Che tempo fa su Marte? Da Curiosity nuovi dati atmosferici

 

Credit: NASA/JPL-Caltech/Ashima Research/SWRI

Ieri sera si è tenuto un nuovo appuntamento online sul canale ustream della NASA per gli aggiornamenti sulla missione Curiosity.

La conferenza è iniziata precisando che il tema trattato non avrebbe riguardato i risultati del campione solido sniffato dal SAM ma analisi sui dati meteo.

Il monitoraggio dei venti, della pressione, della temperatura e delle radiazioni naturali su Marte, stanno aiutando gli scienziati a capire meglio che tipo di ambiente è presente sulla superficie del pianeta, anche in vista di una futura missione umana.

Utilizzando gli strumenti del rover, i ricercatori hanno identificato trombe d'aria, mappato il percorso dei venti nel cratere Gale, tracciato variazioni giornaliere e stagionali della pressione atmosferica e rilevato le variazioni ritmiche della radiazione ambientale.

Gli scienziati hanno analizzato i dati delle prime 12 settimane trascorse da Curiosity su Marte, nel cratere Gale.

Oltre 20 eventi atmosferici sono stati presi in esame tra i dati registrati dal Rover Environmental Monitoring Station (REMS).
Almeno uno di questi presentava le caratteristiche di una tromba d'aria.
Altre peculiarità includevano: un breve calo di pressione atmosferica, un cambiamento nella direzione del vento, un cambiamento nella velocità, un aumento di temperatura, una dose di luce ultravioletta che ha raggiunto il rover.
Due degli eventi considerati, includevano tutti e cinque gli aspetti.

In molte regioni di Marte è stato possibile osservare i dust-devil dalle fotocamere dei rover di superficie e dalle sonde in orbita ma nel Gale questi fenomeni non si erano mai visti: una spiegazione potrebbe essere che nel cratere le trombe d'aria marziane non alzino polvere come altrove.

"La polvere nell'atmosfera ha un ruolo importante nel plasmare il clima di Marte",  ha detto Manuel de la Torre Juarez del NASA Jet Propulsion Laboratory a Pasadena, responsabile delle analisi del REMS, "la polvere sollevata dai dust-devil e dalle tempeste di sabbia, riscalda l'atmosfera".

Tromba d'aria nel cratere Gale
Credit: NASA/JPL-Caltech/ CAB (CSIC-INTA)

Ventuno volte durante le prime 12 settimane in cui Curiosity ha soggiornato su Marte, il REMS ha rilevato brevi cali della pressione atmosferica che potrebbero essere causati dal passaggio di una tromba d'aria.
La linea blu del grafico mostra due esempi di questi eventi occorsi entrambi poco dopo le 11:00 ora locale di Marte, durante il sol 75 (25 ottobre 2012). Contemporaneamente il REMS ha rilevato un repentino cambio della direzione del vento, ulteriore prova che si sia trattato di trombe d'aria.

Anche la direzione del vento ha stupito alcuni ricercatori che, a causa della presenza del monte Sharp, si aspettavano venti in direzione nord-sud, invece che est-ovest come rilevato. L'andamento potrebbe essere dovuto al bordo stesso del cratere Gale.

Credit: NASA/JPL-Caltech/ESA/DLR/FU Berlin/MSSS

Lo schema mostra il percorso dei venti all'interno del Gale: la presenza centrale del monte Sharp e il bordo del cratere, determinano una sorta di moto rotatorio.
La posizione di Curiosity è contrassegnata con una "x".
La condizione riportata è riferita al mezzogiorno marziano: i venti tendono ad uscire dal cratere, frecce rosse e a risalire sulle pendici del monte Sharp, frecce gialle. Le frecce blu indicano, invece, i venti che corrono nella depressione.
Dall'immagine è chiaro che al momento il rover si trova in una posizione complicata per ottenere dati certi di monitoraggio.
Il modello cambia poi nelle ore notturne, quando il flusso dei venti è in discesa.

Il REMS ha analizzato anche la pressione atmosferica segnalando un aumento in relazione ai cambiamenti stagionali e nel ritmo quotiiano. Dati, questi che gli scienziati si aspettavano di trovare ma che aiuteranno a comprendere meglio i meccanismi che hanno operato su Marte nel passato.

Andamento della pressione atmosferica su Marte
Credit: NASA/JPL-Caltech/CAB(CSIC-INTA)/FMI/Ashima Research

Il grafico mostra l'andamento della pressione atmosferica sulla superficie di Marte, misurata dal Rover Environmental Monitoring Station (REMS) di Curiosity.
La curva blu mostra i dati del sol 31 (6 settembre 2012), mentre la curva verde, i dati del sol 93 (7 novembre 2012).
La pressione è stata misurata sulla colonna d'aria atmosferica sopra il rover.

