การทำความเข้าใจกับสภาพภูมิอากาศของดาวอังคารในปัจจุบันทำให้เรามีความเข้าใจอย่างถ่องแท้เกี่ยวกับสภาพอากาศในอดีตซึ่งจะให้บริบททางวิทยาศาสตร์สำหรับการตอบคำถามเกี่ยวกับความเป็นไปได้ของสิ่งมีชีวิตบนดาวอังคารโบราณ
ความเข้าใจของเราเกี่ยวกับภูมิอากาศของดาวอังคารในวันนี้ได้รับการบรรจุอย่างประณีตเป็นแบบจำลองสภาพภูมิอากาศซึ่งจะให้การตรวจสอบความสอดคล้องที่ทรงพลังและแหล่งที่มาของแรงบันดาลใจสำหรับแบบจำลองภูมิอากาศซึ่งอธิบายภาวะโลกร้อนของมนุษย์บนโลก
แต่วันนี้เราจะรู้ได้อย่างไรว่าสภาพภูมิอากาศบนดาวอังคารเป็นอย่างไร แคมเปญสังเกตการณ์แบบใหม่ที่มีการประสานงานเพื่อวัดโอโซนในชั้นบรรยากาศดาวอังคารทำให้เราผู้สนใจหน้าต่างของเราเห็นถึงความอุตสาหะที่น่าตื่นเต้น
[/ คำอธิบาย]
บรรยากาศของดาวอังคารมีบทบาทสำคัญในการกำหนดประวัติและพื้นผิวของดาวเคราะห์ การสังเกตส่วนประกอบสำคัญในบรรยากาศมีความสำคัญต่อการพัฒนาแบบจำลองที่แม่นยำของสภาพภูมิอากาศบนดาวอังคาร สิ่งเหล่านี้จำเป็นต้องมีความเข้าใจที่ดีขึ้นหากสภาพภูมิอากาศในอดีตอาจรองรับน้ำของเหลวและเพื่อปรับปรุงการออกแบบสินทรัพย์บนพื้นผิวในอนาคตที่ดาวอังคาร
โอโซนเป็นตัวติดตามสำคัญของกระบวนการทางเคมีในบรรยากาศของดาวอังคาร ความอุดมสมบูรณ์ของมันซึ่งสามารถได้มาจากคุณสมบัติการดูดกลืนสเปกโทรสโกปีของโมเลกุลในบรรยากาศของสเปกตรัมนั้นเชื่อมโยงกับองค์ประกอบอื่น ๆ อย่างประณีตและเป็นตัวบ่งชี้ที่สำคัญของเคมีในบรรยากาศ เพื่อทดสอบการทำนายโดยแบบจำลองปัจจุบันของกระบวนการโฟโตเคมีและรูปแบบการไหลเวียนของบรรยากาศโดยทั่วไปจำเป็นต้องมีการสังเกตการแปรผันของโอโซนและอวกาศ
สเปกโทรสโกปีสำหรับการตรวจสอบลักษณะของบรรยากาศของดาวอังคาร (SPICAM) บน Mars Express ได้ทำการตรวจวัดปริมาณโอโซนในชั้นบรรยากาศดาวอังคารตั้งแต่ปี 2546 ค่อยๆสร้างภาพระดับโลกในขณะที่ยานอวกาศโคจรรอบโลก
การวัดเหล่านี้สามารถเติมเต็มได้โดยการสำรวจภาคพื้นดินในช่วงเวลาที่แตกต่างกันและทำการตรวจสอบพื้นที่ต่าง ๆ บนดาวอังคารดังนั้นจึงเป็นการขยายขอบเขตการครอบคลุมและการวัด SPICAM เชิงพื้นที่และเวลาชั่วคราว หากต้องการเชื่อมโยงการสังเกตเชิงพื้นกับเชิงปริมาณกับ Mars Express การตั้งค่าแคมเปญที่มีการประสานงานจะได้รับการตั้งค่าเพื่อให้ได้การวัดพร้อมกัน
สเปกโทรสโกปีอินฟราเรดแบบเฮเทอโรไดน์เช่นที่จัดทำโดยเครื่องมือเฮเทอโรไดน์สำหรับลมดาวเคราะห์และองค์ประกอบ (HIPWAC) ให้การเข้าถึงโดยตรงไปยังโอโซนบนดาวอังคารด้วยกล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดิน อำนาจการแก้ปัญหาสเปกตรัมที่สูงมาก (มากกว่า 1 ล้าน) ช่วยให้คุณสมบัติสเปกตรัมของดาวอังคารได้รับการแก้ไขเมื่อพวกมันถูกดอปเลอร์ขยับออกห่างจากเส้นกำเนิดโอโซนของโลก
การประสานงานการตรวจวัดปริมาณโอโซนในบรรยากาศของดาวอังคารโดยใช้ SPICAM และ HIPWAC ได้ดำเนินการมาตั้งแต่ปี 2549 องค์ประกอบล่าสุดของการรณรงค์ครั้งนี้คือการสังเกตการณ์บนพื้นดินโดยใช้ HIPWAC บนกล้องโทรทรรศน์อินฟราเรดของ NASA (IRTF) เมานาเคอาในฮาวายฉัน สิ่งเหล่านี้ได้รับระหว่างวันที่ 8 ถึง 11 ธันวาคม 2552 โดยทีมนักดาราศาสตร์นำโดย Kelly Fast จากห้องปฏิบัติการระบบดาวเคราะห์ที่ศูนย์การบินอวกาศก็อดดาร์ด (GSFC) ในสหรัฐอเมริกาของนาซ่า
