Izpratne par mūsdienu Marsa klimatu dod mums ieskatu tās pagātnes klimatā, kas savukārt nodrošina zinātniski pamatotu kontekstu, lai atbildētu uz jautājumiem par dzīvības iespējamību uz senajiem Marsiem.
Mūsu izpratne par Marsa klimatu šodien ir kārtīgi iesaiņota kā klimata modeļi, kas savukārt nodrošina jaudīgas konsekvences pārbaudes un iedvesmas avotus klimata modeļiem, kas apraksta antropogēno globālo sasilšanu šeit uz Zemes.
Bet kā mēs varam uzzināt, kāds šodien ir Marsa klimats? Jauna, koordinēta novērošanas kampaņa ozona mērīšanai Marsa atmosfērā dod mums, ieinteresētajai sabiedrībai, iespēju pašiem uzzināt, cik rūpīgs un vēl aizraujošs zinātniskais darbs var būt.
[/ paraksts]
Marsa atmosfērai ir bijusi galvenā loma planētas vēstures un virsmas veidošanā. Galveno atmosfēras komponentu novērojumi ir nepieciešami, lai izstrādātu precīzus Marsa klimata modeļus. Tie, savukārt, ir nepieciešami, lai labāk izprastu, vai klimata apstākļi pagātnē ir varējuši atbalstīt šķidru ūdeni, un lai optimizētu turpmāko virszemes aktīvu plānojumu uz Marsa.
Ozons ir svarīgs fotoķīmisko procesu marķieris Marsa atmosfērā. Tā pārpilnība, ko var iegūt no molekulu raksturīgajām absorbcijas spektroskopijas pazīmēm atmosfēras spektros, ir cieši saistīta ar citu sastāvdaļu daudzumu un ir svarīgs atmosfēras ķīmijas rādītājs. Lai pārbaudītu prognozes ar pašreizējiem fotoķīmisko procesu modeļiem un vispārējiem atmosfēras cirkulācijas modeļiem, ir jāveic novērojumi ozona telpiskās un laika izmaiņas.
Marsa atmosfēras raksturlielumu izpētes spektroskopija (SPICAM) uz Mars Express ir mērījusi ozona daudzumu Marsa atmosfērā kopš 2003. gada, pakāpeniski veidojot vispārēju ainu, kosmosa kuģim riņķojot apkārt planētai.
Šos mērījumus var papildināt ar novērojumiem uz zemes, kas veikti dažādos laikos un zondējot dažādas vietas uz Marsa, tādējādi paplašinot SPICAM mērījumu telpisko un laiku pārklājumu. Lai kvantitatīvi sasaistītu zemes novērojumus ar Mars Express novērojumiem, tiek izveidotas koordinētas kampaņas vienlaicīgu mērījumu iegūšanai.
Infrasarkanā heterodīna spektroskopija, piemēram, tāda, kādu nodrošina Heterodīna instruments planētu vējam un kompozīcijai (HIPWAC), nodrošina vienīgo tiešo piekļuvi ozonam uz Marsa ar zemes bāzes teleskopiem; ļoti augstā spektrālās izšķirtspējas jauda (lielāka par 1 miljonu) ļauj izšķirt Marsa ozona spektra raksturlielumus, kad tie ir Doplera novirzīti no sauszemes izcelsmes ozona līnijām.
Kopš 2006. gada notiek koordinēta kampaņa ozona mērīšanai Marsa atmosfērā, izmantojot SPICAM un HIPWAC. Jaunākais šīs kampaņas elements bija uz zemes bāzētu novērojumu virkne, izmantojot HIPWAC NASA Infrasarkanā teleskopa objektā (IRTF). Mauna Kea Havaju salās. Tos ieguva no 2009. gada 8. līdz 11. decembrim astronomu komanda, kuru vadīja Kelly Fast no Planētu sistēmu laboratorijas NASA Goddard kosmosa lidojumu centrā (GSFC) ASV.
