W dniu wczorajszym łazik Curiosity świętował zakończenie drugiego marsjańskiego roku od momentu lądowania we wnętrzu Krateru Gale prawie cztery ziemskie lata temu. Oznacza to, że łazik miał okazję dwukrotnie zarejestrować pełen cykl pór roku na Marsie.
Powtarzalność pozwala odróżnić zmiany spowodowane porami roku od zmian sporadycznych. Przykładowo duży wzrost ilości metanu w lokalnej atmosferze podczas pierwszej jesieni w kraterze Gale na półkuli południowej nie pojawił się kolejnej jesieni. Było to epizodyczne zdarzenie, które z resztą do dzisiaj pozostaje niewyjaśnione. Niemniej jednak pomiary wykonane za pomocą łazika wskazują, że dużo delikatniejsze zmiany stężenia metanu – dużo niższe od tego wzrostu – mogą być związane z porami roku. Pomiary temperatury, ciśnienia, natężenia promieniowania ultrafioletowego docierającego do powierzchni oraz pary wodnej w powietrzu w Kraterze Gale charakteryzują się wyraźnymi, powtarzalnymi zmianami sezonowymi.
Monitorowanie aktualnej atmosfery, warunków pogodowych oraz klimatu pozwala na wypełnianie jednego z celów misji łazika Curiosity jakim jest uzupełnienie znanych warunków na powierzchni Marsa panujących miliardy lat temu o bieżące dane. Miliardy lat temu w kraterze Gale znajdowały się jeziora, a także woda gruntowa, która potencjalnie mogła sprzyjać powstawaniu mikrobów, jeżeli jakiekolwiek kiedyś istniały na Marsie. Aktualnie, choć warunki na Marsie są dużo mniej przyjazne, czynniki środowiskowe są wciąż dynamiczne.
Zainstalowany na pokładzie łazika instrumenr REMS (Rover Environmental Monitoring Station dostaczony przez Centro de Astrobiologia (Hiszpania) wykonał pomiary temperatury powietrza sięgające od +15.9 stopni Celsjusza w środku letniego dnia do -100 stopni Celsjusza w środku zimowej nocy.
„Stacja pogodowa na pokładzie łazika Curiosity wykonuje pomiary warunków pogodowych co godzinę, każdego dnia od dnia lądowania,” mówi naukowiec projektu Curiosity Ashwin Vasavada z NASA Jet Propulsion Laboratory w Pasadenie. „Długotrwałość pomiarów jest bardzo ważna, ponieważ drugi pełen rok marsjański pomiarów pozwala nam zauważyć powtarzalne, sezonowe zmiany.”
Każdy rok marsjański – czyli okres, w którym Czerwona Planeta okrąża Słońce po orbicie – trwa 687 ziemskich dni. Curiosity wylądował na Marsie 5 sierpnia 2012 roku. Wczoraj, 11 maja 2016 roku, 1337. marsjańskiego dnia misji (dni na Marsie noszą nazwę „sol”) rozpoczął się trzeci marsjański rok pobytu łazika na powierzchni Czerwonej Planety. Każdy sol trwa około 39,6 minut dłużej niż dzień na Ziemi – stąd marsjański rok trwa 668,6 soli.
Podobne nachylenie osi rotacji Marsa do tego na Ziemi sprawia, że obie planety doświadczają rocznego cyklu pór roku. Jednak pod niektórymi względami oba te globy różnią się diametralnie – np. porównanie temperatur panujących za dnia i w nocy. Nawet w okresach roku gdy temperatury w Kraterze Gale wzrastają ponad 0 stopni Celsjusza w ciągu dnia, spadają do -90 stopni w ciągu nocy – spowodowane to jest bardzo rzadką atmosferą na Marsie. Co więcej, dużo bardziej eliptyczna orbita Marsa sprawia, że pory roku na półkuli południowej są dużo bardziej ekstremalne.
„Mars jest dużo bardziej suchym miejscem niż nasza planeta, a w szczególności Krater Gale znajdujący się w pobliżu równika, to naprawdę suche miejsce,” mówi German Martinez, jeden z członków zespołu naukowego Curiosity z University of Michigan w Ann Arbor. „Zawartość pary wodnej w atmosferze jest od tysiąca do dziesięciu tysięcy razy mniejsza niż na Ziemi.”
Stosunkowa wilgotność jest funkcją zarówno temperatury jak i zawartości pary wodnej. W trakcie zimowych nocy łazik Curiosity rejestrował stosunkową wilgotność na poziomie 70%, wystarczająco wysoką, aby naukowcy zaczęli sprawdzać czy na powierzchni nie powstaje szron. Inne łaziki marsjańskie wykrywały obecność szronu, łazikowi Curiosity się to nie udało.
Pomiary ciśnienia atmosferycznego wykonane przez łazik Curiosity potwierdzają silny sezonowy trend wcześniej obserwowany w ramach innych misji. „Istnieją spore zmiany związane z wychwytem i uwalnianiem dwutlenku węgla przez sezonowe czapy polarne,” tłumaczy Martinez. Marsjańska atmosfera w dużej mierze składa się z dwutlenku węgla. Podczas zimy na każdym z biegunów miliony ton tego gazu przechodzi w stały stan skupienia i uwalniane są dopiero wiosną, przez co sprawiają, że ciśnienie atmosferyczne rośnie aż o 25 procent.
Inne charakterystyczne zmiany sezonowe zarejestrowane przez łazik Curiosity w ciągu dwóch lat na Marsie to zmiany lokalnej atmosfery, która zimą jest czysta, dużo bardziej zapylona latem i wiosną i wietrzna jesienią. Widoczność w Kraterze Gale latem wynosi 30 kilometrów, a zimą aż 130 kilometrów.
Do śledzenia zmian stężenia metanu w atmosferze nad Kraterem Gale naukowcy wykorzystują spektrometr laserowy z zestawu instrumentów SAM (Sample Analysis at Mars). Pomiary te wykonywane są rzadziej niż pomiary za pomocą REMS, ale wystarczająco często, aby można było dostrzec zmiany sezonowe. Przez większą część dwóch lat spędzonych na Marsie, łazik Curiosity rejestrował stężenie metanu na poziomach między 0,3 do 0,8 części na miliard. Przez kilka tygodni pierwszej jesieni poziom wzrósł osiągając 7 części na miliard. Naukowcy dokładnie sprawdzili czy drugiej jesieni także taki wzrost wystąpił, jednak nie udało się dostrzec podobnego zdarzenia.
Źródło: NASA