Een ongekende catalogus van meer dan 21.000 beelden gemaakt door een webcam op ESA's Mars Express bewijst zijn waarde als wetenschappelijk instrument, het verstrekken van een wereldwijd overzicht van ongebruikelijke wolkenfuncties op grote hoogte op de Rode Planeet.

De camera met lage resolutie was oorspronkelijk geïnstalleerd op Mars Express voor visuele bevestiging dat de Beagle-2-lander in 2003 was gescheiden. In 2007 werd hij weer ingeschakeld en voornamelijk gebruikt voor outreach, onderwijs en burgerwetenschap, met afbeeldingen die automatisch op een speciale Flickr-pagina worden geplaatst, soms binnen slechts 75 minuten nadat ze op Mars zijn genomen.

Vorig jaar, met nieuwe software, de camera werd aangenomen als ondersteunend wetenschappelijk instrument. Nutsvoorzieningen, het eerste artikel is gepubliceerd, op vrijstaand, wolkenpartijen op grote hoogte en stofstormen over de rand, of 'ledemaat', van de planeet.

Hoewel deze ledematenwolken kunnen worden afgebeeld door andere instrumenten of ruimtevaartuigen, het is niet per se hun hoofdtaak - ze kijken meestal rechtstreeks naar het oppervlak met een smal gezichtsveld dat een klein deel van de planeet beslaat voor gespecialiseerd onderzoek. Daarentegen, de webcam heeft vaak een globaal beeld van het volledige ledemaat.

"Om deze reden, observaties van ledematen zijn over het algemeen niet zo talrijk, en daarom zijn onze beelden zo waardevol om bij te dragen aan ons begrip van atmosferische verschijnselen, " zegt Agustin Sánchez-Lavega, hoofdauteur van de studie van de Universiteit del Pais Vasco in Bilbao, Spanje.

"In combinatie met modellen en andere datasets konden we een beter inzicht krijgen in het begrip van atmosferisch transport en seizoensvariaties die een rol spelen bij het genereren van wolken op grote hoogte."

De catalogus van zo'n 21 000 foto's die tussen 2007 en 2016 zijn gemaakt, werd onderzocht en 300 geïdentificeerd voor het onderzoek.

Er werden meerdere afbeeldingen van elk een paar minuten van elkaar verkregen voor 18 gebeurtenissen terwijl ze in beeld draaiden, het verstrekken van visuele documentatie van de functies vanuit verschillende perspectieven.

In het algemeen, de wolkenkenmerken die door de camera worden afgebeeld, hebben piekhoogten in het bereik van 50-80 km boven de planeet en strekken zich horizontaal uit van ongeveer 400 km tot 1500 km.

Om de aard van de wolken te begrijpen - bijvoorbeeld, als ze voornamelijk uit stof of ijzige deeltjes bestonden, vergeleek het team de beelden met voorspellingen van atmosferische eigenschappen die zijn uitgewerkt door de Mars Climate Database. De database gebruikt temperatuur- en drukinformatie om aan te geven of zich op dat moment en op die hoogte water- of koolstofdioxidewolken kunnen vormen.

Het team heeft ook gekeken naar het weerbericht dat is gegenereerd op basis van afbeeldingen van NASA's Mars Reconnaissance Orbiter, en in sommige gevallen hadden aanvullende overeenkomstige waarnemingen verkregen van andere sensoren op ESA's Mars Express.

Van de 18 grondig bestudeerd, de meeste werden geconcludeerd als waterijswolken, en één werd toegeschreven aan een stofstorm.

De hoge waterijswolken leken afhankelijk te zijn van de stand van de zon:ze zijn aanwezig bij zonsopgang en vroeg in de middag, als de temperatuur lager is, waardoor waterijs kan condenseren. Later op de dag, als het zonlicht toeneemt, het waterijs verdampt, en ze vervliegen.

Temperatuurvariabiliteit en waterdampgehalte afhankelijk van het seizoen, evenals atmosferische dynamiek, kan ook een rol spelen bij de zichtbare kenmerken van de wolken.

Eén gebeurtenis werd toegeschreven aan een lokale stofstorm op het noordelijk halfrond, die ook werd vastgelegd door beelden die door de Mars Reconnaissance Orbiter op het oppervlak werden genomen. De storm evolueerde snel, en nam een ​​boogvorm aan met een front van ongeveer 1950 km aan de buitenrand en 730 km aan de binnenrand, en een breedte van 60-130 km. Waarnemingen van ledematen door de webcam gaven aan dat de hoogte ongeveer 65 km was.

"Deze langetermijnmonitoring heeft ons in staat gesteld om de mate van stof en wolken boven de rand van de planeet te detecteren en te meten, en bestudeer veranderingen met een hoge cadans van beeldvorming, " zegt Dmitri Titov, ESA's Mars Express-projectwetenschapper.

"We zullen de database blijven onderhouden met systematische observaties van de webcam om een ​​breed beeld van atmosferische verschijnselen te bieden."

Voorbeeld van een wolkengebeurtenis vastgelegd door ESA's Mars Express Visual Monitoring Camera op 15 december 2009 boven de evenaar. De wolkenformatie bereikt een maximale hoogte van 40 km en overspant 830 km horizontaal. Het toont interessante functies zoals de 'blobs', waaronder een vrijstaand gekanteld element in de noord-zuid richting, wat suggereert dat het wordt gevormd door de werking van meridionale winden. De gebeurtenis vond plaats dicht bij de lente-equinox voor het noordelijk halfrond, wat suggereert dat het een condensaatwolk van waterijsdeeltjes is.