Trwają już przygotowania do załogowych misji na Marsa. Badanie prowadzone przez dwóch portugalskich naukowców z Uniwersytetu Lizbońskiego ma ułatwić „łagodniejsze lądowania” na Czerwonej Planecie.
Dwaj portugalscy naukowcy byli głównymi autorami badania opublikowanego w czasopiśmie naukowym Journal of Geophysical Research: Planets, które miało na celu „wyśledzenie” i analizę chmur na Marsie. Osiągnięcie to ma ułatwić przyszłe misje na Czerwoną Planetę.
REKLAMA
REKLAMA
W ramach tej pracy celem było jednoczesne zmierzenie wysokości oraz prędkości propagacji marsjańskich fal atmosferycznych, które mają kluczowe znaczenie dla zrozumienia, jak energia jest transportowana w atmosferze tej planety.
Jak wyjaśnił Euronews naukowiec Francisco Brasil, który razem z Pedro Machado kierował badaniem, obaj z Wydziału Nauk Uniwersytetu w Lizbonie (CIÊNCIAS ULisboa) i Instytutu Astrofizyki i Nauk o Przestrzeni (IA), udało się to osiągnąć przede wszystkim w oparciu o dane z misji Mars Express.
Chodzi o „jedną z najdłuższych misji Europejskiej Agencji Kosmicznej”, od 23 lat na orbicie, przedłużoną ostatnio do 2029 r., a kluczowe elementy tej bezzałogowej inicjatywy zostały wykorzystane w badaniu.
Wyjaśniając znaczenie tej pracy, Francisco Brasil doprecyzował, że „aby wylądować na planecie, tak jak lądujemy na Ziemi, musimy mniej więcej wiedzieć, jak jej atmosfera jest ułożona warstwowo”.
Dzięki charakterystyce fal atmosferycznych na Marsie można poznać „jak wygląda dynamika jego atmosfery na określonych wysokościach”. W tym konkretnym projekcie kluczowymi technikami były pomiar wysokości chmur oraz pomiar wiatrów.
To wszystko było możliwe dzięki kamerze o wysokiej rozdzielczości na pokładzie europejskiej sondy Mars Express, która pozwalała obserwować to samo miejsce pod różnymi kątami.
Jak dodał Francisco Brasil, odkrycie „będzie ważne w przyszłości, gdy ludzkość dotrze na Marsa”, ponieważ pozwoli zrozumieć, „jakie udoskonalenia trzeba wprowadzić” w statkach kosmicznych, które mają dotrzeć „do powierzchni” planety. Chodzi o to, by „kontrolować tarcie i różnice występujące w atmosferze” Marsa, tak aby „lądowanie przebiegło bez problemów”.
Atmosfera znacznie rzadsza niż ziemska
A dlaczego ta analiza może mieć tak duży wpływ na przyszłe misje na Marsa? Atmosfera tej planety, w porównaniu z ziemską, jest bardzo rzadka, czyli zawiera mało cząsteczek. W efekcie siła tarcia na Czerwonej Planecie jest dużo mniejsza. „To tak, jakbyśmy niemal spadali swobodnie” – obrazowo tłumaczy astrofizyk. To bardzo różna sytuacja od tej na Ziemi, gdzie „bardzo trudno jest wynieść rakietę w kosmos”.
A wyzwania na tym polu w ostatnich dekadach były bardzo widoczne. „Bardzo trudno było wysyłać łaziki na powierzchnię Marsa” – podkreślił Francisco Brasil. Faktem jest, że od 1960 r. mniej więcej połowa misji badawczych na Marsa zakończyła się niepowodzeniem – dochodziło zarówno do rozbicia się tych pojazdów na powierzchni planety, jak i do awarii przy starcie lub wejściu na orbitę.