Par attēlu:
HIPWAC Marsa atmosfēras spektrs virs vietas Marsa platumā 40 ° N; iegādāts 2009. gada 11. decembrī novērošanas kampaņas laikā ar IRTF 3 m teleskopu Havaju salās. Šis nepārstrādātais spektrs parāda ozona un oglekļa dioksīda no Marsa pazīmes, kā arī ozona Zemes atmosfērā, caur kuru tika veikts novērojums. Apstrādes paņēmieni modelēs un noņems spektra zemes ieguldījumu un noteiks ozona daudzumu šajā ziemeļu stāvoklī uz Marsa.
Novērojumi tika iepriekš saskaņoti ar Mars Express zinātnisko operāciju komandu, lai nodrošinātu pārklāšanos ar ozona mērījumiem, kas veikti tajā pašā laika posmā ar SPICAM.
Galvenais 2009. gada decembra kampaņas mērķis bija apstiprināt, ka novērojumi, kas veikti ar SPICAM (kas mēra plašā ozona absorbcijas spektra iezīmi, kas centrēta ap 250 nm) un HIPWAC (kas nosaka un mēra ozona absorbcijas pazīmes pie 9,7 μm), iegūst to pašu kopējo ozonu. neskatoties uz to, ka tos veic divās dažādās elektromagnētiskā spektra daļās un kuriem ir atšķirīga jutība pret ozona profilu. Līdzīgā kampaņā 2008. gadā lielā mērā tika apstiprināta ar SPICAM un HIPWAC instrumentu iegūto ozona mērījumu rezultātu konsekvence.
Laika apstākļi un redzamība bija ļoti laba IRTF vietnē 2009. gada decembra kampaņas laikā, kas ļāva iegūt labas kvalitātes spektrus ar HIPWAC instrumentu.
Kellija un viņas kolēģi apkopoja ozona mērījumus vairākās vietās uz Marsa - gan planētas ziemeļu, gan dienvidu puslodē. Šīs četru dienu kampaņas laikā SPICAM novērojumi aprobežojās ar ziemeļu puslodi. Vairāki HIPWAC mērījumi tika veikti vienlaikus ar SPICAM novērojumiem, ļaujot veikt tiešu salīdzināšanu. Citi HIPWAC mērījumi tika veikti tuvu laikā SPICAM orbitālajām caurlaidēm, kas notika ārpus zemes teleskopa novērojumiem, un arī tiks izmantoti salīdzināšanai.
Komanda arī veica ozona daudzuma mērījumus Syrtis Major reģionā, kas palīdzēs ierobežot fotoķīmiskos modeļus šajā reģionā.
Notiek šīs nesenās kampaņas datu analīze, un vēl viena papildu kampaņa pēc koordinētiem HIPWAC un SPICAM novērojumiem notiks jau šā gada martā.
Šo divu instrumentu datu savietojamības stingra bāze palīdzēs apvienot uz zemes bāzētus infrasarkanos mērījumus ar SPICAM ultravioleto staru mērījumiem, pārbaudot Marsa atmosfēras fotoķīmiskos modeļus. Paplašinātais pārklājums, kas iegūts, apvienojot šīs datu kopas, palīdz precīzāk pārbaudīt atmosfēras modeļu prognozes.
Tas arī kvantitatīvi sasaistīs SPICAM novērojumus ar ilgtermiņa mērījumiem, kas veikti ar HIPWAC instrumentu un tā priekšgājēju IRHS (infrasarkanā heterodīna spektrometra rādītājiem), kas datēti ar 1988. gadu. Tas atbalstīs ozona un ar to saistītās ķīmijas ilgtermiņa uzvedības izpēti. Marsa atmosfērā uz laiku, kas ir ilgāks nekā pašreizējās misijas uz Marsu.
Avoti: ESA, dokuments, kas publicēts Icarus 2009. gada 15. septembra numurā
