Ученые значительно расширили знания о марсианской ионосфере — верхнем слое атмосферы, где солнечная радиация создает заряженные частицы. Впервые исследователям удалось получить данные о состоянии ионосферы вблизи полудня по марсианскому времени, что ранее считалось невозможным из-за технических ограничений. Результаты исследования, проведенного под руководством Джейкоба Парротта, опубликованы в журнале Journal of Geophysical Research: Planets (JGRP).

Инновационный метод исследования

Традиционные методы радиозондирования Марса, при которых спутник передает сигнал на Землю, не позволяли изучать ионосферу в дневное время из-за расположения Солнца, Марса и Земли. Команда Парротта применила новый подход — взаимное радиозондирование, при котором радиосигналы передавались между двумя спутниками Европейского космического агентства: Mars Express и ExoMars Trace Gas Orbiter, находящимися на орбите Марса.

Было проведено 71 измерение, из которых 35 пришлись на дневные часы, что позволило получить уникальные данные о поведении ионосферы вблизи полудня.

Ключевые открытия

Анализ данных выявил несколько неожиданных особенностей марсианской ионосферы:

  • Плотность электронов: Максимальная плотность электронов в верхнем слое атмосферы изменяется в течение дня гораздо плавнее, чем предполагалось ранее. Это указывает на более стабильную динамику ионосферы.
  • Нижний слой ионосферы: Вопреки ожиданиям, нижний слой ионосферы сохраняется даже в полдень, а не исчезает под воздействием солнечной радиации.
  • Температурные аномалии: Максимальная температура ионосферы достигается не в полдень, а ближе к закату. Компьютерные модели показали, что это связано с циркуляцией воздушных масс и марсианскими ветрами, а не с прямым солнечным нагревом.

Значение для науки

Эти открытия меняют представление о динамике марсианской атмосферы и ее взаимодействии с солнечной радиацией. Понимание поведения ионосферы важно для нескольких аспектов:

  • Космические миссии: Ионосфера влияет на радиосвязь и навигацию марсианских спутников и роверов. Новые данные помогут улучшить системы связи для будущих миссий.
  • Изучение климата Марса: Температурные закономерности и движение воздушных масс в ионосфере связаны с глобальной циркуляцией атмосферы, что углубляет знания о марсианском климате.
  • Планирование пилотируемых миссий: Данные об ионосфере помогут оценить радиационную обстановку на Марсе, что критично для защиты астронавтов.

Перспективы исследований

Ученые планируют продолжить наблюдения, используя метод взаимного радиозондирования, чтобы собрать больше данных о сезонных и долгосрочных изменениях в ионосфере. Также планируется интеграция этих данных с результатами других миссий, таких как MAVEN (NASA), для создания более полной модели марсианской атмосферы.