La NASA incontra la tempesta perfetta per la scienza


 

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Questa serie di immagini dal Mars Reconnaissance Orbiter della NASA mostra la violenta tempesta di polvere che si sta abbattendo su Marte, con i rover sulla superficie indicati come icone.

Una delle più potenti tempeste di polvere mai osservate su Marte si è diffusa sul pianeta da una settimana e mezza. La tempesta ha fatto sospendere tutte le attività scientifiche del rover Opportunity della NASA, ma offre anche una opportunità per altre quattro navicelle spaziali presenti su Marte di imparare molto su queste gigantesche tempeste.

La NASA ha tre navicelle che orbitano attorno al pianeta rosso, ciascuna dotata di telecamere speciali e altri strumenti atmosferici. Inoltre, il rover Curiosity della NASA ha iniziato a vedere un discreto aumento della polvere nel suo sito nel Cratere Gale.

“Questa è la tempesta ideale per la ricerca scientifica di Marte”, ha detto Jim Watzin, direttore del Mars Exploration Program della NASA presso la sede centrale dell’agenzia a Washington. “Abbiamo un numero storico di veicoli spaziali che operano sul Pianeta Rosso. Ognuno offre uno sguardo unico su come si formano e si comportano le tempeste di polvere – conoscenza che sarà essenziale per le future missioni umane e robotiche”.

Le tempeste di polvere sono una caratteristica frequente su Marte, che si verificano in tutte le stagioni. Occasionalmente, possono  diventare tempeste regionali in pochi giorni, e a volte anche espandersi fino a avvolgere l’intero pianeta. Si stima che queste massicce tempeste su scala planetaria si verifichino circa una volta ogni tre o quattro anni Marziani (sei o otto anni terrestri); l’ultima si è verificata nel 2007. Possono durare settimane, o anche mesi al massimo.

L’attuale tempesta sopra Opportunity, che è ancora in crescita, ora copre 35 milioni di chilometri quadrati di superficie marziana – circa un quarto del pianeta.

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Questi due punti di vista del rover di curiosity della NASA, acquisiti specificamente per misurare la quantità di polvere all’interno del cratere di Gale, mostrano che la polvere è aumentata in tre giorni a causa dell’importante tempesta di polvere marziana.

Tutti gli eventi di polvere, indipendentemente dalle dimensioni, contribuiscono a modellare la superficie marziana. Studiare la loro fisica è fondamentale per comprendere il clima marziano antico e moderno, ha detto Rich Zurek, capo scienziato per il Mars Program Office presso il Jet Propulsion Laboratory della NASA a Pasadena, California.

“Ogni osservazione di queste grandi tempeste ci avvicina alla capacità di modellare questi eventi – e forse, un giorno, di essere in grado di prevederli”, ha detto Zurek. “Sarebbe come prevedere gli eventi di El Niño sulla Terra, o la gravità delle prossime stagioni degli uragani”.

L’atmosfera sottile rende queste tempeste molto diverse da qualsiasi cosa incontrata sulla Terra: i venti di superficie più potenti incontrati su Marte non rovescerebbero una navicella spaziale, come si è visto nel film “The Martian”, anche se possono riempirel’atmosfera di particelle di polvere.

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Questo grafico mostra come l’energia disponibile per il rover Opportunity (in ore/kWh) dipenda da quanto è chiara o opaca l’atmosfera (misurata in un valore chiamato tau). Quando il valore tau è basso, l’abbondanza di luce solare colpisce i pannelli solari di Opportunity e fornisce energia al rover. Quando l’atmosfera diventa improvvisamente più scura e opaca (come è accaduto a partire dal 30 maggio 2018), i livelli di potenza del rover scendono precipitosamente. Il 10 giugno 2018, la misurazione dei tau (10.5) è stata superiore a qualsiasi misurazione precedente sul Pianeta Rosso. Il livello di energia in quel giorno (21 watt-ore) era il più basso mai misurato su Opportunity in quel momento. La linea gialla indica l’energia disponibile per il rover in wattora; la linea blu indica il valore tau. La linea orizzontale presenta diversi mesi di vita operativa di Opportunity, numerati dal “sol”, o giorno marziano. Il lato sinistro inizia il 26 dicembre 2018 (4.950° sol di operazioni) e il lato destro termina il 10 giugno 2018 (5.111° sol di operazioni).

I membri della “famiglia” di veicoli spaziali della NASA su Marte spesso si aiutano a vicenda. Gli orbiter ritrasmettono regolarmente sulla Terra i dati provenienti dai rover della NASA. Orbiter e rover offrono anche diverse prospettive di vista sul terreno marziano, permettendo loro di integrarsi a vicenda.

Il Mars Reconnaissance Orbiter ha un ruolo speciale, fungendo da sistema di allerta precoce per eventi meteorologici come la recente tempesta. È stata la telecamera grandangolare dell’orbiter, chiamata Mars Color Imager, a offrire al team di Opportunity l’allerta per affrontare la tempesta. Questo osservatorio orbitante è in grado di creare quotidianamente mappe globali del pianeta che tracciano l’evoluzione delle tempeste, non diversamente dai satelliti meteorologici che tracciano gli uragani qui sulla Terra.

Gli altri due orbiter della NASA su Marte, Odyssey e MAVEN, forniscono anch’essi punti di vista scientifici unici. Odyssey dispone di una telecamera a infrarossi denominata THEMIS (Thermal Emission Imaging System) in grado di misurare la quantità di polvere al di sotto di essa; MAVEN è progettata per studiare il comportamento dell’atmosfera superiore e la perdita di gas nello spazio.

Naturalmente, la scienza si svolge anche sul campo. Nonostante si trovi dall’altra parte del pianeta, a causa della tempesta di polvere in evoluzione, il rover Curiosity della NASA sta cominciando a rilevare un aumento del “tau”, la misura del velo di nebbia polverosa che sprigiona luce solare durante una tempesta. Martedì 12 giugno, il tau all’interno del Gale Crater variava tra 1.0 e 2.0 – cifre che sono nella media per questa stagione marziana, anche se questi livelli di solito compaiono più tardi nella stagione.

Fortunatamente, Curiosity ha una batteria a energia nucleare. Questo significa che non si trova ad affrontare lo stesso rischio come Opportunity che usa  l’energia solare.

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Questo grafico mostra i continui contributi dei rover e degli orbiter della NASA durante la tempesta di polvere marziana iniziata il 30 maggio 2018.

Questa tempesta sarà la nuova Big One ?

Dal 2007, gli scienziati che osservano Marte sono stati pazientemente in attesa di un evento che ricoprisse il pianeta di polvere – meno precisamente chiamato una tempesta di polvere “globale”, anche se le tempeste non coprono mai veramente l’intero globo di Marte. Nel 1971, una di queste tempeste si avvicinò all’obbiettivo, lasciando scoperte solo le cime dei vulcani giganti di Marte.

La tempesta di polvere attuale è la prima mai osservata nell’emisfero settentrionale di Marte, ha detto Bruce Cantor di Malin Space Science Systems, vice ricercatore principale per il Mars Color Imager. Ma ci potrebbero volere ancora diversi giorni prima che qualcuno possa dire se la tempesta sta ricoprendo l’intero pianeta.

Se “diventerà globale”, la tempesta offrirà un nuovo look al tempo marziano. Quattro navicelle spaziali sono pronte a raccogliere tutti i dati scientifici immaginabili.

Fonte

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