Cisza na antenie – poszukiwania Opportunity po marsjańskiej burzy pyłowej

image copyrigt Stuart Atkinson, stuartatkinson.wordpress.com

W listopadzie minęła burza pyłowa, która od maja br. swoim zasięgiem objęła nieomal całą powierzchnię Marsa. Wracamy dzisiaj z porcją aktualności.

Pomimo przejrzystego nieba nad robotem, pilotom misji nie udało się nawiązać kontaktu z łazikiem. Zespół nie porzuca nadziei i kontynuuje nasłuchiwanie komunikatów z krateru Endeavour, skąd  170 dni temu (10. czerwca) Opportunity raportowała ostatni raz. Dla robota był to 5111 sol (marsjański dzień) na powierzchni Marsa. W trakcie swojej marsjańskiej wędrówki Opportunity pokonała 45.16 km. To dotychczasowy rekord dystansu pokonanego na powierzchni innej planety

Burza pyłowa zawsze była wyzwaniem dla niewielkiego robota, który za każdym razem (mniej więcej co 4 lata) przełączał się w tryb uśpienia w oczekiwaniu na poprawę warunków. Ostatnia burza pyłowa była najsilniejszą, jakiej doświadczył. Niewykluczone, że w tej chwili Opportunity pokrywa warstwa piasku… Łazik polega na energii słonecznej, która zasila jego ogniwa. Jedynym sposobem na odzyskanie dostępu do „życiodajnego” światła jest wiart, który musi odkurzyć zasilające łazika solary.

Naukowcy pilotujący misję przypuszczają, że z powodu krytycznie niskiego zasilania przestał działać zegar synchronizujący skomplikowany system komunikacji z Ziemią. Jeżeli Opportunity obudziła się ze swojego „snu zimowego” to na własną rękę próbuje teraz nawiązać łączność. To nie jest proste zadanie – łazik nie wie, kiedy jej anteny UHF znajdują się w zasięgu satelitów ani kiedy anteną wysokiego zysku może nadać lub odebrać zakodowane piski i trzaski z Ziemi. Zespół JPL pilotujący misją przeszukuje dzień i noc szeroki zakres fal radiowych rejestrowanych za pomocą systemu Deep Space Network.

To przykra wiadomość, która obiła się echem w Internecie. Na fanowskich stronach poświęconych misji MER można przeczytać z jakim zawodem oznaki najgorszego przyjęli wieloletni przyjaciele łazika. Na szczęście NASA nie skasowała misji i wciąż jest nadzieja na odzyskanie robota i newsy z Meridiani Planum.

Na blogu poświęconym misji MER Road to Endeavour możecie obejrzeć ostatnie zdjęcia okolicy i samej Opportunity z orbity. Kliknijcie w link, to bardzo fajne pozaziemskie pocztówki. Kompletne archiwum newsów MER po angielsku znajdziecie na oficjalnej stronie NASA.

pozdrawiam, clrk

Globalna burza pyłowa – czerwiec 2018

curiosity_selfie_jun18_dust

Ostatnie selfie łazika MSL Curiosity zrobione 15. czerwca w trakcie nasilającej się burzy

22. maja br. to dzień przesilenia wiosennego na południowej półkuli Marsa (Ls=180 st). Planeta zbliża się do punktu na orbicie, który znajduje się najbliżej Słońca (peryhelionu Ls=250 st). Różnica odległości od Słońca w peryhelionie i afelionie wynosi 50 mln km, nieomal 1/5 odległości w chwili największego oddalenia. Takie położenie na orbicie wpływa na wzrost ilości energii słonecznej, docierającej do planety.

*W miarę zbliżania się do Ls=250 st planeta porusza się coraz szybciej. Taki charakter orbity determinuje klimat planety – na południu lato jest krótkie ale ciepłe, zima długa i mroźna natomiast na północnej półkuli klimat jest bardziej umiarkowany przez cały rok. Nieco szerzej na ten temat tutaj – przyp. clrk

Teoretycznie południowa wiosna oznacza początek sezonu burz pyłowych i tak właśnie jest w tym roku. Piszmy teoretycznie, bo nie znamy jeszcze teorii potwierdzonej obserwacjami, wyjaśniającej ten fenomen. Przypuszcza się, że nagrzane masy powietrza wznosząc się od powierzchni ku górze zabierają ze sobą cząsteczki marsjańskiego pyłu. Ten, akumulując w atmosferze przyczynia się do jeszcze wydajniejszego nagrzewania powietrza, co potęguje zjawisko. W minionym miesiącu burza na Marsie przybierała na sile i od kilku dni możemy z całą pewnością mówić o globalnej burzy pyłowej.

