เครดิตรูปภาพ: ESA
การใช้เครือข่ายกล้องโทรทรรศน์วิทยุทั่วโลกทำให้นักวิทยาศาสตร์ตรวจวัดความเร็วของลมที่ Huygens เผชิญระหว่างการสืบเชื้อสายผ่านบรรยากาศของไททัน
การวัดนี้ไม่สามารถทำได้จากอวกาศเนื่องจากปัญหาการกำหนดค่ากับหนึ่งในเครื่องรับของ Cassini ลมจะอ่อนลงใกล้ผิวน้ำและเพิ่มขึ้นอย่างช้าๆโดยมีระดับความสูงสูงสุดประมาณ 60 กม. ซึ่งสูงกว่ามากขึ้นซึ่งอาจมีแรงเฉือนตามแนวตั้งที่สำคัญ
การประมาณการณ์เบื้องต้นของการแปรผันของลมที่มีระดับความสูงบนไททันได้มาจากการวัดความถี่ของสัญญาณวิทยุจาก Huygens ซึ่งบันทึกในระหว่างการสืบเชื้อสายของโพรบเมื่อวันที่ 14 มกราคม พ.ศ. 2548 Doppler เหล่านี้ การวัดที่ได้จากเครือข่ายกล้องโทรทรรศน์วิทยุทั่วโลกสะท้อนถึงความเร็วสัมพัทธ์ระหว่างเครื่องส่งสัญญาณของ Huygens และเครื่องรับบนโลก
ลมในชั้นบรรยากาศส่งผลต่อความเร็วในแนวนอนของการสืบเชื้อสายและทำการเปลี่ยนแปลงความถี่ของสัญญาณที่ได้รับบนโลก ปรากฏการณ์นี้คล้ายกับการเปลี่ยนแปลงที่ได้ยินทั่วไปในระดับเสียงไซเรนบนรถตำรวจที่เร่งความเร็ว
รายการชั้นนำของเสาอากาศวิทยุขนาดใหญ่ที่เกี่ยวข้องในรายการคือกล้องโทรทรรศน์โรเบิร์ตซีเบิร์ดสีเขียว (GBT) ในเวสต์เวอร์จิเนียสหรัฐอเมริกาและ CSIRO Parkes เรดิโอในออสเตรเลีย เครื่องมือพิเศษที่ออกแบบมาสำหรับการตรวจจับสัญญาณที่อ่อนแอถูกนำมาใช้เพื่อวัดผู้ให้บริการ ความถี่ของสัญญาณวิทยุ Huygens ในช่วงโอกาสพิเศษนี้
การตรวจจับเบื้องต้นทำด้วย "เครื่องรับวิทยุวิทยาศาสตร์" จากการกู้ยืมจากเครือข่ายห้วงอวกาศขององค์การนาซ่าแสดงหลักฐานที่ชัดเจนว่า Huygens รอดชีวิตจากการเข้ามาและเริ่มส่งสัญญาณวิทยุไปยัง Cassini
การตรวจจับสัญญาณที่ประสบความสำเร็จอย่างมากบนโลกทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่น่าประหลาดใจสำหรับการทดลองลมของแคสสินี - ฮอยเกนส์ดอปเลอร์ (DWE) ซึ่งข้อมูลไม่สามารถบันทึกลงบนยานอวกาศของแคสสินีได้
ทีมของเราได้ดำเนินการขั้นตอนแรกอย่างมีนัยสำคัญในการกู้คืนข้อมูลที่จำเป็นในการบรรลุเป้าหมายทางวิทยาศาสตร์ดั้งเดิมของเราโปรไฟล์ที่ถูกต้องของลมของไททันตลอดเส้นทางการเคลื่อนที่ของ Huygens ดร. ไมเคิลเบิร์ดนักวิจัยหลักของ DWE กล่าว (มหาวิทยาลัยบอนน์ประเทศเยอรมนี) กล่าว
การตรวจวัดดอปเลอร์แบบภาคพื้นดินได้ดำเนินการและประมวลผลร่วมกันโดยนักวิทยาศาสตร์จาก NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL, USA) และสถาบันร่วมสำหรับ VLBI ในยุโรป (JIVE, เนเธอร์แลนด์) ที่ทำงานภายในทีม DWE
พบว่าลมบนไททันไหลไปตามทิศทางการหมุนของไททัน (จากตะวันตกไปตะวันออก) เกือบทุกระดับ ความเร็วสูงสุดประมาณ 120 เมตรต่อวินาที (430 กม. / ชม.) วัดได้ประมาณสิบนาทีหลังจากการเริ่มต้นการสืบเชื้อสายที่ระดับความสูงประมาณ 120 กม. ลมจะอ่อนลงใกล้ผิวน้ำและเพิ่มอย่างช้าๆโดยมีความสูงถึงประมาณ 60 กม.
รูปแบบนี้ไม่ได้ดำเนินการต่อที่ระดับความสูงเกิน 60 กม. ซึ่งมีการตรวจสอบการวัด Doppler ขนาดใหญ่ นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้อาจเกิดขึ้นจากแรงลมในแนวตั้งที่สำคัญ ที่ Huygens มีการขี่หยาบในภูมิภาคนี้เป็นที่รู้จักกันแล้วจากข้อมูลวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมที่บันทึกไว้บน Huygens
เหตุการณ์สำคัญของภารกิจเช่นการแลกเปลี่ยนร่มชูชีพประมาณ 15 นาทีสู่การบินในชั้นบรรยากาศและส่งผลกระทบต่อไททันที่ 13:45 CET ผลิตลายเซ็นดอปเลอร์ซึ่งเราสามารถระบุได้อย่างชัดเจนในข้อมูล เบิร์ดกล่าว
ในปัจจุบันมีช่วงเวลาประมาณ 20 นาทีโดยไม่มีข้อมูลระหว่างการวัดที่ GBT และ Parkes ช่องว่างในการครอบคลุม Doppler นี้ในที่สุดจะถูกปิดโดยข้อมูลจากกล้องโทรทรรศน์วิทยุอื่น ๆ ที่กำลังมีการวิเคราะห์ในปัจจุบัน นอกจากนี้กล้องโทรทรรศน์วิทยุทั่วโลกทั้งชุดยังทำการบันทึก Very Long Baseline Interferometry (VLBI) ของสัญญาณ Huygens เพื่อกำหนดตำแหน่งที่แม่นยำของโพรบในระหว่างการสืบเชื้อสาย
นี่เป็นตัวอย่างที่น่าทึ่งของประสิทธิผลของความร่วมมือทางวิทยาศาสตร์ระดับโลกอย่างแท้จริง? Jean-Pierre Lebreton นักวิทยาศาสตร์โครงการ ESA Huygens กล่าว โดยการรวมข้อมูล Doppler และ VLBI เราจะได้รับการบันทึกการเคลื่อนที่ของ Huygens ที่แม่นยำในระหว่างการปฏิบัติภารกิจที่ Titan ในที่สุด เขาสรุป
แหล่งที่มาดั้งเดิม: ข่าว ESA
