримане при комбінуванні цих наборів даних, допомагає більш точно перевірити прогнози атмосферних моделей.
Він також кількісно пов'язує спостереження SPICAM з тривалими вимірюваннями, проведеними за допомогою інструменту HIPWAC та його попередника IRHS (Інфрачервоний гетеродинний спектрометр), який починається з 1988 року. Це сприятиме вивченню довготривалої поведінки озону та пов'язаної з ним хімії в атмосфері Марса в часовий масштаб довший, ніж нинішні місії на Марс.
Джерела: ESA, документ, опублікований у випуску Ікара від 15 вересня 2009 року