Pierwsze oznaki amerykańscy naukowcy zaobserwowali 30. maja okiem satelity MRO. Chmura pyłu kierowała się w stronę łazika MER Opportunity badającego zachodnią krawędź krateru Endeavour w regionie Meridiani Planum. Ponieważ Opportunity zasilany jest energią słoneczną, zespół zdecydował się przerwać badania w obawie o zgromadzone w bateriach łazika zapasy.

21920_PIA22519_marci-dgm-v04-for-home-page-5

W kolejnych dniach ograniczone komunikaty radiowe pozwoliły ocenić sytuację na powierzchni, która dla małego łazika stała się na tyle poważna że 10. czerwca robot wyłączył wszystkie swoje systemy z wyjątkiem zegara pokładowego. Pozostanie w tym stanie do czasu, aż jego baterie naładują się a burza minie. Z chwilą przejścia w stan hibernacji nad łazikiem panowała kompletna ciemność! Jak długo robot będzie musiał oczekiwać na niezbędne do pracy przejaśnienie, nikt nie jest w stanie powiedzieć. Może tygodnie, a może miesiące.

Opportunity używa zegara żeby przewidzieć kiedy jest w stanie nawiązać łączność z orbitującymi planetę satelitami. Jeśli bateria podtrzymująca zegar wyczerpie się, robot będzie miał problem po wybudzeniu się, co nastąpi po wystarczającym naładowaniu się baterii, co znowu zależy od pogody nad robotem. Program robota przewiduje taką ewentualność i potrafi samodzielnie odnaleźć satelitę – wymaga to jednak sporo czasu. Innym zagrożeniem jest narażenie baterii na zbyt głębokie rozładowanie. Wydajność ogniw maleje, jeżeli podawane przez nie napięcie spadnie blisko zera (wyczerpią się). Pomimo 15 lat na Marsie bateria Opportunity zachowała około 85% wydajności.

mars-merb-opportunity-dust-sun-dark-hg

Opportunity przesłała serię zdjęć nieba nad kraterem Endeavour.

W lepszej sytuacji jest robot misji MSL Curiosity. Łazik znajduje się na przeciwległej stronie planety w kraterze Gale (rejon Aeolis), gdzie bada zbocze góry Aolis Mons. Pierwsze oznaki burzy zarejestrował 12 czerwca. Przejrzystość atmosfery (mierzona jednostką tau) w ciągu kilku dni z tau=1.0 (przejrzyste niebo) zmalała do tau=8.0. W przeciwieństwie do swoich starszych kuzynów MER Curiosity ma własne źródło energii.

Obecność Curiosity w kraterze Gale’a to doskonała okazja, żeby przyjrzeć się zjawisku z powierzchni. Robot ma na wyposażeniu stację meteorologiczną, która w tej chwili gromadzi cenne dane dotyczące temperatury, ciśnienia i czystości powietrza. Niestety, zepsuta część aparatury REMS nie pozwoli zmierzyć prędkości i kierunku wiatru. Aktualny i szczegółowy raport pogodowy z krateru Gale możecie sprawdzić klikając tutaj.

Robot na powierzchni i kilka satelitów na orbicie Marsa pozwolą na dokładne zbadanie zjawiska jakim jest globalna burza pyłowa po raz pierwszy w historii eksploracji planety. Poprzednia globalna burza miała miejsce w 2007 roku, kilka lat przed startem misji MSL (2012) i MAVEN (2014). Wnioski z badania mogą okazać się bardzo cenne z punktu widzenia marsjańskiej meteorologii oraz przygotowywania przyszłych misji, włączając w to misję załogową bądź kolonię marsjańską.

Burze pyłowe zdarzają się także na Ziemi, na szczęście gęstość atmosfery i roślinność pokrywająca lądy nie pozwalają zjawisku osiągnąć skali globalnej. W innym wypadku mieli byśmy poważny problem z zakurzeniem naszych mieszkań i mechanizmów.

 

011918_DG_drymars_feat

Tarcza Marsa obserwowana z okolicy Ziemi (teleskop Hubble) w porze „ciszy” i globalnej burzy pyłowej. Bardzo możliwe, że przypadkowa obserwacja planety okrytej mgiełką rdzawego pyły w ubiegłych stuleciach zainspirowała teorie o kanałach i marsjańskiej cywilizacji.

