Memahami iklim Mars masa kini memberi kita wawasan tentang iklim masa lalunya, yang pada gilirannya memberikan konteks berbasis sains untuk menjawab pertanyaan tentang kemungkinan kehidupan di Mars purba.
Pemahaman kita tentang iklim Mars saat ini dikemas dengan rapi sebagai model iklim, yang pada gilirannya memberikan pemeriksaan konsistensi yang kuat - dan sumber inspirasi - untuk model iklim yang menggambarkan pemanasan global antropogenik di Bumi.
Tapi bagaimana kita bisa mengetahui iklim di Mars saat ini? Kampanye pengamatan baru yang terkoordinasi untuk mengukur ozon di atmosfer Mars memberi kita, masyarakat yang tertarik, jendela kita sendiri tentang betapa melelahkan - namun mengasyikkan - pekerjaan kasar ilmiah bisa.
[/ caption]
Atmosfer Mars telah memainkan peran penting dalam membentuk sejarah dan permukaan planet ini. Pengamatan komponen atmosfer utama sangat penting untuk pengembangan model akurat iklim Mars. Ini pada gilirannya diperlukan untuk lebih memahami jika kondisi iklim di masa lalu mungkin telah mendukung air cair, dan untuk mengoptimalkan desain aset berbasis permukaan di masa depan di Mars.
Ozon adalah pelacak penting proses fotokimia di atmosfer Mars. Kelimpahannya, yang dapat diturunkan dari fitur spektroskopi serapan karakteristik molekul dalam spektrum atmosfer, secara rumit terkait dengan konstituen lain dan merupakan indikator penting dari kimia atmosfer. Untuk menguji prediksi oleh model saat ini dari proses fotokimia dan pola sirkulasi atmosfer umum, pengamatan variasi ozon spasial dan temporal diperlukan.
Spektroskopi untuk Investigasi Karakteristik Atmosfer Atmosfer (SPICAM) instrumen di Mars Express telah mengukur kelimpahan ozon di atmosfer Mars sejak tahun 2003, secara bertahap membangun gambaran global ketika pesawat ruang angkasa mengorbit planet ini.
Pengukuran ini dapat dilengkapi dengan pengamatan di darat yang dilakukan pada waktu yang berbeda dan memeriksa lokasi yang berbeda di Mars, sehingga memperluas cakupan spasial dan temporal pengukuran SPICAM. Untuk menghubungkan secara kuantitatif pengamatan berbasis darat dengan Mars Express, kampanye terkoordinasi disiapkan untuk mendapatkan pengukuran simultan.
Spektroskopi heterodyne inframerah, seperti yang disediakan oleh Instrumen Heterodyne untuk Angin dan Komposisi Planet (HIPWAC), memberikan satu-satunya akses langsung ke ozon di Mars dengan teleskop berbasis darat; kekuatan resolusi spektral yang sangat tinggi (lebih dari 1 juta) memungkinkan fitur spektral ozon Mars untuk diselesaikan ketika mereka Doppler bergeser dari garis ozon asal terestrial.
Kampanye terkoordinasi untuk mengukur ozon di atmosfer Mars, menggunakan SPICAM dan HIPWAC, telah berlangsung sejak 2006. Elemen terbaru dari kampanye ini adalah serangkaian pengamatan di darat menggunakan HIPWAC di Fasilitas Teleskop Inframerah NASA (IRTF) di Mauna Kea di Hawai'i. Ini diperoleh antara 8 dan 11 Desember 2009 oleh tim astronom yang dipimpin oleh Kelly Fast dari Planetary Systems Laboratory, di Goddard Space Flight Center (GSFC) NASA, di AS.
Tentang gambar:
Spektrum HIPWAC atmosfer Mars di atas lokasi di garis lintang Mars 40 ° N; diperoleh pada 11 Desember 2009 selama kampanye observasi dengan teleskop IRTF 3 m di Hawaii. Spektrum yang belum diproses ini menampilkan fitur-fitur ozon dan karbon dioksida dari Mars, serta ozon di atmosfer Bumi tempat pengamatan dilakukan. Teknik pemrosesan akan memodelkan dan menghapus kontribusi terestrial dari spektrum dan menentukan jumlah ozon di posisi utara di Mars ini.
Pengamatan telah dikoordinasikan sebelumnya dengan tim operasi sains Mars Express, untuk memastikan tumpang tindih dengan pengukuran ozon yang dilakukan pada periode yang sama dengan SPICAM.
Tujuan utama kampanye Desember 2009 adalah untuk mengonfirmasi bahwa pengamatan yang dilakukan dengan SPICAM (yang mengukur fitur spektrum penyerapan ozon luas yang berpusat di sekitar 250 nm) dan HIPWAC (yang mendeteksi dan mengukur fitur penyerapan ozon pada 9,7 μm) mengambil total ozon yang sama kelimpahan, meskipun dilakukan pada dua bagian berbeda dari spektrum elektromagnetik dan memiliki kepekaan yang berbeda terhadap profil ozon. Kampanye serupa pada tahun 2008, sebagian besar telah memvalidasi konsistensi hasil pengukuran ozon yang diperoleh dengan SPICAM dan instrumen HIPWAC.
Kondisi cuaca dan penglihatan sangat baik di situs IRTF selama kampanye Desember 2009, yang memungkinkan spektrum kualitas yang baik diperoleh dengan instrumen HIPWAC.
Kelly dan rekan-rekannya mengumpulkan pengukuran ozon untuk sejumlah lokasi di Mars, baik di belahan bumi utara dan selatan planet ini. Selama kampanye empat hari ini, pengamatan SPICAM terbatas pada belahan bumi utara. Beberapa pengukuran HIPWAC bersamaan dengan pengamatan oleh SPICAM yang memungkinkan perbandingan langsung. Pengukuran HIPWAC lainnya dibuat mendekati waktunya untuk lintasan orbital SPICAM yang terjadi di luar pengamatan teleskop berbasis darat dan juga akan digunakan untuk perbandingan.
Tim juga melakukan pengukuran kelimpahan ozon di atas wilayah Syrtis Major, yang akan membantu membatasi model fotokimia di wilayah ini.
Analisis data dari kampanye baru-baru ini sedang berlangsung, dengan kampanye tindak lanjut lain dari pengamatan HIPWAC dan SPICAM yang sudah dijadwalkan untuk bulan Maret tahun ini.
Menempatkan kompatibilitas data dari dua instrumen ini pada dasar yang kuat akan mendukung penggabungan pengukuran inframerah berbasis-tanah dengan pengukuran ultraviolet SPICAM dalam menguji model fotokimia atmosfer Mars. Cakupan luas yang diperoleh dengan menggabungkan set data ini membantu untuk lebih akurat menguji prediksi oleh model atmosfer.
Ini juga akan secara kuantitatif menghubungkan pengamatan SPICAM dengan pengukuran jangka panjang yang dibuat dengan instrumen HIPWAC dan pendahulunya IRHS (Infrared Heterodyne Spectrometer) yang kembali ke tahun 1988. Ini akan mendukung studi tentang perilaku jangka panjang ozon dan kimia terkait. di atmosfer Mars pada skala waktu lebih lama dari misi saat ini ke Mars.
Sumber: ESA, sebuah makalah yang diterbitkan dalam edisi 15 September 2009 dari Icarus
