Hoy dia, un artículo publicado en Ciencias documenta por primera vez los patrones de circulación global del viento en la atmósfera superior de un planeta, 120 a 300 kilómetros sobre la superficie. Los hallazgos se basan en observaciones locales, en lugar de mediciones indirectas, a diferencia de muchas mediciones anteriores tomadas en la atmósfera superior de la Tierra. Pero no sucedió en la Tierra:sucedió en Marte. Además de eso, todos los datos provienen de un instrumento y una nave espacial que no fueron diseñados originalmente para recolectar mediciones del viento.

En 2016, Mehdi Benna y sus colegas propusieron al equipo del proyecto Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN (MAVEN) que reprogramen de forma remota la nave espacial MAVEN y su instrumento de espectrómetro de masas de gas natural e iones (NGIMS) para realizar un experimento único. Querían ver si las partes del instrumento que normalmente estaban estacionarias podían "moverse hacia adelante y hacia atrás como un limpiaparabrisas lo suficientemente rápido, "para permitir que la herramienta recopile un nuevo tipo de datos.

Inicialmente, El equipo del proyecto MAVEN se mostró reacio a implementar las modificaciones solicitadas por Benna y sus colegas. Después de todo, MAVEN y NGIMS habían estado orbitando Marte desde 2013, y estaban trabajando bastante bien recopilando información sobre la composición de la atmósfera de Marte. ¿Por qué poner todo eso en riesgo? Benna y sus colegas argumentaron que este proyecto recopilaría nuevos tipos de datos que podrían dar forma a nuestra comprensión de la atmósfera superior en Marte. informar estudios similares en la Tierra, y ayúdanos a comprender mejor el clima planetario.

Benna, un científico planetario que opera desde el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA con el Centro de Tecnología de Ciencias Espaciales de la UMBC (CSST), Se le ocurrió la idea del limpiaparabrisas mientras realizaba una lluvia de ideas sobre cómo crear un instrumento que pudiera recopilar información sobre los patrones de circulación global en la atmósfera superior de la Tierra. Se le ocurrió que, juntos, MAVEN y NGIMS podían hacer lo mismo en Marte, y ya estaban en el espacio.

Con algo de persistencia y muchos análisis preliminares, Benna y sus colegas convencieron al liderazgo de la misión MAVEN para que probaran su idea, después de Lockheed Martin, el fabricante de la nave espacial, determinó que las modificaciones podrían ser posibles sin dañar el satélite. "Es una ingeniosa reingeniería en vuelo de cómo operar la nave espacial y el instrumento, "Dice Benna." Y al hacer ambas cosas, la nave espacial haciendo algo para lo que no fue diseñada y el instrumento haciendo algo para lo que no fue diseñado, hicimos posibles las mediciones del viento ".

Efecto dominó

El nuevo documento se completó en colaboración con Yuni Lee, también de CSST de UMBC, y colegas de la Universidad de Michigan, Universidad George Mason, y NASA. Se basa en datos recopilados dos días al mes durante dos años desde 2016 hasta 2018. Se esperaban algunos resultados, y otros fueron grandes sorpresas. "Lo refrescante es que los patrones que observamos en la atmósfera superior coinciden globalmente con lo que se podría predecir a partir de modelos, "dice Benna." La física funciona ".

En general, los patrones de circulación promedio de una temporada a otra fueron muy estables en Marte. Esto es como decir que en la costa este de los Estados Unidos, durante todo el año, Los sistemas meteorológicos generalmente fluyen de Occidente a Oriente de una manera predecible.

Una sorpresa vino cuando el equipo analizó la variabilidad a corto plazo de los vientos en la atmósfera superior, que fue mayor de lo previsto. "En Marte, la circulación promedio es constante, pero si tomas una instantánea en un momento dado, los vientos son muy variables, "Dice Benna. Se necesita más trabajo para determinar por qué existen estos patrones contrastantes.

Una segunda sorpresa fue que el viento a cientos de kilómetros sobre la superficie del planeta aún contenía información sobre accidentes geográficos a continuación. como montañas, cañones, y lavabos. A medida que la masa de aire fluye sobre esas características, "crea ondas (efectos de ondas) que fluyen hacia la atmósfera superior" y pueden ser detectadas por MAVEN y NGIMS, Benna explica. "En la tierra, vemos el mismo tipo de olas, pero no a alturas tan elevadas. Esa fue la gran sorpresa que estos pueden llegar hasta los 280 kilómetros de altura ".

Benna y sus colegas tienen dos hipótesis de por qué las olas, llamadas "ondas ortográficas, "duran tanto tiempo sin cambios. Por un lado, la atmósfera de Marte es mucho más delgada que la de la Tierra, para que las olas puedan viajar más lejos sin obstáculos, como ondas que viajan más lejos en el agua que en la melaza. También, la diferencia promedio entre picos y valles geográficos es mucho mayor en Marte que en la Tierra. No es raro que las montañas tengan 20 kilómetros de altura en Marte, mientras que el monte Everest no alcanza los nueve kilómetros de altura, y la mayoría de las montañas terrestres son mucho más cortas.

"La topografía de Marte está impulsando esto de una manera más pronunciada que en la Tierra, "Dice Benna.

Adelante

Continuar analizando los datos de este estudio puede ayudar a los científicos a descubrir si los mismos procesos básicos están en acción en la atmósfera superior de la Tierra. Irónicamente, "Tuvimos que tomar estas medidas en Marte para finalmente comprender el mismo fenómeno en la Tierra, ", Dice Benna." En última instancia, los resultados nos ayudarán a comprender el clima de Marte. ¿Cuál es su estado y cómo está evolucionando? "

Pero el equipo no está satisfecho con el conjunto de datos actual. "Queremos seguir midiendo. Tenemos dos años de datos, pero no nos detendremos ahí, "Dice Benna. Incluso con el conjunto de datos que ya tienen, "Tenemos muchos años de modelado y análisis por delante". Es un tesoro de información que se puede examinar de formas que aún no se han imaginado, para aprender aún más sobre cómo funcionan los planetas.