 

Jeszcze o burzy pyłowej

Wykres porównuje uśrednioną codzienną zmianę ćiśnienia atmosferycznego w trakcie okresu burzowego (czerwony) i poza tym okresem (niebieski). Źródło: NASA/JPL

Marsjańska burza pyłowa zaobserwowana 10. listopada osłabła i nic nie wskazuje na to, żeby miała objąć całą powierzchnię planety.

Przez ostatni tydzień burza znacznie osłabła i skurczyła się powiedział Bruce Cantor z Malin Space Science Systems w San Diego. Cantor monitoruje marsjańskie burze przy pomocy kamery Mars Color Imager  z wyposażenia satelity Mars Reconnaissance Orbiter.

Burza wpłynęła na wykres globalnego ciśnienia atmosferycznego,  co zarejestrowała z powierzchni planety aparatura Rover Enviromental Monitoring System łazika Curiosity.

Otrzymujemy wiele pożytecznych danych o burzy przekonuje Mark Richardson z Ashima Research w Pasadenie. Richardson bierze udział w pracach z urządzeniami REMS oraz Mars Climate Sounder satelity MRO, który rejestruje wpływ burzy pyłowej na temperatury atmosferyczne.

Naukowcy przewidują, że dzięki kombinacji danych pochodzących ze stacji pogodowej w okolicy równika oraz z codziennych obserwacji z orbity zrozumiemy mechanikę sezonów burzowych oraz dowiemy się dlaczego niektóre burze są silniejsze od innych.

NASA Jet Propulsion Laboratory jest oddziałem California Institute of Technology w Pasadenie. Kieruje badaniami MRO oraz MSL dla NASA Mission Directorate w Waszyngtonie. Hiszpania dostarczyła stację pogodową REMS dla łazika MSL, Curiosity.

Więcej informacji o misjach NASA Mars Exploration Program odwiedzajcie http://marsprogram.jpl.nasa.gov/

Na podst. www.jpl.nasa.gov [tłum. clrk]

Burza pyłowa nad Hellas

ten sam fragment horyzontu przed burzą i w trakcie. źródło: JPL/NASA/Ant103

Od 10. listopada nad regionem Hellas Planitia wznosi się lokalna burza pyłowa. Ten największy marsjański krater dzieli od krateru Gale’a blisko 1500 kilometrów. Mimo to łazik Curiosity zarejestrował spadek ciśnienia i niewielki wzrost nocnego minimum temperatury.  Zjawisko cieszy naukowców, pierwszy raz od czasów Vikinga będą mieli okazję zbadać marsjańską burzę pyłową z powierzchni planety.

Burze po raz pierwszy zaobserwowano na Marsie w 1873 roku. Zwykle zaczynają się w okolicach peryhelium (gdy orbita Marsa znajduje się najbliżej słońca) między 241° a  270° Ls, choć nie jest to regułą. Nie potrafimy jeszcze powiedzieć, jaki wpływ na powstawanie zjawiska mają marsjańskie pory roku.

Najbardziej prawdopodobna teoria mówi, że burze powstają lokalnie, gdy nagrzane słońcem masy powietrza wstępują w zimniejsze strefy dążąc do wyrównania ciśnienia atmosferycznego. Rozpędzone powietrze, czyli wiatr, unosi wysoko drobiny pyłowe (nawet do kilku kilometrów). Stąd pył rozprzestrzenia się pokrywając tysiące kilometrów kwadratowych powierzchni. Gdy zjawisko występuje równocześnie w kilku regionach istnieje szansa, że przerodzi się w globalną burzę (zaobserwowano 10 takich burz od 1873 roku ).

Ostatnia obserwacja MRO wykazały znaczny wzrost (ok. 25 st. C) temperatury powietrza w górnych warstwach atmosfery. Wynika to z akumulacji ciepła przez drobiny pyłu.

Burza pyłowa utrudnia obserwację teleskopową, znacznie ograniczając ilość szczegółów na tarczy planety, co widać na załączonym zdjęciu.

Zjawisko nie jest zagrożeniem dla łazika Curiosity, który przez najbliższe dni będzie przekazywał na Ziemię zdjęcia przesłonięte żółto-rdzawą mgiełką. W gorszej pozycji znajduje się łazik Opportunity, który zasilany jest przez baterie słoneczne.

Na stronie http://www.msss.com/msss_images/2012/11/21/ możecie zobaczyć na własne oczy jak przez kilka dni rośnie chmura pyłowa na południowej półkuli planety.

na podst. http://www.jpl.nasa.gov/, http://www.alpo-astronomy.org/