Kao što okeani vode utiču na vreme na Zemlji, tako pesak na Marsu utiče na vreme na Marsu. Bez okeana, sa vrlo malo vodene pare i sa tankom atmosferom, vreme na Marsu je monotono mirno oko polovine marsovske godine, koja traje oko 687 zemaljskih dana. Ali kada se Mars na svojoj ekcentričnoj orbiti približi Suncu, počinje sezona prašine i peščanih oluja.

U desetomesečnoj sezoni peščanih oluja, koja traje tokom proleća i letu na južnoj hemisferi, dodatna sunčeva svetlost zagreva atmosferu. Ta toplota stvara jak vetar usled kretanja atmosfere iz toplih u hladne predele. Ti vetrovi podižu pesak i prašinu koji upijaju sunčevu svetlost i zagrevaju atmosferu, stvarajući još jače vetrove koji podižu još više peska i prašine.

Kao što Zemlja imam nagnutu osu rotacije od 23°, a time i godišnja doba, Mars takođe ima nagnutu osu rotacije, od 25,19°. Najveća daljina Marsa od Sunca je 1,666 AU a najmanja 1,382 AU. Razlika nije mala i dodatno naglašava godišnja doba. Kao i kod Zemlje, kada je najbliže Suncu, južna polulopta je nagnuta ka Suncu.

Marsova peščana sezona traje od početka južnog proleća do kraja južnog leta (deblja plava linija na slici levo), a to je kada je Mars najbliže Suncu. Dodatna sunčeva svetlost zagreva atmosferu, stvarajući pozitivnu povratnu spregu koja podiže pesak i prašinu u visine i šalje je da kruži oko planete. Crtež: Universal Images Group North America LLC/ALAMY Stock Phot

Marsove oluje predstavljaju pretnju za svaku misiju. Oluje mogu biti od lokalni koje zahvataju područje veličine Aljaske i trajati do tri marsovska dana (Marsov dan traje 24,5 sati) do globalne oluje koja mesecima pokriva celu planetu. Oluja u kojoj se zaglavio Opportunity besnila je od kraja maja do kraja jula. Globalne oluje verovatno nastaju spajanjem nekoliko manjih oluja.

Mars. Pre i za vreme globalne peščane oluje 2018 god.

Dolazak prvog Nasinog dugotrajnog robotskog posetioca 1971. godine, orbitera Mariner 9 prošla je u potpuno zaklonjenoj površini planete. Ista ta oluja iz 1971. god. verovatno je kriva za uništenje dva sovjetska lendera. 2007. god. Opportunity i njegov blizanac rover Spirit preživeli su globalnu oluju 2007. godine, ali je velika regionalna oluja okončala misiju lendera Phoenix 2008. godine.

Lansirani prozori za let od Zemlje do Marsa otvaraju se svakih 26 meseci. Inženjeri koji dizajniraju sisteme za sletanje moraju da znaju sa kakvim će se uslovima suočiti svemirska letelica kada tamo stigne. Najvažniji faktor je gustina atmosfere. Iako marsova atmosfera ima pritisak od samo jednog procenta pritiska Zemljine atmosfere, vetar koji duva utiče na to gde će se letilica spustiti.

Perseverance će fotografisati tlo dok padobranom pada kroz atmosferu i tražiće podudaranje sa mapom u brodskom kompjuteru dobijenom od slika koje je napravio Nasin Mars Reconnaissance Orbiter. Na osnovu poklapanja, navigacioni sistem tokom leta usmeravaće letilicu do bezbednog mesta za sletanje, unutar područja širokog 25 kilometara - najpreciznijeg sletanja na Marsa ikada.

„Ali to zavisi od toga da li možemo da vidimo tlo“, kaže Alen Čen iz Nasine Laboratorije za mlazni pogon (Jet Propulsion Lab).

Da bi rover sleteo, inženjeri poput Čena oslanjaju se na podatke iz prošlosti koje koriste da predvide budućnost, slično vremenskim prognozama na Zemlji, ali sa mnogo manje podataka. Naučnik Brus Kantor iz kompanije Malin Space Science Sistems u San Diegu, je samoproglašeni meteorolog za Mars. Njegove prognoze se zasnivaju na statistikama i istorijskim podacima, uglavnom preuzetim sa Marsovog orbitera. On predviđa vedro nebo za dodir tla Perseverancea u februaru 2021. Na osnovu sezone i vremenskih obrazaca iz prošlosti, verovatnoća navale peska i prašine u krugu od 1.000 kilometara od centra područja sletanja Perseverancea manja je od 2 procenta, izvestili su Kantor i njegove kolege u časopis Icarus u martu 2019 [1].

