Vědci získali první data o cirkulaci větru v atmosféře Marsu. Výsledky jsou založeny na přímých měřeních z kosmické lodi MAVEN. Studie je popsána v časopise Science.
Americká umělá družice pro studium atmosféry Marsu MAVEN (Mars Atmosphere a Volatile EvolutioN) funguje v blízkosti Rudé planety od září 2014. Pohybuje se po eliptické oběžné dráze a pravidelně vstupuje do horní atmosféry a analyzuje její složení a fyzikální parametry.
V roce 2016 Mehdi Benna, planetární vědec z NASA Goddard Space Flight Center, pozval kolegy z projektu MAVEN, aby provedli jedinečný experiment. Cílem bylo dálkově přeprogramovat samotnou kosmickou loď a plynový a iontový hmotnostní spektrometr NGIMS na palubě, aby mohla shromažďovat data o atmosférické cirkulaci.
Aby bylo možné posoudit složitost úkolu, stačí říci, že taková měření ještě nebyla provedena ani ve vyšších vrstvách zemské atmosféry. Vědci žertují, že se „rozhodli začít s Marsem“.
Aby bylo možné měřit parametry atmosférické cirkulace, musely se obvykle nehybné části zařízení při vstupu do atmosféry dostatečně rychle houpat dopředu a dozadu, jako stěrače předního skla automobilu.
Výrobce kosmických lodí Lockheed Martin potvrdil, že takové úpravy jsou možné bez poškození satelitu. Přeprogramování bylo úspěšné a dva roky, od roku 2016 do roku 2018, MAVEN pravidelně dva dny v měsíci sbíral data o pohybu atmosférických hmot Marsu ve výšce 120 až 300 kilometrů nad jeho povrchem.
„Toto je příklad‚ chytrého ‘reengineeringu kosmické lodi za letu,“uvedl Benn v tiskové zprávě.
Získané výsledky v zásadě zapadají do stávajících teoretických modelů, ale došlo i na překvapení. Ukázalo se, že na pozadí obecně stabilního a stabilního oběhu v horních vrstvách atmosféry Marsu má vysokou krátkodobou variabilitu.
„To, co jsme pozorovali, je v zásadě stejné jako to, co bylo možné předpovědět z modelů," říká Benna. „Fyzika funguje. Ale v každém bodě se směr větru neustále mění."
Druhým překvapením bylo, že ve výšce stovek kilometrů nad povrchem se vzduchové hmoty stále ohýbají kolem reliéfu a opakují obrysy hor, kaňonů a pánví.
Jak vysvětluje Benna: „Když vzduchová hmota proudí kolem těchto prvků, vytváří efekty zvlnění, které stoupají do vyšších vrstev atmosféry a mohou být detekovány přístroji. Na Zemi vidíme stejné vlny, ale ne v tak vysokých nadmořských výškách.“
Vědci mají dvě vysvětlení, proč tyto takzvané „ortogonální vlny“na Marsu zůstávají tak dlouho beze změny. Na jedné straně je její atmosféra vzácnější než na Zemi, takže se vlny v ní šíří dále. Na Marsu, kde výška hor dosahuje 20 kilometrů, je naopak výškový rozdíl mnohem větší.
Autoři doufají, že další pozorování a analýza výsledků jim umožní nakonec vytvořit klimatický model pro Mars.