science >> Wetenschap >  >> Astronomie

NASA ontmoet de perfecte storm voor de wetenschap

Deze reeks afbeeldingen van NASA's Mars Reconnaissance Orbiter laat zien dat een felle stofstorm op Mars losbarst, met rovers op het oppervlak aangegeven als pictogrammen. Afbeelding tegoed:NASA/JPL-Caltech/MSSS

Een van de dikste stofstormen die ooit op Mars is waargenomen, heeft zich de afgelopen anderhalve week verspreid. De storm heeft ertoe geleid dat NASA's Opportunity-rover de wetenschappelijke operaties heeft opgeschort, maar biedt ook een venster voor vier andere ruimtevaartuigen om te leren van het wervelende stof.

NASA heeft drie orbiters die rond de Rode Planeet cirkelen, elk uitgerust met speciale camera's en andere atmosferische instrumenten. Aanvullend, NASA's Curiosity-rover begint een toename van stof te zien op zijn locatie in Gale Crater.

"Dit is de ideale storm voor de Marswetenschap, " zei Jim Watzin, directeur van NASA's Mars Exploration Program op het hoofdkantoor van het bureau in Washington. "We hebben een historisch aantal ruimtevaartuigen die actief zijn op de Rode Planeet. Elk biedt een unieke kijk op hoe stofstormen ontstaan ​​en zich gedragen - kennis die essentieel zal zijn voor toekomstige robot- en menselijke missies."

Stoffig met kans op stof

Stofstormen komen vaak voor op Mars, in alle seizoenen voorkomt. Zo nu en dan, ze kunnen binnen enkele dagen in regionale stormen ballonvaren, en soms zelfs uitbreiden tot ze de planeet omhullen. Deze enorme, stormen op planeetschaal komen naar schatting eens in de drie tot vier Marsjaren voor (zes tot acht aardse jaren); de laatste was in 2007. Ze kunnen weken duren, of hoogstens maanden.

De huidige storm boven Opportunity, die nog steeds groeit, beslaat nu 14 miljoen vierkante mijl (35 miljoen vierkante kilometer) van het oppervlak van Mars - ongeveer een kwart van de planeet.

Deze twee beelden van NASA's Curiosity-rover, speciaal aangeschaft om de hoeveelheid stof in Gale Crater te meten, laten zien dat het stof in de loop van drie dagen is toegenomen door een grote stofstorm op Mars. De linkerafbeelding toont een zicht op de oost-noordoostelijke rand van Gale Crater op 7 juni, 2018 (Sol 2074); de rechter afbeelding toont een weergave van dezelfde functie op 10 juni, 2018 (Sol 2077). De beelden zijn gemaakt door de Mastcam van de rover. Krediet:NASA/JPL-Caltech/MSSS

Alle stofgebeurtenissen, ongeacht de grootte, helpen het oppervlak van Mars vorm te geven. Het bestuderen van hun fysica is van cruciaal belang om het oude en moderne klimaat op Mars te begrijpen, zei Rich Zurek, hoofdwetenschapper voor het Mars Program Office bij NASA's Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Californië.

"Elke waarneming van deze grote stormen brengt ons dichter bij het kunnen modelleren van deze gebeurtenissen - en misschien, ooit, ze kunnen voorspellen, Zurek zei. "Dat zou hetzelfde zijn als het voorspellen van El Niño-gebeurtenissen op aarde, of de ernst van de komende orkaanseizoenen."

De dunne atmosfeer maakt deze stormen enorm verschillend van alles wat we op aarde tegenkomen:ondanks het drama van "The Martian, " de krachtigste oppervlaktewinden die op Mars worden aangetroffen, zouden een ruimtevaartuig niet omverwerpen, hoewel ze stofdeeltjes in de atmosfeer kunnen zandstralen.