Ali za svaki slučaj, Čenov tim je obučio navigacioni sistem Perseverancea da se izbori i sa ne tako lepim vremenskim uslovima.

Ništa bez meteoroloških stanica

Kako se misije na Marsu usložnjavaju i umnožavaju, a posebno dok NASA i drugi razmišljaju o slanju novih letelica a i ljudi na Mars, mogućnost predviđanja oluja postaje sve bitnija.

Prašina na Marsu bi mogla lako da napadne ljudska staništa, da začepi vazdušne filtere, a i da ošteti pluća astronauta ako je udahnu. Prašina može čak nositi otrovne i kancerogene materije koji mogu dovesti do bolesti astronauta tokom misije.

Astronauti će morati da znaju kada da ostanu unutra. Deo problema u predviđanju oluja je prosti nedostatak podataka. Za prognozu vremena na Zemlji, meteorolozi koriste hiljade meteoroloških stanica, plus podatke sa satelita, balona i aviona. Mars ima samo šest aktivnih satelita kojima upravljaju NASA, evropska i indijska svemirska agencija. I samo dva seta meteoroloških instrumenata izveštavaju sa Marsove površine: jedan na roveru Curiosity, koji prikuplja podatke od 2012 [2]: (SN: 5/2/15, str. 24), i gotovo ista oprema koja je stigla sa lenderom InSightom 2018. god. Nažalost, te dve stanice su blizu jedna drugoj. Opportunity je nastradao u oluji 2018. god. Ili je došlo do velikog kvara ili su sunčani paneli ostali prekiverni sa previše prašine. 

Crvena prašina svuda. Cena boravka od sedam zemaljskih godina u atmosferi Crvene planete na roveru Curiosity, prikazanom u „selfijima“ koje je rover snimio u oktobru 2012. (84. marsovski dan misije, levo) i u februaru 2020. (2.687. marsovski dan, desno).

Dolazak Perseverancea na Mars popraviće stanje sa meterološkim stanicama na Marsu. Stiže i kineski Tianwen-1 koji među istrumentima ima i merenje temperature, pritiska, vetra i koncentraciju prašine u atmosferi. U planu za 2022. je rusko-evropski ExoMars sa lenderom Kazačok koji će na sebi imati meterološku stanicu [3]. Marsu se približava i letilica Ujedinjenih Emirata, Hope, koja će nadgledati Marsovu atmosferu. Dolazak novih meteoroloških stanica biće od velike koristi ali ipak će biti potrebno više stanica.

Za precizno predviđanje vremena i oluja potrebno je potpuno pokrivanje površine planete. To je praktično nemoguć poduhvat, zato su naučnici u potrazi za fundamentalnim podacima, koji sada nedostaju, da bi ograničene resurse usmerili samo na činioce koji stvaraju oluje.

Tu na scenu nastupa Perseverance. Ima najblje merenje pravca i jačine vetra na Marsu, naročito vertiklanog vetra koji diže prašinu. Dugo vremena su se naučnici mučili da shvate kako se pesak diže u vazduh. „Činilo se da to nije moguće“, kaže Scott Guzewitch iz Nase. „Atmosfera je tako retka, a jedna čestica prašine ili peska je tako teška da jednostavno to ne bi trebalo da funkcioniše.“ Posmatranja i eksperimenti tokom poslednjih 20 godina sugerišu da kada zrna peska počnu da skakuću po površini, udaraju jedno u drugo i potiskuju manje čestice nagore. Ali još uvek nije moguće reći koje od tih skakutavih čestica i na koji način dovode do oluje, ili koja će od tih oluja postati globalna.

Možda nam se čini da Nasa preteruje sa roverima na Marsu, ali svaki naredni rover je unapređena i dodatna meteorološka stanica. Po prestanku globalne peščane oluje, oktobra 2018. god. Nasa je preko 1000 puta pokušavala da uspostavi kontaka sa Opportunityjem. Ali odgovora nije bilo. Poslednji izveštaj koji je posle 15 godina neumornog rada Opportunity poslao na Zemlju, bio je τ=10.8. Grčko tau (ell. taf) označava neprozirnost atmosfere. Vrednost 10,8 je najveća vrednost ikada izmerena i odgovara noćnom nebu. Izmerena je po danu.

Izvori:

https://www.sciencenews.org/article/perseverance-mars-weather-dust-storms

https://mars.nasa.gov/mars2020/timeline/landing/entry-descent-landing/

https://en.wikipedia.org/wiki/Timeline_of_Opportunity_(rover)#Dust_storm

Reference:

[1] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0019103518301106

[2] https://www.sciencenews.org/article/martian-diaries

[3] https://www.sciencenews.org/article/mars-rover-exomars-coronavirus-technical-issues-delay

 

 

---

Priručnik za astronome na Marsu

---