L'incremento della pressione dal sol 31 al sol 93 è la firma dell'arrivo della primavera che si ripercuote su tutta l'atmosfera marziana.
Le tonnellate di anidride carbonica congelate nella calotta di ghiaccio al polo sud, durante il passaggio dalle primavera australe all'estate, tornano in atmosfera.

Le curve mostrano anche una variazione giornaliera della pressione pari a circa un 10%, con un picco verso le 7:00 ora locale e un minimo alle 16:00 ora locale.
Il ciclo giornaliero della pressione è influenzato, invece, dal Sole che riscalda l'atmosfera durante le ore diurne.

Al sorgere del Sole, man mano che questo illumina il pianeta verso ovest, un'ondata di calore si espande nell'atmosfera di Marte.
Gli effetti di questa marea termica appaiono nei dati del Radiation Assessment Detector (RAD) di Curiosity.
Questo strumento controlla le radiazioni ad alta eneria che potrebbero costituire un pericolo per gli astronauti nelle future missioni.

L'immagine in apertura mostra il fenomeno della marea termica che è il principale responsabile delle variazioni di pressione giornaliere sulla superficie del pianeta.
La luce solare riscalda la superficie e l'atmosfera sul lato diurno, facendo espandere l'aria verso l'alto. Ai livelli superiori dell'atmosfera questo rigonfiamento di aria si espande verso l'esterno, ai lati (frecce rosse), per trovare un equilibrio. L'aria esce dal rigonfiamento, abbassando la pressione sulla superficie sotto ad esso. Il risultato è un'atmosfera più profonda ma meno densa con una pressione atmosferica di superficie inferiore, rispetto a quella sul lato notturno del pianeta. Come Marte ruota in direzione del Sole questo rigonfiamento si sposta da est ed ovest.
Curiosity, proprio a causa di questo processo, ha misurato una diminuzione della pressione durante il giorno ed un aumento durante la notte. Il tempo che intercorre tra aumento e diminuzione è il tempo di risposta dell'atmosfera marziana alla luce solare.

"Vediamo uno schema ben definito relativo alle maree termiche giornaliere", ha detto Don Hassler del Southwest Research Institute a Boulderin, Colorado, ricercatore principale del RAD. "L'atmosfera fornisce un livello di protezione e così il livello di radiazioni è minore quando l'atmosfera è più spessa. Nel complesso l'atmosfera di Marte riduce la dose di radiazioni, rispetto a quelle rilevate durante il viaggio verso Marte".

Variazione della radiazione a lungo termine nel cratere Gale
Credit: NASA/JPL-Caltech/SwRI

Questo grafico mostra la variazione della radiazione misurata da Curiosity su circa 50 sol marziani (sol 10 = 15 settembre 2012; sol 60 = 6 ottobre 2012).
La linea in nero segna l'intensità della dose delle particelle cariche che hanno raggiunto la superficie del Pianeta Rosso; la linea rossa mostra invece, la dose totale di particelle, cariche e neutre.
Le variazioni a lungo temine sembrano essere guidate dalla struttura dei gas e del plasma dello spazio interplanetario vicino a Marte, l'eliosfera. L'eliosfera è magneticamente legata al Sole e ruota con esso in un arco di 27 giorni: su Marte, protegge la superficie dai raggi cosmici galattici.

Variazione giornaliera della radiazione nel cratere Gale
Credit: NASA/JPL-Caltech/SwRI

Questo grafico mostra le variazioni della radiazione giornaliera e della pressione atmosferica misurata da Curiosity.
Con l'aumento della pressione, la dose di radiazione totale diminuisce, ossia, quando l'atmosfera è più spessa fornisce una schermatura migliore.
Le variazioni giornaliere sono quindi legate allo spessore dell'atmosfera marziana. A ciascun massimo di pressione corrisponde una diminuzione della radiazione tra il 3% e il 5%.
La linea rossa indica la dose totale di radiazione (particella cariche e neutre); i punti blu indicano la pressione atmosferica espressa in Pascal.
Il grafico è stato tracciato su 5 sol marziani: dal sol 21 (26 agosto 2012) al sol 26 (1 settembre 2012).

In base a quanto emerso dalle ultime battute della conferenza, Curiosity a breve riprenderà il suo cammino verso Glenelg.