Perseverance-kulkijan sääasema kertoo Marsin Jezero-kraatterin sääilmiöiden monipuolisuudesta
Perseverance-kulkija Marsissa. Kuva: NASA/JPL-Caltech.Perseverance-kulkija laskeutui Marsin Jezero-nimiseen kraatteriin helmikuussa 2021. Kulkija on siitä lähtien tutkinut lähiympäristöään ja kerännyt geologisia näytteitä tuotavaksi Maahan tulevaisuudessa.
Kulkijassa on tähän mennessä Marsiin lähetetyistä laskeutujista kyvykkäin sääasema MEDA (Mars Environmental Dynamics Analyzer), joka pystyy tuottamaan entistä kattavampia ja tarkempia mittauksia lähiympäristöstään. Ilmatieteen laitos on toimittanut kulkijaan kaksi mittalaitetta: kaasukehän painetta mittaavan MEDA PS:n ja kaasukehän suhteellista kosteutta mittaavan MEDA HS:n.
MEDAlla on myös tärkeä rooli muiden tutkimuslaitteiden tukemisessa. Muun muassa Marsissa parhaillaan operoiva Ingenuity-helikopteri käyttää MEDAn tietoja tuuliolosuhteista.
Uudenlaisia mittauksia
Aiemmat kulkijat ja laskeutujat ovat tutkineet Marsin kaasukehää pinnalta käsin aiemminkin, mutta MEDA on mahdollistanut uudenlaisia mittauksia, joita Marsista ei ole aiemmin saatu.
MEDA kykenee mittaamaan yhtä aikaa kaasukehän lämpötilaa neljältä eri korkeudelta: Marsin pinnasta sekä 0,85, 1,45 ja 40 metrin korkeudesta. Tämä auttaa ymmärtämään ja mallintamaan paremmin kaasukehän käytöstä pinnan läheisyydessä.
Perseverance-kulkijaan kiinnitetty SkyCam-kamera mittaa säännöllisesti aamuin ja iltapäivisin kaasukehän opasiteettia eli läpinäkymättömyyttä. Kamera on havainnut optisen paksuuden olevan suurempi aamuisin. Havainnot auttavat ymmärtämään pöly- ja jääpilvien käyttäytymistä sekä vuorovaikutusta pinnan ja kaasukehän kanssa. Lämpöinfrapunamittari TIRS ja säteily- ja pölymittari RDS puolestaan tuottavat uutta tietoa Marsin pinnan ja kaasukehän välisestä energiataseesta.
Kaasukehän vesipitoisuus vaihtelee ennustettua enemmän
Perseverancen kosteusmittalaite MEDA HS on paranneltu versio aiemmin Curiosity-kulkijaan Ilmatieteen laitoksen toimittamasta laitteesta. Laitteen toteutus sekä kalibrointi on esitelty Planetary and Space Science vuonna 2022. Marsin pinnalla on päiväsaikaan todella kuivaa, suhteellinen kosteus on hyvin lähellä nollaa, mutta öisin lämpötilan laskiessa suhteellinen kosteus nousee useisiin kymmeniin prosentteihin.
Uudet mittaukset osoittavat, että kaasukehän kosteudessa on yöaikaan ollut ennustettua enemmän vaihtelua ja nopeita muutoksia. Yhdessä muiden MEDAn mittarien kanssa näitä mielenkiintoisia ilmiöitä pyritään ymmärtämään ja tulkitsemaan jatkotutkimuksissa.
Painedata kertoo monenlaisista ilmiöistä
Perseverancen painemittauksissa näkyy sekä Marsin vuodenaikojen muutos että monenlaiset paikalliset sääilmiöt. Vuoden mittaan paineeseen vaikuttaa pohjois- ja etelänapajäätiköiden sublimoituminen ja härmistyminen.
Yleisesti ottaen MEDAn painemittarin tuottamat mittaukset ovat olleet ennusteiden mukaisia mutta pienet erot mallinnukseen herättävät mielenkiintoisia kysymyksiä siitä, kuinka malleja voitaisiin vielä parantaa. Esimerkiksi paikalliset pinnanmuodot luultavasti vaikuttavat havaintoihin tavalla, jota ei vielä ole pystytty täysin ennustamaan.
Painemittauksissa näkyy myös kaasukehän turbulenssi sekä pölypyörteet. Jezerossa on toistaiseksi esiintynyt enemmän pölypyörteitä kuin millään toisella laskeutumisalueella Marsissa. Paineen pudotus pölypyörteen sattuessa lähelle on ollut luokkaa 0,3–6,5 pascalia ja kesto 1–200 sekuntia.
Lisätietoja:
tutkija Maria Hieta, Ilmatieteen laitos, maria.hieta@fmi.fi
Viitteet:
J. A. Rodriguez-Manfredi et al.,The diverse meteorology of Jezero crater over the first 250 sols of Perseverance on Mars, Nature Geoscience, 2023, doi: 10.1038/s41561-022-01084-0. Artikkeli on saatavilla Nature Geoscience -tiedelehdessä.
H. Hieta et al., MEDA HS: Relative humidity sensor for the Mars 2020 Perseverance rover, Planetary and Space Science, 2022, doi: 10.1016/j.pss.2022.105590.
Artikkeli on saatavilla Planetary and Space Science -tiedelehdessä.
