오늘날 화성의 기후를 이해하면 과거 기후에 대한 통찰력을 얻게되며, 이는 고대 화성에서의 삶의 가능성에 대한 질문에 대한 과학적 맥락을 제공합니다.
오늘날 화성의 기후에 대한 우리의 이해는 기후 모델로 깔끔하게 정리되어 있으며 지구 모델에서 인류의 지구 온난화를 묘사하는 기후 모델에 대한 강력한 일관성 검사와 영감의 원천을 제공합니다.
그러나 오늘날 화성의 기후가 무엇인지 어떻게 알 수 있습니까? 화성 대기에서 오존을 측정하기위한 새롭고 협조적인 관찰 캠페인은 관심있는 대중에게 과학적 소름 끼치는 일이 얼마나 힘들지만 흥미 진진한지를 보여줍니다.
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화성의 대기는 지구의 역사와 표면을 형성하는 데 중요한 역할을했습니다. 주요 대기 구성 요소를 관찰하는 것은 화성 기후의 정확한 모델을 개발하는 데 필수적입니다. 이것들은 과거의 기후 조건이 액체 수를 지탱할 수 있었는지, 그리고 화성에서 미래의 지표 기반 자산 설계를 최적화하기 위해 더 잘 이해하기 위해 필요합니다.
오존은 화성 대기에서 광화학 공정의 중요한 추적자입니다. 대기의 스펙트럼에서 분자의 특징적인 흡수 분광기 특징으로부터 도출 될 수있는 그것의 풍부함은 다른 성분들의 그것과 복잡하게 연결되어 있으며 대기 화학의 중요한 지표이다. 현재의 광화학 공정 모델과 일반적인 대기 순환 패턴에 의한 예측을 테스트하려면 공간 및 시간 오존 변화에 대한 관찰이 필요합니다.
Mars Express의 화성 대기 (SPICAM) 특성의 특성 조사를위한 분광법은 2003 년부터 화성 대기의 오존 풍부도를 측정하여 우주선이 지구를 공전함에 따라 점차 글로벌 한 그림을 구축해 왔습니다.
이러한 측정은 서로 다른 시간에 수행 된 지표 기반 관측과 화성의 다른 사이트를 조사하여 보완 할 수 있으므로 SPICAM 측정의 공간 및 시간 범위를 확장 할 수 있습니다. 지표 기반 관측치를 Mars Express의 관측치와 정량적으로 연결하기 위해 동시 측정을 수행하도록 조정 된 캠페인을 설정합니다.
HIPWAC (Heterodyne Instrument for Planetary Wind and Composition)에서 제공하는 것과 같은 적외선 헤테로 다인 분광법은 지상 망원경으로 화성의 오존에 직접 접근 할 수 있습니다. 매우 높은 분광 분해능 (100 만 이상)은 화성의 오존 분광 특성이 도플러가 지상의 오존 선에서 멀어 질 때 해결 될 수있게한다.
SPICAM 및 HIPWAC를 사용하여 화성 대기에서 오존을 측정하기위한 조정 된 캠페인이 2006 년부터 진행되었습니다.이 캠페인의 가장 최근 요소는 NASA 적외선 망원경 시설 (IRTF)에서 HIPWAC를 사용한 일련의 지상 관측이었습니다. 하와이의 마우나 케아. 이것들은 2009 년 12 월 8 일과 11 일 사이에 미국 NASA의 고다드 우주 비행 센터 (GSFC)에있는 행성 시스템 연구소의 Kelly Fast가 이끄는 천문학 자 팀에 의해 얻어졌다.
이미지 정보 :
화성 위도 40 ° N 위의 위치에서 화성 대기의 HIPWAC 스펙트럼; 2009 년 12 월 11 일 하와이에서 IRTF 3m 망원경으로 관측 캠페인을 진행하면서 획득했습니다. 이 처리되지 않은 스펙트럼은 화성의 오존과 이산화탄소의 특징뿐만 아니라 관측 된 지구 대기의 오존도 표시합니다. 처리 기술은 스펙트럼에서 지구의 기여를 모델링하고 제거하며 화성의이 북쪽 위치에서 오존의 양을 결정합니다.
SPICAM과 동일한 기간에 수행 된 오존 측정 값과 겹치도록 Mars Express 과학 운영 팀과 사전에 관찰 결과를 조정했습니다.
2009 년 12 월 캠페인의 주요 목표는 SPICAM (약 250nm 중심의 넓은 오존 흡수 스펙트럼 특성을 측정)과 9.7μm의 오존 흡수 특성을 감지 및 측정하는 HIPWAC을 사용하여 관찰 한 결과 동일한 총 오존을 검색하는 것입니다. 전자기 스펙트럼의 2 개의 상이한 부분에서 수행되고 오존 프로파일에 대해 상이한 감도를 갖음에도 불구하고, 풍부도. 2008 년 비슷한 캠페인에서 SPICAM과 HIPWAC 기기로 얻은 오존 측정 결과의 일관성을 크게 검증했습니다.
2009 년 12 월 캠페인 기간 동안 IRTF 현장에서 기상 조건과 관찰 결과가 매우 좋았 기 때문에 HIPWAC 기기로 우수한 품질의 스펙트럼을 얻을 수있었습니다.
Kelly와 동료들은 지구의 북반구와 남반구에서 화성의 여러 위치에 대한 오존 측정치를 수집했습니다. 이 4 일간의 캠페인 동안 SPICAM 관측은 북반구로 제한되었습니다. 여러 HIPWAC 측정은 SPICAM의 관찰과 동시에 이루어졌으며 직접 비교할 수있었습니다. 다른 HIPWAC 측정은 지상 망원경 관측 밖에서 발생한 SPICAM 궤도 통과에 가깝게 이루어졌으며 비교에도 사용됩니다.
이 팀은 또한 Syrtis Major 지역의 오존 풍부도를 측정하여이 지역의 광화학 모델을 제한하는 데 도움을줍니다.
이 최근 캠페인의 데이터 분석이 진행 중이며, 올해 3 월에 예정된 HIPWAC 및 SPICAM 관측에 대한 후속 후속 캠페인이 진행 중입니다.
이 두 기기의 데이터 호환성을 확고한 기반으로두면 화성 대기의 광화학 모델을 테스트 할 때 지상 적외선 측정과 SPICAM 자외선 측정을 결합 할 수 있습니다. 이러한 데이터 세트를 결합하여 얻은 확장 된 범위는 대기 모델에 의한 예측을보다 정확하게 테스트하는 데 도움이됩니다.
또한 SPICAM 관측치를 HIPWAC 기기 및 1988 년으로 거슬러 올라간 IRHS (Infrared Heterodyne Spectrometer)를 사용하여 수행 한 장기 측정과 정량적으로 연결합니다. 이는 오존의 장기적인 행동 및 관련 화학 물질의 연구를 지원합니다. 화성 대기에서 현재 화성에 대한 현재 임무보다 시간이 더 길다.
출처 : ESA, 2009 년 9 월 15 일호 Icarus에서 발행 된 논문
