A mai marsi éghajlat megértése betekintést nyújt a múlt éghajlatába, amely viszont tudományos alapú keretet biztosít az ókori Marson való élet lehetőségével kapcsolatos kérdések megválaszolásához.
A Mars klímájáról alkotott megértésünk szépen klímamodellként van csomagolva, amely viszont erőteljes konzisztencia-ellenőrzést és inspirációt biztosít az éghajlati modellekhez, amelyek leírják az antropogén globális felmelegedést a Földön.
De hogyan lehet kitalálni, hogy milyen a mai éghajlat a Marson? Egy új, összehangolt megfigyelési kampány az ózon mérésére a marsi légkörben, az érdeklődő közvélemény számára, megmutatja nekünk, hogy mi az ösztönző - mégis izgalmas - tudományos grimaszmunka.
[/felirat]
A marsi légkör kulcsszerepet játszott a bolygó történelmének és felületének alakításában. A legfontosabb légköri elemek megfigyelése elengedhetetlen a marsi éghajlat pontos modelljeinek kidolgozásához. Ezekre viszont szükség van ahhoz, hogy jobban megértsük, vajon a múltbeli éghajlati viszonyok támogatták-e a folyékony vizet, és hogy optimalizálhassuk a Mars felszíni alapú eszközeinek jövőbeli tervezését.
Az ózon fontos nyomkövetõje a Mars légkörében lévõ fotokémiai folyamatoknak. Bősége, amely a molekula jellegzetes abszorpciós spektroszkópiás tulajdonságaiból származtatható a légkör spektrumában, szorosan összekapcsolódik más alkotóelemekkel és fontos tényezője a légköri kémiának. A fotokémiai folyamatok jelenlegi modelljeivel és az általános légköri keringési mintákkal való előrejelzések vizsgálatához meg kell vizsgálni az ózon térbeli és időbeli változásait.
A Mars Express atmoszféra jellemzõinek vizsgálatára szolgáló spektroszkópia (SPICAM) a Mars Express készüléken 2003 óta méri az ózonmennyiséget a marsi légkörben, fokozatosan felépítve egy globális képet, amikor az ûrhajó kering a bolygón.
Ezeket a méréseket ki lehet egészíteni különböző időpontokban elvégzett földi megfigyelésekkel és a Mars különböző helyszíneinek próbájával, ezáltal meghosszabbítva a SPICAM mérések térbeli és időbeli lefedettségét. A földi megfigyelések és a Mars Express megfigyeléseinek kvantitatív összekapcsolása érdekében összehangolt kampányokat hoznak létre az egyidejű mérések elérése érdekében.
Az infravörös heterodin-spektroszkópia, mint például a Heterodyne Planetary Wind and Composition Instrument (HIPWAC), a földi távcsövekkel biztosítja az egyetlen közvetlen hozzáférést az ózonhoz a Marson; A nagyon nagy spektrális felbontóképesség (több mint 1 millió) lehetővé teszi a marsi ózon spektrumjellemzőinek feloldását, amikor a Doppler eltolódik a földi eredetű ózonvonalaktól.
2006 óta folyik összehangolt kampány a Mars légkörében az ózon mérésére, a SPICAM és a HIPWAC felhasználásával. Ennek a kampánynak a legújabb eleme a HIPWAC felhasználásával végzett földi megfigyelések sorozata volt a NASA infravörös távcsővel (IRTF) a Mauna Kea Hawaii-ban. Ezeket 2009. december 8. és 11. között egy csillagászok egy csoportja szerezte, Kelly Fast vezetésével, a NASA Goddard űrrepülési központjában (GSFC), az USA-ban található Planetary Systems Laboratory-ból.
A képről:
A Mars atmoszférájának HIPWAC spektruma az északi 40 ° -on a marsi szélesség felett; amelyet 2009. december 11-én szereztek meg egy megfigyelési kampány során az IRTF 3 m-es távcsővel Hawaii-ban. Ez a feldolgozatlan spektrum a Marsból származó ózon és szén-dioxid, valamint az ózon tulajdonságait mutatja a Föld légkörében, amelyen keresztül megfigyelés történt. A feldolgozási technikák modellezik és eltávolítják a földi hozzájárulást a spektrumból, és meghatározzák az ózon mennyiségét a Mars ezen északi helyzetén.
A megfigyeléseket előzetesen összehangolták a Mars Express tudományos operatív csoportjával annak biztosítása érdekében, hogy átfedések legyenek az ózonmérésekkel, amelyeket ugyanebben az időszakban végeztek a SPICAM-szal.
A 2009. decemberi kampány fő célja annak megerősítése volt, hogy a SPICAM (amely a széles ózon-abszorpciós spektrum jellemzőit méri körülbelül 250 nm körül) és a HIPWAC (amely az ózon abszorpciós tulajdonságait detektálja és méri 9,7 μm-en) és a HIPWAC megfigyelések ugyanazt a teljes ózonot veszik fel. eloszlás, annak ellenére, hogy az elektromágneses spektrum két különböző részén végezték el őket, és amelyek az ózonprofilhoz képest eltérő érzékenységet mutattak. Egy hasonló, 2008-as kampány nagyrészt validálta a SPICAM és a HIPWAC műszerrel kapott ózonmérési eredmények konzisztenciáját.
Az időjárási viszonyok és a látás nagyon kedvezőek voltak az IRTF telephelyén a 2009. decemberi kampány során, amely lehetővé tette a jó minőségű spektrumok megszerzését a HIPWAC műszerrel.
Kelly és kollégái ózonméréseket gyűjtöttek a Mars számos helyére, mind a bolygó északi és déli féltekéjén. A négynapos kampány során a SPICAM megfigyelései az északi féltekére korlátozódtak. Számos HIPWAC mérés egyidejűleg történt a SPICAM megfigyeléseivel, lehetővé téve a közvetlen összehasonlítást. Egyéb HIPWAC méréseket a SPICAM körüli pálya áthaladásakor végeztünk el, amelyek a földi távcső megfigyelésein kívül fordultak elő, és összehasonlításra is felhasználásra kerülnek.
A csoport elvégezte az ózonszint mérését is a Syrtis Major régió fölött, amely segít korlátozni a fotokémiai modelleket ebben a régióban.
A közelmúltbeli kampány adatainak elemzése folyamatban van, a HIPWAC és a SPICAM összehangolt megfigyeléseinek újabb nyomon követési kampányát már ez év márciusában tervezik.
A két eszköz adatainak kompatibilis helyzetének szilárd alapra helyezése elősegíti a földi infravörös mérések és a SPICAM ultraibolya mérések kombinálását a marsi légkör fotokémiai modelljeinek tesztelésekor. Az ezen adatkészletek kombinálásával kapott kiterjesztett lefedettség elősegíti a légköri modellek pontosabb tesztelését.
Ez kvantitatív módon összekapcsolja a SPICAM megfigyeléseit a HIPWAC műszerrel és annak elődjével, az 1988. évre visszatekintő IRHS-szel (infravörös heterodin-spektrométer) végzett hosszabb távú mérésekkel. Ez támogatni fogja az ózon és a kapcsolódó kémia hosszú távú viselkedésének tanulmányozását. a Mars légkörében, a jelenlegi Mars-misszióknál hosszabb időtartamon.
Források: ESA, az Icarus 2009. szeptember 15-i számában megjelent cikk
