Stormjagen vereist geluk en geduld op aarde, en nog meer op Mars.

Voor wetenschappers die de Rode Planeet bekijken op basis van gegevens verzameld door NASA's orbiters, de afgelopen maand was een meevaller. "Globale" stofstormen, waar een op hol geslagen reeks stormen een stofwolk creëert die zo groot is dat hij de planeet omhult, verschijnen slechts om de zes tot acht jaar (dat is drie tot vier Marsjaren). Wetenschappers begrijpen nog steeds niet waarom of hoe deze stormen precies ontstaan ​​en evolueren.

In juni, een van deze stofgebeurtenissen verzwolg de planeet snel. Wetenschappers hebben op 30 mei voor het eerst een kleinere stofstorm waargenomen. Tegen 20 juni het was wereldwijd gegaan.

Voor de Opportunity-rover, dat betekende een plotselinge vermindering van het zicht vanaf een heldere, zonnige dag tot die van een bewolkte. Omdat Opportunity draait op zonne-energie, wetenschappers moesten wetenschappelijke activiteiten opschorten om de batterijen van de rover te behouden. Vanaf 18 juli is geen reactie ontvangen van de rover.

Gelukkig, al dat stof werkt als een atmosferische isolator, voorkomen dat de nachttemperaturen dalen tot lager dan wat Opportunity aankan. Maar de bijna 15-jarige rover is nog niet uit het bos:het kan weken duren, of zelfs maanden, om het stof te laten bezinken. Gebaseerd op de levensduur van een wereldwijde storm in 2001, NASA-wetenschappers schatten dat het begin september kan zijn voordat de nevel voldoende is opgetrokken voor Opportunity om op te starten en naar huis te bellen.

Als de lucht begint op te klaren, De zonnepanelen van Opportunity kunnen bedekt zijn met een fijne stoflaag. Dat zou het herstel van de rover kunnen vertragen omdat hij energie verzamelt om zijn batterijen op te laden. Een windvlaag zou helpen, maar is geen vereiste voor een volledig herstel..

Terwijl het Opportunity-team in alle ernst wacht om van de rover te horen, wetenschappers op andere Mars-missies hebben een zeldzame kans gekregen om dit hoofdbrekende fenomeen te bestuderen.

De Mars-verkenningsorbiter, Mars Odyssee, en Mars Atmosphere and Volatile Evolution (MAVEN) orbiters passen hun waarnemingen van de Rode Planeet allemaal aan om deze wereldwijde storm te bestuderen en meer te weten te komen over de weerpatronen van Mars. In de tussentijd, de Curiosity-rover bestudeert de stofstorm vanaf het oppervlak van Mars.

Hier is Hier is hoe elke missie momenteel de stofstorm bestudeert, en wat we ervan kunnen leren:

Mars Odyssee

Met het THEMIS-instrument (Thermal Emission Imaging System), wetenschappers kunnen de oppervlaktetemperatuur van Mars volgen, atmosferische temperatuur, en de hoeveelheid stof in de atmosfeer. Hierdoor kunnen ze de stofstorm zien groeien, ontwikkelen, en verdwijnen in de loop van de tijd.

"Dit is een van de grootste weersgebeurtenissen die we op Mars hebben gezien, "Sinds de waarnemingen van ruimtevaartuigen in de jaren zestig begonnen, zei Michael Smit, een wetenschapper bij NASA's Goddard Spaceflight Center in Greenbelt, Maryland die op het THEMIS-instrument werkt. "Het hebben van een ander voorbeeld van een stofstorm helpt ons echt om te begrijpen wat er aan de hand is."

Sinds de stofstorm begon, het THEMIS-team heeft de frequentie van wereldwijde atmosferische observaties verhoogd van elke 10 dagen naar twee keer per week, zei Smit. Eén mysterie dat ze nog steeds proberen op te lossen:hoe deze stofstormen wereldwijd gaan. "Elk Mars-jaar, tijdens het stoffige seizoen, er zijn veel stormen op lokale of regionale schaal die een deel van de planeet bestrijken, "Zei Smith. Maar wetenschappers weten nog niet zeker hoe deze kleinere stormen soms groeien om uiteindelijk de hele planeet te omcirkelen.

