Марс переживает пыльную бурю площадью около 15,8 миллионов квадратных миль, что примерно равно размерам Северной и Южной Америки. Этот шторм не может быть хорошей новостью для марсохода Opportunity НАСА, работающего на солнечной энергии, но один профессор Пенсильванского университета видит в этом шанс узнать больше о марсианской погоде.
Стивен Грейбуш, доцент кафедры метеорологии и атмосферных наук и сотрудник Пенсильванского государственного института кибернаук, изучает численное прогнозирование погоды, а также погоду и климат Марса.
«Мы видим влияние этого шторма на Opportunity, потому что он заставил его закрыться», - сказал Грейбуш. «Возможность находится в самом сердце бури».
Начиная с 13 июня НАСА не могло связаться с Opportunity, и считается, что отсутствие солнечного света заставило его приостановить операции для экономии энергии. Opportunity, первоначально запущенный 7 июля 2003 года в рамках программы НАСА Mars Exploration Rover, был разработан для поиска и описания горных пород и почв, которые содержат ключи к прошлой активности воды на Марсе. Эти исследования могут дать исследователям ключевую информацию о возможности существования жизни на планете.
Помимо заботы о марсоходе, Грейбуш сказал, что наблюдения за этими штормами предоставляют исследователям множество данных о погоде, позволяя им более точно моделировать атмосферные условия, а также приближаться к возможности прогнозировать погоду на Марсе.
Знания о погоде на Марсе также помогут в планировании будущих миссий НАСА, сказал Грейбуш.
«Если мы сможем узнать больше об атмосферных условиях Марса, мы сможем приземляться в более интересных местах, например, с холмами и кратерами, а не с плоской местностью», - сказал Грейбуш.
Грейбуш работает над инструментом под названием Ensemble Mars Atmosphere Reanalysis System (EMARS). Система выполняет измерения, полученные с орбитальных космических аппаратов, такие как температура или пыль, и объединяет информацию с компьютерным моделированием, используя процесс, называемый ассимиляцией данных. EMARS создает последовательность карт ветров, температур, давлений и пыли с часовыми интервалами в течение шести марсианских лет. Год на Марсе равен 687 земным дням.
С помощью этой информации Greybush может следить за эволюцией пыльных бурь и отслеживать, как они перерастают из пыльных бурь локального масштаба в планетарные масштабы.
Наряду с отслеживанием штормов Greybush может использовать EMARS для сравнения текущей пыльной бури с предыдущими бурями. Этот метод дает важные сведения об изменчивости погодных условий на Марсе с течением времени.
Грейбуш надеется, что EMARS поможет другим исследователям в изучении планеты и поможет изучить предсказуемость передвижных погодных систем и пыльных бурь. Говоря о передвижных метеорологических системах, Марс имеет сезоны, системы давления и погодные фронты, как и Земля.
Изучение этих пыльных бурь и погоды на Марсе также может помочь в изучении Земли. Грейбуш сказал, что передвижные погодные системы в средних широтах на Марсе напоминают те, что в средних широтах на Земле.
Хартцель Гиллеспи, аспирант в области метеорологии, работающий с Грейбушем, изучает передвижные погодные системы Марса. Гиллеспи сказал, что существуют гипотезы о том, что ветры погодных систем могут вызывать образование этих пыльных бурь.
«Нынешняя марсианская пыльная буря станет интересным примером для этой гипотезы», - сказал Гиллеспи. «Было бы очень интересно, если бы в будущем мы смогли показать, что эта пыльная буря была вызвана конкретной погодной системой».
Локальные и региональные штормы происходят на Марсе ежегодно, но, по оценкам, глобальные штормы происходят раз в три или четыре марсианских года, что составляет от шести до восьми земных лет.
Глобальные штормы могут возникать из-за сильных ветров, поднимающих пыль с земли - иногда на высоту до 24 миль. По мере того, как пыль поднимается выше в атмосферу, она подхватывается более быстрыми ветрами и может перемещаться по планете. Оседание пыли может занять до нескольких недель.
"Многие штормы начинаются в северном полушарии, а затем утихают, так почему же этот северный шторм прошел за экватор и стал таким сильным?" - спросил Грейбуш. «Последний глобальный шторм был в 2007 году. Каждый шторм уникален, и это дает новый пример для тематических исследований».
Марс - это планета, которая больше всего похожа на Землю, поскольку у нее схожие характеристики и история, но исследователи стремятся понять резкие различия, такие как характер экстремальной погоды.
«Люди спрашивают, почему мы изучаем марсианскую погоду, и простой ответ - научное любопытство», - сказал Грейбуш. «Мы хотим знать, какие штормы и погода на других планетах. Они похожи или отличаются? Эти пыльные бури дают нам данные и понимание этих процессов."