Понимание современного марсианского климата дает нам понимание его прошлого климата, который, в свою очередь, обеспечивает научно обоснованный контекст для ответов на вопросы о возможности жизни на древнем Марсе.
Наше понимание климата Марса сегодня аккуратно упаковано в климатические модели, которые, в свою очередь, обеспечивают мощные проверки согласованности и источники вдохновения для климатических моделей, которые описывают антропогенное глобальное потепление здесь, на Земле.
Но как мы можем выяснить, какой климат на Марсе сегодня? Новая скоординированная кампания по наблюдению за измерением озона в атмосфере Марса дает нам, заинтересованной общественности, наше собственное представление о том, насколько кропотливой, но захватывающей может быть научная работа.
[/ Подпись]
Марсианская атмосфера сыграла ключевую роль в формировании истории и поверхности планеты. Наблюдения за ключевыми компонентами атмосферы важны для разработки точных моделей марсианского климата. Это, в свою очередь, необходимо для лучшего понимания того, могли ли климатические условия в прошлом поддерживать жидкую воду, и для оптимизации проектирования будущих наземных объектов на Марсе.
Озон является важным индикатором фотохимических процессов в атмосфере Марса. Его обилие, которое может быть получено из характерных особенностей молекулярно-абсорбционной спектроскопии молекулы в спектрах атмосферы, тесно связано с другими компонентами, и это важный показатель химии атмосферы. Для проверки прогнозов по текущим моделям фотохимических процессов и общей атмосферной циркуляции необходимы наблюдения за пространственными и временными изменениями озона.
Прибор «Спектроскопия для исследования характеристик атмосферы Марса» (SPICAM) на Mars Express измеряет содержание озона в атмосфере Марса с 2003 года, постепенно создавая глобальную картину, когда космический аппарат вращается вокруг планеты.
Эти измерения могут быть дополнены наземными наблюдениями, проводимыми в разное время и исследующими разные участки на Марсе, тем самым расширяя пространственный и временной охват измерений SPICAM. Чтобы количественно связать наземные наблюдения с наблюдениями Mars Express, проводятся скоординированные кампании для получения одновременных измерений.
Инфракрасная гетеродинная спектроскопия, например, предоставляемая Гетеродинным прибором для определения планетарного ветра и состава (HIPWAC), обеспечивает единственный прямой доступ к озону на Марсе с помощью наземных телескопов; очень высокая спектральная разрешающая способность (более 1 миллиона) позволяет разрешать спектральные характеристики марсианского озона, когда они доплеровски смещены от линий озона наземного происхождения.
С 2006 года проводится скоординированная кампания по измерению озона в атмосфере Марса с использованием SPICAM и HIPWAC. Самым последним элементом этой кампании была серия наземных наблюдений с использованием HIPWAC на установке инфракрасного телескопа НАСА (IRTF) в Мауна-Кеа на Гавайях. Они были получены в период с 8 по 11 декабря 2009 года группой астрономов под руководством Келли Фаст из Лаборатории планетных систем в Центре космических полетов имени Годдарда (GSFC) НАСА в США.
Об изображении:
HIPWAC спектр атмосферы Марса над местоположением на марсианской широте 40 ° с.ш .; приобретено 11 декабря 2009 года во время кампании наблюдения с помощью 3-метрового телескопа IRTF на Гавайях. Этот необработанный спектр отображает особенности озона и углекислого газа с Марса, а также озона в атмосфере Земли, через который проводилось наблюдение. Методы обработки будут моделировать и удалять земной вклад из спектра и определять количество озона в этом северном положении на Марсе.
Наблюдения были предварительно скоординированы с научно-исследовательской группой Mars Express, чтобы обеспечить совпадение с измерениями озона, проведенными в тот же период с помощью SPICAM.
Основная цель кампании в декабре 2009 года состояла в том, чтобы подтвердить, что наблюдения, сделанные с помощью SPICAM (который измеряет характеристики широких спектров поглощения озона с центром около 250 нм) и HIPWAC (который обнаруживает и измеряет характеристики поглощения озона при 9,7 мкм), получают тот же общий озон изобилия, несмотря на то, что он выполняется в двух разных частях электромагнитного спектра и имеет различную чувствительность к профилю озона. Аналогичная кампания в 2008 году в значительной степени подтвердила согласованность результатов измерений озона, полученных с помощью SPICAM и прибора HIPWAC.
Погодные условия и видимость были очень хорошими на площадке IRTF во время кампании в декабре 2009 года, что позволило получить спектры хорошего качества с помощью прибора HIPWAC.
Келли и ее коллеги собрали данные об измерении озона для ряда мест на Марсе, как в северном, так и в южном полушариях планеты. Во время этой четырехдневной кампании наблюдения СПИКАМ были ограничены северным полушарием. Несколько измерений HIPWAC были одновременными с наблюдениями SPICAM, позволяющими провести прямое сравнение. Другие измерения HIPWAC были сделаны близко по времени к орбитальным проходам SPICAM, которые произошли вне наблюдений наземного телескопа, и также будут использоваться для сравнения.
Команда также выполнила измерения содержания озона в регионе Syrtis Major, что поможет ограничить фотохимические модели в этом регионе.
Анализ данных этой недавней кампании продолжается, и еще одна последующая кампания скоординированных наблюдений HIPWAC и SPICAM уже запланирована на март этого года.
Обеспечение совместимости данных этих двух приборов на прочной основе поможет объединить наземные инфракрасные измерения с ультрафиолетовыми измерениями SPICAM при тестировании фотохимических моделей марсианской атмосферы. Расширенный охват, полученный путем объединения этих наборов данных, помогает более точно проверять прогнозы по атмосферным моделям.
Он также будет количественно связывать наблюдения СПИКАМ с долгосрочными измерениями, выполненными с помощью прибора HIPWAC и его предшественника IRHS (инфракрасный гетеродинный спектрометр), начиная с 1988 года. Это будет способствовать изучению долговременного поведения озона и связанной с ним химии в атмосфере Марса на временной шкале дольше, чем нынешние миссии на Марс.
Источники: ЕКА, статья, опубликованная в выпуске Икара от 15 сентября 2009 г.