เกี่ยวกับภาพ:
สเปกตรัม HIPWAC ในบรรยากาศของดาวอังคารเหนือตำแหน่งละติจูดละติจูด 40 ° N; ได้รับเมื่อวันที่ 11 ธันวาคม 2552 ในระหว่างการสังเกตการณ์ด้วยกล้องโทรทรรศน์ IRTF 3 ม. ที่ Hawai'i สเปกตรัมที่ยังไม่ผ่านการประมวลผลนี้จะแสดงคุณสมบัติของโอโซนและคาร์บอนไดออกไซด์จากดาวอังคารเช่นเดียวกับโอโซนในชั้นบรรยากาศของโลกผ่านการสังเกตการณ์ เทคนิคการประมวลผลจะทำแบบจำลองและกำจัดการมีส่วนร่วมของภาคพื้นดินจากสเปกตรัมและกำหนดปริมาณของโอโซนที่ตำแหน่งเหนือบนดาวอังคาร
การสำรวจได้มีการประสานงานล่วงหน้ากับทีมปฏิบัติการวิทยาศาสตร์ Mars Express เพื่อให้แน่ใจว่าทับซ้อนกับการตรวจวัดโอโซนที่เกิดขึ้นในช่วงเวลาเดียวกันกับ SPICAM
เป้าหมายหลักของการรณรงค์ในเดือนธันวาคม 2552 คือเพื่อยืนยันว่าการสำรวจด้วย SPICAM (ซึ่งวัดคุณลักษณะสเปกตรัมการดูดซับโอโซนในวงกว้างที่ประมาณ 250 นาโนเมตร) และ HIPWAC (ซึ่งตรวจจับและวัดคุณลักษณะการดูดซับของโอโซนที่ 9.7 μm) เรียกคืนโอโซนทั้งหมด ความอุดมสมบูรณ์แม้จะมีการดำเนินการที่สองส่วนที่แตกต่างกันของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าและมีความไวต่อโปรไฟล์โอโซนที่แตกต่างกัน แคมเปญที่คล้ายกันในปี 2008 ได้ตรวจสอบความสอดคล้องของผลการตรวจวัดโอโซนที่ได้จาก SPICAM และเครื่องมือ HIPWAC เป็นส่วนใหญ่
สภาพอากาศและการมองเห็นเป็นสิ่งที่ดีมากที่ไซต์ IRTF ในช่วงเดือนธันวาคม 2552 ซึ่งได้รับสเปกตรัมคุณภาพดีด้วยเครื่องมือ HIPWAC
Kelly และเพื่อนร่วมงานของเธอรวบรวมการวัดโอโซนสำหรับสถานที่หลายแห่งบนดาวอังคารทั้งในซีกโลกเหนือและซีกโลกใต้ ในระหว่างการรณรงค์สี่วันนี้การสำรวจ SPICAM ถูก จำกัด ไว้ที่ซีกโลกเหนือ การวัด HIPWAC หลายรายการพร้อมกันกับการสังเกตโดย SPICAM ทำให้สามารถเปรียบเทียบได้โดยตรง การตรวจวัดอื่น ๆ ของ HIPWAC นั้นได้ดำเนินการในเวลาใกล้เคียงกับการผ่านวงโคจร SPICAM ที่เกิดขึ้นนอกการสำรวจด้วยกล้องโทรทรรศน์บนพื้นดินและจะใช้สำหรับการเปรียบเทียบ
ทีมยังได้ทำการตรวจวัดปริมาณโอโซนในพื้นที่สำคัญของ Syrtis ซึ่งจะช่วย จำกัด รูปแบบทางเคมีของแสงในภูมิภาคนี้
การวิเคราะห์ข้อมูลจากแคมเปญล่าสุดนี้กำลังดำเนินการอย่างต่อเนื่องพร้อมกับการติดตามผลการสำรวจ HIPWAC และ SPICAM อีกครั้งซึ่งกำหนดไว้สำหรับเดือนมีนาคมปีนี้
การใช้งานร่วมกันได้ของข้อมูลจากเครื่องมือทั้งสองนี้บนฐานที่มั่นคงจะสนับสนุนการรวมการตรวจวัดด้วยอินฟราเรดภาคพื้นดินเข้ากับการวัดรังสีอัลตราไวโอเลต SPICAM ในการทดสอบแบบจำลองทางเคมีของบรรยากาศดาวอังคาร การครอบคลุมเพิ่มเติมที่ได้รับจากการรวมชุดข้อมูลเหล่านี้ช่วยในการทดสอบการทำนายอย่างแม่นยำมากขึ้นโดยแบบจำลองบรรยากาศ
นอกจากนี้ยังจะทำการเชื่อมโยงการสังเกต SPICAM เชิงปริมาณกับการวัดระยะยาวที่ทำด้วยเครื่องมือ HIPWAC และ IRHS รุ่นก่อน (Infrared Heterodyne Spectrometer) ที่ย้อนกลับไปในปี 1988 ซึ่งจะสนับสนุนการศึกษาพฤติกรรมระยะยาวของโอโซนและเคมีที่เกี่ยวข้อง ในชั้นบรรยากาศของดาวอังคารในระยะเวลาหนึ่งนานกว่าภารกิจปัจจุบันสู่ดาวอังคาร
แหล่งที่มา: ESA บทความที่ตีพิมพ์ในฉบับอิคารัส 15 กันยายน 2552
