В рамках своей первоначальной миссии, MAVEN показал, что солнечный ветер и радиация были ответственны за разрушение атмосферы Марса. Это превратило планету из той, которая могла бы поддерживать жизнь миллиарды лет назад, в холодный пустынный мир, который мы знаем сегодня.
Изучение структуры ветра на Марсе важно, так как его атмосфера продолжает истончаться. Более подробно о том как солнце сдуло атмосферу читаем тут.
Атмосферный выброс газов на Марсе происходит на самых внешних его слоях — «термосферы». Чтобы понять внутреннюю работу процесса потери, нужно охарактеризовать не только состав этого верхнего слоя, но и то, как он распределяется по планете.
Эксперимент по изучению ветров планеты
Новое исследование основано на данных, собранных с MAVEN – космического корабля, который исследует слабую верхнюю атмосферу Марса с 2014 года.
В 2016 году исследовательская группа попросила перепрограммировать космический аппарат и приборы MAVEN, для проведения уникального эксперимента по сбору новых измерений. Команде потребовалось дистанционно перепрограммировать космический корабль, чтобы управлять аппаратом и приборами таким образом, чтобы эти измерения стали возможными.
В итоге космический корабль и приборы выполняли то, для чего они не были предназначены — команда сделала возможным измерение ветра Марса, а это дало возможность составить карту ветра Марса.
Исследователи из Университета Мэриленда в Балтиморе измеряли атмосферу два дня в месяц в течение двух лет с 2016 по 2018 год.
Благодаря данному эксперименту учёным удалось задокументировали глобальную картину циркуляции ветра на Марсе на высоте от 120–300 км над поверхностью. Они впервые составить карту циркуляции атмосферы Марса. Для этого MAVEN погрузили в верхние слои атмосферы планеты. Улавливая молекулы ветра, приборы на борту космического корабля анализировали их, информируя учёных о скорости ветра.
Результаты эксперимента
- Команда обнаружила, что атмосфера Марса имеет стабильный характер циркуляции от сезона к сезону.
- Обнаружили, что ветры в верхних слоях атмосферы планеты более изменчивы, чем ожидалось, что означает, ветры меняют направление быстрее и чаще. Причины пока неизвестны.
- Команда обнаружила, что ветры также могут хранить информацию о поверхностных особенностях.
- Составили карту ветра на планете.
Детали форм ландшафта, таких как горы, каньоны и бассейны, хранятся в сезонных ветрах. Когда воздушная масса проходит через эти препятствия, она создает волны — волновые эффекты — которые поднимаются в верхние слои планеты и могут быть обнаружены оборудованием MAVEN.
На Земле мы видим похожие волны, но они не поднимаются так высоко. Это стало большим сюрпризом, что они могут достигать 280 километров в высоту.
Исследователи такое явление связывают с двумя причинами:
- Во-первых, Марс имеет более тонкую атмосферу, чем Земля, что позволяет этим волнам преодолевать большие расстояния.
- Во-вторых, пики на красном соседе намного выше, некоторые из них достигают 27 километров в высоту, по сравнению с горой Эверест, который не имеет даже девяти километров, а большинство пиков на Земле намного ниже.
Поскольку физика, играющая во внеземной атмосфере Марса, похожа на физику, управляющую атмосферой Земли, знания, полученные в результате этих измерений, в конечном итоге послужат нашему пониманию процессов, которые управляют нашем климатом на Земле.
Команда планирует продолжать измерения. У них уже есть данные за два года, но они хотят получить более подробную картину.
Авторы исследования утверждают:
- новая карта верхних атмосферных ветров Марса поможет нам лучше понять работу марсианского климата;
- новейшая информация о марсианских ветрах даст нам более точную картину его древнего прошлого и его продолжающейся эволюции.
Собранные данные оказались очень богатым набором информации, которая на долгие годы будет занимать учёных.