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Mars Express e il caso di una grande ed enigmatica nube vulcanica di Marte

Durante la primavera e l’estate nell’emisfero meridionale di Marte, una grande e spaziosa nuvola appare ogni giorno dal vulcano di Arsia Mons. Perché questa nuvola si sta formando solo in questa posizione sulla superficie di Marte, che tipo di nuvola è e altri misteri di questo fenomeno che hanno afflitto i ricercatori per anni – perché l’osservazione del tempo di Marte di solito avviene solo per caso durante altre indagini.

Ora, un team di ricercatori che utilizza l’orbiter Mars Express dell’Agenzia spaziale europea (ESA), insieme ai dati della NASA e dei veicoli spaziali ISRO passati e attuali, ha raccolto il mistero che circonda questa nuvola.

Arsia Mons, il luogo in cui ha origine la nuvola, si trova appena a sud dell’equatore marziano sul rigonfiamento di Tharses ed è l’unico luogo noto di bassa latitudine (equatoriale) a Marte È l’unico vulcano della sua classe ad avere le nuvole.

In quanto tale, questa nuvola che si forma regolarmente ne ha fatto un obiettivo interessante da studiare. Infatti, March Express dell’Agenzia spaziale europeaOrbiter Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), Atmosfera di Marte ed evoluzione fluttuante (Focaccina) E il Viking 2 Anche le missioni della NASA Mars Orbital Mission (MOM) Dall’India tutti hanno osservato di tanto in tanto parti della nuvola.

Da più di 100 osservazioni fatte in precedenza, è noto che la nuvola si forma abbastanza regolarmente durante i mesi primaverili ed estivi intorno al fiume Arsia Mons. Ma la mancanza di ulteriori studi ha precluso la capacità di comprendere l’entità della routine di formazione delle nuvole, che è fondamentale se il team desidera programmare il tempo utilizzando strumenti di alta precisione.

Sebbene possa sembrare strano non aver utilizzato strumenti per questo in precedenza, c’è una riluttanza a pianificare il monitoraggio meteorologico con strumenti altamente dettagliati non destinati a tale attività a causa dell’imprevedibilità dei modelli meteorologici.

Fondamentalmente, se gli scienziati vogliono utilizzare uno o più strumenti per monitorare il tempo locale su Marte, devono dimostrare che il tempo sarà presente quando lo strumento sulla navicella spaziale volerà in alto.

“Per rimuovere questi ostacoli, abbiamo utilizzato uno degli strumenti segreti di Mars Express: la telecamera di sorveglianza visiva, o VMC”, ha affermato Jorge Hernandez Bernal dell’Università dei Paesi Baschi a Bilbao, in Spagna, autore principale delle nuove scoperte.

L’ampio campo visivo del Mars Express e il VMC a bassa risoluzione avevano originariamente l’unico scopo di confermare visivamente che il lander Beagle 2 dell’ESA si era staccato dall’orbiter prima di scendere sulla superficie di Marte. Dopo di che, è stato chiuso.

Alcuni anni dopo, il VMC è stato nuovamente attivato per raccogliere immagini per il coinvolgimento pubblico con Marte prima Quale – quale Infine, ha riclassificato la fotocamera come strumento scientifico, consentendone l’uso più spesso.

Arsia Mons è una nuvola allungata. Credito: ESA

Il VMC include una risoluzione webcam per PC del 2003. Sebbene non sia impressionante, l’ampio campo visivo è stato fondamentale per comprendere meglio il cloud perché ha consentito agli scienziati di vedere l’intero cloud durante il suo ciclo quotidiano e indagare sul motivo per cui si è verificato.

La fotocamera ha rivelato una consistenza e uno schema notevoli per le composizioni cloud quotidiane.

Da lì, il team ha scavato nei dati d’archivio di MRO, MAVEN, MOM e persino dell’orbiter Viking 2 della NASA dalla metà degli anni ’70. “Siamo rimasti particolarmente entusiasti quando abbiamo approfondito le note di Viking 2 degli anni ’70”, ha detto Jorge. “Abbiamo scoperto che questa splendida e gigantesca nuvola era già stata parzialmente fotografata molto tempo fa.”

Ciò ha consentito la formazione di un’immagine stabile della composizione quotidiana. Con questa tempistica disponibile, il team ha addestrato una telecamera stereo ad alta risoluzione (HRSC) e strumenti di spettroscopia di mappatura minerale ottica e infrarossa (OMEGA) sul Mars Express ad Arsia Mons.

Utilizzando 63 osservazioni da VMC, HRSC e OMEGA, nonché dati archiviati MOM, MRO, MAVEN e Viking 2, il team ha identificato la nuvola come una nuvola urografica o uno dei modelli generati dai venti che spingono verso l’alto da una caratteristica topografica come montagne, vulcani e valli.

Le nuvole primaverili ed estive giornaliere di Arsia Mons iniziano al mattino intorno alle 05:00 ora locale mentre le caratteristiche del vulcano costringono l’aria sul lato occidentale ad altitudini più alte e più fresche mentre inizia a condensarsi mentre continua a salire.

Questo sviluppo iniziale si verifica a un’altitudine di 45 chilometri e verso l’esterno fino a 150 chilometri, a quel punto la sommità della nuvola viene catturata dai venti marziani equatoriali. La vetta si sta rapidamente spostando verso ovest attraverso l’alta atmosfera a velocità prossime ai 600 km / h, formando una coda lunga 1.800 km.

Due ore e mezza dopo l’alba, la nuvola si stacca completamente da Arsia Mons e si sposta verso ovest mentre si dissolve.

Le nuvole orografiche sono abitualmente viste sulla Terra; Tuttavia, non è neanche lontanamente vicino all’espansione o alla complessità come quella osservata su Marte. Comprendere l’origine di questa nuvola ora consente agli scienziati di creare modelli migliori dei modelli meteorologici locali e globali di Marte, nonché una migliore comprensione delle somiglianze tra l’atmosfera marziana e l’atmosfera terrestre.

La nuvola, data la sua natura ordinaria e prevedibile, sarà probabilmente un importante punto di interesse per l’orbiter Al-Amal degli Emirati Arabi Uniti, che ha raggiunto l’orbita di Marte nel febbraio 2021. Questa missione è la prima in assoluto dedicata allo studio del tempo di Marte, e come tale è il primo vero satellite meteorologico su Marte.

Oltre alla migliore comprensione della formazione delle nuvole marziane presentata da questo nuovo studio, l’uso di VMC fornisce un’altra lezione per trovare modi unici e innovativi di utilizzare veicoli spaziali e strumenti che ancora operano sul Pianeta Rosso anche se la loro risoluzione o efficacia non è in dettaglio come l’ultima tecnologia inviata al nostro pianeta vicino.

Dopo aver rivitalizzato VMC, i team di Mars Express lo stanno ora utilizzando per monitorare e analizzare tempeste di polvere marziane, nuvole ad alta latitudine, strutture di polvere e altri cambiamenti nell’atmosfera marziana. Il VMC ha anche monitorato i cambiamenti nelle calotte polari.

(Foto principale: Mars Express. Credito: ESA / Airbus)