Перепрофилированная технология, используемая для исследования новых областей атмосферы Марса
Орбитальная конфигурация марсианского экспресса (красный) и орбитального аппарата с следами газа (синий) во время типичного взаимного радиозатмения, с черно-белой стрелкой, указывающей направление радиосвязи между двумя космическими кораблями. Автор: Radio Science (2024). DOI: 10.1029/2023RS007873
Используя перепрофилированное оборудование, группа исследователей из Имперского колледжа Лондона измерила части марсианской атмосферы, которые ранее было невозможно исследовать. Сюда входят области, которые могут блокировать радиосигналы, если их не учитывать должным образом, что имеет решающее значение для будущих миссий по обитанию на Марсе.
Результаты первых 83 измерений, проанализированных имперскими исследователями и коллегами Европейского космического агентства (ЕКА) по всей Европе, опубликованы сегодня в журнале Radio Science.
«Марс-экспресс» («Mars Express») — автоматическая межпланетная станция Европейского космического агентства, предназначенная для изучения Марса. Космический аппарат состоял из орбитальной станции — искусственного спутника Марса и спускаемого аппарата с автоматической марсианской станцией «Бигль-2». Википедия
Изменения рефракции атмосферы (то есть того, как она преломляет радиоволны) вызывают крошечные, но заметные сдвиги в радиочастотах, принимаемых космическим кораблем. Анализируя этот сдвиг, ученые могут определить плотность нижней атмосферы и плотность электронов в ионосфере — заряженном верхнем слое атмосферы. Этот метод называется взаимным радиозатмением.
Ведущий автор исследования Джейкоб Пэрротт, доктор философии. Студент факультета физики Имперского университета сказал: «Системы на MEX и TGO изначально не были предназначены для этого — радиоантенны, которые мы использовали, были созданы для связи между орбитальными аппаратами и марсоходами на поверхности планеты. Нам пришлось их перепрограммировать, пока в полете, чтобы заняться этой новой наукой.
«Этот инновационный метод, вероятно, изменит правила игры для будущих миссий, доказав, что взаимное радиозатмение между двумя орбитальными космическими кораблями является экономичным способом извлечь большую научную ценность из существующего оборудования».
Работа в команде мечты
Ранее радиозатмение проводилось с использованием радиосвязи между орбитальным аппаратом Марса и крупными наземными станциями на Земле. Радиосигнал с орбитального аппарата будет отслеживаться, когда космический корабль «установится» (скроется) за Марсом, то есть сигнал пройдет через слои атмосферы планеты.
Использование двух орбитальных кораблей для проведения таких измерений уже является распространенным способом исследования атмосферы Земли: тысячи таких измерений происходят между глобальными навигационными спутниками, где предоставляемые ими данные используются для мониторинга атмосферы и прогнозирования погоды.
Однако до этого этот метод использовался на Марсе всего три раза; НАСА в 2007 году в качестве демонстрации оборудования. Новое использование двумя космическими кораблями ЕКА знаменует собой первый случай, когда этот метод регулярно применяется на другой планете.
Марс — четвёртая по удалённости от Солнца и седьмая по размерам планета Солнечной системы; масса планеты составляет 10,7 % массы Земли. Названа в честь Марса — древнеримского бога войны, соответствующего древнегреческому Аресу. Иногда Марс называют «красной планетой» из-за красноватого оттенка поверхности, придаваемого ей минералом маггемитом — γ-оксидом железа(III).
Марс — планета земной группы с разреженной атмосферой (давление у поверхности в 160 раз меньше земного). Википедия
Читайте также:В Армении тестируют роботов для полётов на МарсРовер Perseverance передал первую фотографию МарсаРежиссер хоррора «Тихое место» снимет научно-фантастический триллер «Жизнь на Марсе»В США хотят заселить Марс грибами, роботами-трансформерами и киберпчеламиАравийский океан на Марсе был в два раза больше Северного ледовитого океана
Соавтор исследования доктор Колин Уилсон, научный сотрудник проекта ExoMars Trace Gas Orbiter и Mars Express в ЕКА, сказал: «ЕКА теперь продемонстрировало жизнеспособность этого метода, который может изменить науку о Марсе в будущем.
«В настоящее время на орбите Марса вращается семь космических кораблей; по мере увеличения количества космических кораблей, как и в ближайшие десятилетия, количество возможностей радиозатмения быстро увеличивается. Поэтому этот метод будет становиться все более важным инструментом для изучения Марса».
Больше измерений, больше информации
Затмение между космическими кораблями позволяет проводить больше измерений и исследовать новые области атмосферы.
Поскольку традиционные измерения радиозатмения на Марсе включают радиосвязь с наземной станцией на Земле, место измерения фиксируется относительно медленного движения Земли. Из-за этого сложно уловить глобальные изменения на Марсе, поскольку исследователи часто смотрят на одни и те же места.
Кроме того, этот метод позволяет брать образцы только на закате и восходе солнца из-за близости Земли к Солнцу, что ограничивает наше представление об атмосфере Марса.
Более того, традиционное радиозатмение страдает от «сезонов затмения», когда измерения возможны только в течение нескольких месяцев в году из-за орбиты космического корабля. Например, Mars Express сможет выполнять радиозатмение только в течение двух месяцев в 2022 году.
Взаимное радиозатмение преодолевает эти проблемы, позволяя исследователям впервые исследовать всю глубину ионосферы Марса около полудня и полуночи.
Больше информации: Jacob Parrott et al, First Results of Mars Express—ExoMars Trace Gas Orbiter Mutual Radio Occultation, Radio Science (2024). DOI: 10.1029/2023RS007873
Источник: Imperial College London
0 комментариев