Teamwerk

Leden van NASA's ruimtevaartuig "familie" op Mars helpen elkaar vaak. De orbiters van het bureau sturen regelmatig gegevens van NASA's rovers terug naar de aarde. Orbiters en rovers bieden ook verschillende perspectieven op Mars-terrein, waardoor hun wetenschap elkaar kan aanvullen.

Deze reeks afbeeldingen toont gesimuleerde beelden van een donker wordende Mars-hemel die de zon uitwist vanuit het gezichtspunt van NASA's Opportunity-rover, met de rechterkant die de huidige kijk van Opportunity in de wereldwijde stofstorm simuleert (juni 2018). Krediet:NASA/JPL-Caltech/TAMU

De Mars Reconnaissance Orbiter heeft een speciale rol, fungeren als een systeem voor vroegtijdige waarschuwing voor weersomstandigheden zoals de recente storm. Het was de groothoekcamera van de orbiter, genaamd de Mars Color Imager, dat bood het Opportunity-team een ​​waarschuwing over de storm. Deze beeldvormer, gebouwd en geëxploiteerd door Malin Space Science Systems in San Diego, kan dagelijkse wereldwijde kaarten van de planeet maken die volgen hoe stormen evolueren, niet anders dan weersatellieten die orkanen hier op aarde volgen.

NASA's twee andere orbiters - 2001 Mars Odyssey en MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution) - bieden ook unieke wetenschappelijke inzichten. Odyssey heeft een infraroodcamera genaamd THEMIS (Thermal Emission Imaging System) die de hoeveelheid stof eronder kan meten; MAVEN is ontworpen om het gedrag van de bovenste atmosfeer en het verlies van gas naar de ruimte te bestuderen.

Deze afbeelding toont de voortdurende bijdragen van NASA's rovers en orbiters tijdens een Martiaanse stofstorm die op 30 mei begon, 2018. Krediet:NASA/JPL-Caltech

Wetenschap gebeurt ook op de grond, natuurlijk. Ondanks dat je aan de andere kant van de planeet bent van de zich ontwikkelende stofstorm, NASA's Curiosity-rover begint verhoogde "tau, " de maat van de sluier van stoffige waas die het zonlicht verduistert tijdens een storm. Vanaf dinsdag, 12 juni de tau in Gale Crater varieerde tussen 1,0 en 2,0 - cijfers die gemiddeld zijn voor het stofseizoen, hoewel deze niveaus meestal later in het seizoen verschijnen.

Gelukkig, Curiosity heeft een nucleair aangedreven batterij. Dat betekent dat het niet hetzelfde risico loopt als de Opportunity op zonne-energie.

De volgende grote?

Sinds 2007, Mars-wetenschappers hebben geduldig gewacht op een planeet-omringende stofgebeurtenis - minder precies een 'wereldwijde' stofstorm genoemd, hoewel de stormen nooit echt de hele aardbol van Mars bedekken. 1971, een van deze stormen kwam dichtbij, waardoor alleen de toppen van de Tharsis-vulkanen op Mars boven het stof uitsteken.

De meest recente stofstorm is de vroegste ooit waargenomen op het noordelijk halfrond van Mars, zei Bruce Cantor van Malin Space Science Systems, plaatsvervangend hoofdonderzoeker van de Mars Color Imager. Maar het kan nog enkele dagen duren voordat iemand kan zien of de storm de planeet omcirkelt.

Als het "wereldwijd gaat, " de storm zal een geheel nieuwe kijk op het weer op Mars bieden. Vier ruimtevaartuigen staan ​​klaar om de wetenschap te verzamelen die eruit schudt.

Deze grafiek laat zien hoe de energie die beschikbaar is voor NASA's Opportunity-rover op Mars (in wattuur) afhangt van hoe helder of ondoorzichtig de atmosfeer is (gemeten in een waarde die tau wordt genoemd). Wanneer de tau-waarde (blauw) hoog is, het vermogen van de rover (geel) daalt. Krediet:NASA/JPL-Caltech/Natuurhistorisch museum van New Mexico