Naukowiec wyjaśnił też, skąd biorą się trudności z lądowaniem, kreśląc perspektywę ewentualnej załogowej wyprawy na powierzchnię Marsa, do której jak dotąd nie doszło: „Ponieważ mieliśmy mało informacji o tym, jak atmosfera jest ułożona warstwowo, łaziki kończyły w praktyce w swobodnym spadku i rozbijały się na powierzchni Marsa. Nie chcemy, by to przydarzyło się ludziom.”
Ta rzeczywistość jednak w ostatnich latach zaczęła się zmieniać. Jak zaznaczył badacz, „wskaźnik udanych lądowań” na Marsie był już wyraźnie wyższy niż w poprzednich okresach.
To wynika także z inwestycji w sprzęt. „W ostatnich latach wszystkie łaziki bardzo rozwinęły się pod względem amortyzowania tej niemal swobodnej fazy spadku na Marsie” – powiedział. Uderzenie przy lądowaniu na powierzchni ograniczają różne mechanizmy, takie jak „bardzo specyficzne spadochrony” czy „systemy amortyzujące” podobne do airbagów.
Chmury na Marsie są rzadkie i „sezonowe”
Tak jak na Ziemi, na Czerwonej Planecie występują „różne pory roku”, ponieważ obie mają „nachyloną oś obrotu” – wskazał ekspert z Instytutu Astrofizyki i Nauk o Przestrzeni.
Ma to wpływ na proces powstawania chmur na Marsie. „Przez większość roku są one bardzo rozproszone”, a ich występowanie jest wyraźnie sezonowe.
Dzieje się tak, ponieważ Mars „ma czapy polarne z lodu dwutlenku węgla i wody”, które wraz ze zbliżaniem się lata na półkuli północnej zaczynają się sublimować, tworząc tak zwany Aphelion Cloud Belt – „obszar na półkuli północnej z dużą liczbą chmur”. Dlatego „tylko wtedy”, w tej fazie roku marsjańskiego, „udaje nam się obserwować więcej chmur”, które następnie „ewoluują w czasie”, odpowiadając „na różne dynamiki atmosfery”.
Również z tego powodu chmury na Marsie można zaobserwować „tylko w niewielu miejscach planety”. Dlatego, gdy „większość ludzi ogląda zdjęcie Marsa, widzi jego powierzchnię, a niemal nigdy nie widzi chmur”.
Dane z nowego badania prowadzonego przez Francisco Brasila i Pedro Machado mogą hipotetycznie wpłynąć na wybór momentu misji na powierzchnię Marsa z orbity planety. Znając z góry, w jakiej porze roku znajduje się Mars, można zdecydować, by misję przeprowadzić „na przykład wtedy, gdy w atmosferze jest mniej turbulencji, tak aby lądowanie było łagodniejsze”.
Mars jest naturalnym laboratorium dla części zjawisk zachodzących na Ziemi
Zapytany o znaczenie badań atmosfery marsjańskiej dla społeczności naukowej XXI wieku, Francisco Brasil zwrócił uwagę, że „bardzo ciekawą cechą Marsa” jest to, iż planeta ta „staje się naturalnym laboratorium niektórych zjawisk, które obserwujemy na Ziemi”, choć w skali „skrajnie wyolbrzymionej”.
Przytoczył przykład, podkreślając, że przyczyny tych zjawisk nadal nie są jasne: „Mamy zjawisko znane jako globalne burze na Marsie, które całkowicie zasłaniają planetę, a wciąż nie do końca wiemy, jaki mechanizm uruchamia te burze”.
Astrofizyk wyjaśnił też, że „zwykle występują one wiosną i latem na półkuli południowej”, gdy Mars znajduje się bliżej Słońca, a ogrzewanie atmosfery jest największe, co generuje silną turbulencję. Środowisko akademickie bada obecnie, jakie są przyczyny tych globalnych burz na Marsie, często powstających z połączenia mniejszych zjawisk, przeważnie o charakterze lokalnym lub regionalnym.