Вчені отримали перші дані про вітрові циркуляції в атмосфері Марса

Результати засновані на прямих вимірах, зроблених космічним апаратом MAVEN. Опис дослідження наведено в журналі Science, інформує Ukr.Media.

Американський штучний супутник для дослідження атмосфери Марса MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution) працює біля Червоної планети з вересня 2014 року. Рухаючись по еліптичній орбіті, він періодично заходить у верхні шари атмосфери, аналізуючи її склад і фізичні параметри.

У 2016 році Мехді Бенна, вчений-планетолог з Центру космічних польотів Годдарда НАСА запропонував колегам з проєкту MAVEN провести унікальний експеримент. Ідея полягала в тому, щоб дистанційно перепрограмувати сам космічний апарат і розташований на його борту газовий та іонний мас-спектрометр NGIMS таким чином, щоб він міг збирати дані про атмосферні циркуляції.

Для того, щоб оцінити складність поставленого завдання, достатньо сказати, що навіть у верхніх шарах атмосфери Землі подібні вимірювання поки не проводилися. Вчені жартують, що вони "вирішили почати з Марса".

Для того щоб виміряти параметри атмосферної циркуляції, зазвичай нерухомі частини апарата мали при вході в атмосферу починати досить швидко розгойдуватися взад і вперед за типом руху автомобільних склоочисників.

Компанія Lockheed Martin — виробник космічного апарату — підтвердила, що такі модифікації можливі без пошкодження супутника. Перепрограмування пройшло успішно, і протягом двох років, з 2016 по 2018 рік, MAVEN регулярно по два дні в місяць збирав дані про рух атмосферних мас Марса на висоті від 120 до 300 кілометрів над його поверхнею.

"Це приклад "розумного" реінжинірингу, що перебуває в польоті космічного корабля, — наводяться в прес-релізі слова Бенна. — У результаті корабель і розташований на ньому прилад робили не зовсім те, для чого були призначені, зате ми отримали можливість вимірювати параметри вітру".

В основному отримані результати вкладалися в існуючі теоретичні моделі, але були й сюрпризи. Виявилося, що на фоні в цілому стабільної та стійкої циркуляції у верхніх шарах атмосфери Марса, вона володіє високою короткочасною мінливістю.

"Те, що ми спостерігали, в цілому збігається з тим, що можна було б передбачити з моделей, — каже Бенна. — Фізика працює. Але в кожній точці напрям вітру безперервно змінюється".

Другим сюрпризом було те, що на висоті сотні кілометрів над поверхнею, повітряні маси все ще огинають рельєф, повторюючи контури гір, каньйонів і басейнів.

Як пояснює Бенна, "коли повітряна маса обтікає ці елементи, вона створює хвильові ефекти, які піднімаються до верхніх шарів атмосфери та можуть бути виявлені приладами. На Землі ми бачимо такі ж хвилі, але не на таких великих висотах".

У вчених є два пояснення, чому ці так звані "ортогональні хвилі" на Марсі так довго залишаються незмінними. З одного боку, його атмосфера більш розріджена, ніж на Землі, тому хвилі в ній поширюються далі. З іншого — на Марсі, де висота гір досягає 20 кілометрів, набагато більше перепадів висот.

Автори сподіваються, що подальші спостереження та аналіз результатів дозволить їм в кінцевому підсумку створити кліматичну модель Марса.