Badanie znaczenia pyłu i chmur na Marsie
Mars wciąż skrywa wiele sekretów. Jedno z głównych pytań dotyczących Czerwonej Planety, na które wciąż brakuje odpowiedzi, dotyczy wszechobecnego pyłu, który jest w stanie spowić całą planetę gwałtownymi burzami, a także roli, jaką odgrywa. „Zjawiska związane z pyłem i chmurami można obserwować z kosmosu, a nawet z Ziemi, co pozwala na badanie i stosunkowo dobre poznanie ich klimatologii. Każdego roku obserwujemy występowanie sezonowych zjawisk w określonych regionach”, wyjaśnia Ann Carine Vandaele, kierowniczka Wydziału Promieniowania Słonecznego w Atmosferach Królewskiego Instytutu Aeronomii Kosmicznej w Belgii. „Nadal nie udało nam się jednak poznać i dokładnie zbadać charakteru tego pyłu, nie wiemy także wielu rzeczy na temat oddziaływania chmur i pyłu na resztę atmosfery, wpływu tych czynników na wymianę ciepła, a także na procesy ucieczki, które prowadzą do utraty atmosfery planety”, dodaje Vandaele, koordynatorka projektu ROADMAP. Zespół finansowanego ze środków Unii Europejskiej projektu ROADMAP skupił badaczy łączących doświadczenia laboratoryjne, modelowanie konkretnych zjawisk, analizę danych kosmicznych i modelowanie globalnych obiegów, aby lepiej zrozumieć znaczenie pyłu i chmur dla marsjańskiej atmosfery.
Synergiczne podejście do zagadnienia pyłu
Koncepcja projektu ROADMAP opierała się na wykorzystaniu synergicznego podejścia oraz rozpatrywania problemu z różnych perspektyw. W skład zespołu weszli badacze parający się badaniami doświadczalnymi, którzy znają i rozumieją dane referencyjne oraz wiedzą, jak najlepiej wykorzystać wnioski z doświadczeń, naukowcy zaangażowani w misje kosmiczne, świadomi złożoności urządzeń, a także ekspertów opracowujących modele numeryczne, którzy wiedzą, które dane są najbardziej istotne i jak najlepiej interpretować wyniki. Wyniki doświadczeń laboratoryjnych pomogły zespołowi zbadać kilka zagadnień badawczych. Jednym z nich była odpowiedź na pytanie, czy istnieje możliwość zwiększenia dokładności informacji na temat właściwości pyłu i chmur, a także precyzji rozróżniania pyłu, zamarzniętej wody oraz zamarzniętego dwutlenku węgla. Inne badania dotyczyły poprawy symulacji cząstek pyłu w globalnym modelu obiegu atmosferycznego. Naukowcy poszukiwali również dodatkowych informacji na temat wpływu pyłu na dynamikę atmosfery oraz starali się odpowiedzieć na pytanie, czy będą w stanie dokładniej symulować temperaturę – kluczowy parametr z punktu widzenia pomiarów stężeń gazów śladowych w ramach obserwacji atmosferycznych.
Pogłębianie wiedzy na temat pyłu niesionego przez wiatr
Zespół z powodzeniem odtworzył w laboratorium resuspensję pyłu wywołaną wiatrem w warunkach marsjańskich. Badacze wykazali, że takie zjawisko może wystąpić w wyniku zderzeń piasku niesionego przez wiatr lub zostać wywołane bezpośrednio przez wiatr, jeśli warstwa pyłu jest wystarczająco gruba. „To oznacza, że grubość warstwy pyłu jest ważnym czynnikiem wpływającym na podatność powierzchni na wytwarzanie pyłu przez wiatr”, wyjaśnia Vandaele. W laboratorium badacze zaobserwowali także powstawanie pyłu pod wpływem wiatru w wyniku uderzeń ściernego piasku. „Ta obserwacja potwierdza hipotezę, według której pył na Marsie pochodzi właśnie z tego źródła. Dzięki temu jesteśmy w stanie lepiej zrozumieć jego cały cykl życia”, dodaje Vandaele.
Nowa wiedza na temat Marsa
Badacze mają nadzieję, że projekt ROADMAP udowodni, że pomiary laboratoryjne są warunkiem zapewniającym sukces misji kosmicznych. Pomiary są wykonywane na analogach – najlepszych uzyskanych na Ziemi próbkach opracowanych zgodnie z naszą ograniczoną wiedzą na temat rzeczywistych odpowiedników. Jak zauważa Vandaele, zespołowi udało się wykazać, że choć odzwierciedlają one obserwowane właściwości dynamiczne pyłu, nie stanowią odpowiedzi na problem obserwacji widmowych uzyskanych za pomocą teledetekcji. „Zespołowi projektu ROADMAP udało się tym samym wykazać, że nic nie jest w stanie zastąpić prawdziwych próbek, w tym wypadku próbek pochodzących bezpośrednio z Marsa”, dodaje badaczka.
Słowa kluczowe
ROADMAP, kosmos, Mars, pył, chmury, burza, tajemnica, niesiony przez wiatr