Mars verkenningsorbiter (MRO)

Mars Reconnaissance Orbiter heeft twee instrumenten die de stofstorm bestuderen. Elke dag, de Mars Color Imager (MARCI) brengt de hele planeet halverwege de middag in kaart om de evolutie van de storm te volgen. In de tussentijd, MRO's Mars Climate Sounder (MCS)-instrument meet hoe de temperatuur van de atmosfeer verandert met de hoogte. Sinds eind mei is de instrumenten hebben het begin en de snelle uitbreiding van een stofstorm op Mars waargenomen.

Met deze gegevens, wetenschappers bestuderen hoe de stofstorm de atmosferische temperaturen van de planeet verandert. Net als in de atmosfeer van de aarde, veranderende temperatuur op Mars kan windpatronen en zelfs de circulatie van de hele atmosfeer beïnvloeden. Dit zorgt voor een krachtige feedback:door zonne-energie van het stof dat in de atmosfeer is opgestegen, verandert de temperatuur, die van wind verandert, die de storm kan versterken door meer stof van het oppervlak te tillen.

Wetenschappers willen de details van de storm weten - waar stijgt of daalt de lucht? Hoe verhouden de atmosferische temperaturen zich nu tot een jaar zonder storm? And as with Mars Odyssey, the MRO team wants to know how these dust storms go global.

"The very fact that you can start with something that's a local storm, no bigger than a small [U.S.] state, and then trigger something that raises more dust and produces a haze that covers almost the entire planet is remarkable, " said Rich Zurek of NASA's Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Californië, the project scientist for MRO.

Scientists want to find out why these storms arise every few years, which is hard to do without a long record of such events. It'd be as if aliens were observing Earth and seeing the climate effects of El Niño over many years of observations—they'd wonder why some regions get extra rainy and some areas get extra dry in a seemingly regular pattern.

MAVEN

Ever since the MAVEN orbiter entered Mars' orbit, "one of the things we've been waiting for is a global dust storm, " said Bruce Jakosky, the MAVEN orbiter's principle investigator.

But MAVEN isn't studying the dust storm itself. Rather, the MAVEN team wants to study how the dust storm affects Mars' upper atmosphere, about 62 miles (more than 100 kilometers) above the surface—where the dust doesn't even reach. MAVEN's mission is to figure out what happened to Mars' early atmosphere. We know that at some point billions of years ago, liquid water pooled and ran along Mars' surface, which means that its atmosphere must have been thicker and more insulating, similar to Earth's. Since MAVEN arrived at Mars in 2014, its investigations have found that this atmosphere may have been stripped away by a torrent of solar wind over several hundred million years, between 3.5 and 4.0 billion years ago.

But there are still nuances to figure out, such as how dust storms like the current one affect how atmospheric molecules escape into space, Jakosky said. Bijvoorbeeld, the dust storm acts as an atmospheric insulator, trapping heat from the Sun. Does this heating change the way molecules escape the atmosphere? It is also likely that, as the atmosphere warms, more water vapor rises high enough to be broken down by sunlight, with the solar wind sweeping the hydrogen atoms into space, Jakosky said.

The team won't have answers for a while yet, but each of MAVEN's five orbits per day will continue to provide invaluable data.

Curiosity

Most of NASA's spacecraft are studying the dust storm from above. The Mars Science Laboratory mission's Curiosity rover has a unique perspective:the nuclear-powered science machine is largely immune to the darkened skies, allowing it to collect science from within the beige veil enveloping the planet.

"We're working double-duty right now, " said JPL's Ashwin Vasavada, Curiosity's project scientist. "Our newly recommissioned drill is acquiring a fresh rock sample. But we are also using instruments to study how the dust storm evolves."

Curiosity has a number of "eyes" that can determine the abundance and size of dust particles based on how they scatter and absorb light. That includes its Mastcam, ChemCam, and an ultraviolet sensor on REMS, its suite of weather instruments. REMS can also help study atmospheric tides—shifts in pressure that move as waves across the entire planet's thin air. These tides change drastically based on where the dust is globally, not just inside Gale crater.

The global storm may also reveal secrets about Martian dust devils and winds. Dust devils can occur when the planet's surface is hotter than the air above it. Heating generates whirls of air, some of which pick up dust and become dust devils. During a dust storm, there's less direct sunlight and lower daytime temperatures; this might mean fewer devils swirling across the surface.

Even new drilling can advance dust storm science:watching the small piles of loose material created by Curiosity's drill is the best way of monitoring winds.

Scientists think the dust storm will last at least a couple of months. Every time you spot Mars in the sky in the weeks ahead, remember how much data scientists are gathering to better understand the mysterious weather of the Red Planet.