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    Come un minuscolo motore Curiosity ha identificato un'enorme tempesta di polvere marziana

    I globi rotanti dal 28 maggio al 1 luglio mostrano una tempesta di polvere globale che oscura completamente la superficie di Marte. Credito:NASA/JPL-Caltech/MSSS

    Non mancano gli occhi, umano e robotico, puntato su Marte. Gli scienziati esplorano costantemente il Pianeta Rosso dai telescopi sulla Terra, più i sei veicoli spaziali che girano intorno al pianeta dalla sua orbita, e due vaganti sulla sua superficie. Quindi, quando la polvere ha riempito l'atmosfera durante la recente tempesta di polvere planetaria, le osservazioni sono state abbondanti.

    Il Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) della NASA ha fornito le prime intuizioni il 30 maggio quando ha osservato un accumulo di polvere nell'atmosfera vicino a Perseverance Valley, dove sta esplorando il rover Opportunity della NASA. La tempesta sempre più nebbiosa, il più grande dal 2007, ha costretto Opportunity a chiudere le attività scientifiche entro l'8 giugno, dato che la luce del sole non poteva penetrare la polvere per alimentare i pannelli solari del rover. Gli scienziati stanno aspettando con ansia che l'esploratore itinerante riacquisti energia e telefoni a casa.

    Nel frattempo, il 5 giugno, dall'altra parte del globo si materializzarono le prove che la tempesta stava crescendo e cominciava a colpire il cratere Gale, il sito di ricerca del rover Curiosity della NASA. (La tempesta è stata ufficialmente classificata come globale il 20 giugno.)

    Proviene da una fonte inaspettata:un attuatore, o motore, che alimenta il coperchio di un imbuto che raccoglie campioni di roccia marziana in polvere lasciati cadere dal trapano di Curiosity. I campioni vengono quindi sottoposti ad analisi chimica dal laboratorio di chimica portatile Sample Analysis at Mars (SAM), progettato dagli scienziati del Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Maryland e costruito nel ventre di Curiosity.

    Benito Prati, un ingegnere elettromeccanico Goddard, ha notato che la tempesta di polvere stava lentamente raggiungendo Curiosity attraverso le letture continue della temperatura che ha raccolto dai sensori dell'attuatore.

    "Tutte le mie carte hanno mostrato l'effetto tempesta di polvere sull'attuatore perché è esposto; è seduto là fuori sul ponte del rover, " disse Prats. "All'improvviso, Ho visto la temperatura diurna scendere molto rapidamente".

    Prats ha osservato nel grafico sopra la temperatura in calo durante il giorno e in aumento di notte al di sopra dei livelli normali. Questo accade durante una tempesta di polvere perché meno sole penetra nell'atmosfera polverosa durante il giorno, raffreddando la superficie del pianeta, mentre di notte, il più caldo, l'atmosfera polverosa riscalda il suolo.

    Ci sono altri strumenti sul rover che tracciano il tempo. La Rover Environmental Monitoring Station misura la temperatura dell'aria, pressione atmosferica, e altre condizioni ambientali, che cominciavano anche a indicare l'accumulo di polvere.

    A differenza di Opportunity a energia solare, Curiosity è alimentato da un generatore di plutonio, quindi le sue operazioni non sono state influenzate dall'ombra della polvere. Inoltre, le variazioni di temperatura non hanno influenzato gli attuatori SAM:ci sono due imbuti campione, nel caso in cui uno si intasasse, poiché a loro piace più caldo, temperature meno estreme.

    SAM analizza rocce e suoli marziani alla ricerca di materiali organici. Affinché SAM funzioni correttamente, i suoi attuatori devono essere a -40 gradi Celsius (-40 Fahrenheit). Questo è il motivo per cui Prats tiene d'occhio la loro temperatura. Quando le temperature marziane in primavera scendono a -60 gradi Celsius (-76 Fahrenheit) di notte, I riscaldatori SAM riscaldano i motori per sollevare il coperchio dell'imbuto per le gocce di campione.

    La foto a sinistra mostra il ponte del rover Curiosity, il sol (giorno marziano) 36, o 10 settembre, 2012, che era a circa un mese dall'inizio della sua missione su Marte. Il ponte è pulito, salvo qualche particella e un'ombra della MastCam, che ha scattato la foto. La foto a destra, preso su sol 2, 068, o 31 maggio, 2018, mostra particelle di sporco, polvere e polvere sul ponte del rover, che circonda un attuatore. Non tutta la polvere viene dalla recente tempesta, anche se. Marte è polveroso in generale, quindi la maggior parte della polvere nella foto si è accumulata in sei anni. A volte le particelle vengono lanciate in aria quando il rover guida, altre volte i dust devils o una raffica di vento sollevano la polvere e la depositano sul ponte del rover. Credito:NASA/JPL-Caltech

    Dopo che Prats ha scoperto gli effetti della tempesta di polvere nei suoi dati sulla temperatura, lo ha combinato con le medie storiche della temperatura dell'attuatore per stimare quando la tempesta di polvere si sarebbe placata.

    "Al sol 2125 (28 luglio), ho notato un andamento lineare, " Egli ha detto, "così ho detto ok, Posso prevedere che il sole 2180 (23 settembre) sarà quando usciremo dalla tempesta di polvere e la temperatura tornerà alla normalità, anche se in seguito l'ho aggiornato al sol 2175 (18 settembre)." La sua previsione era coerente con quelle più formali, e corrisponde alle letture recenti della temperatura dell'attuatore, che sono tornati alla normalità intorno al 18 settembre, indicando che la polvere sul cratere Gale si è depositata da allora. La maggior parte della polvere si è depositata anche a Perseverance Valley.

    Dati da qualsiasi fonte, anche il più inaspettato, sono utili agli scienziati planetari, dato che ancora non sappiamo perché alcune tempeste di sabbia marziane durano mesi e diventano massicce, mentre altri rimangono piccoli e durano solo una settimana.

    Gli scienziati sperano di essere in grado di prevedere questi eventi globali, come possono prevedere gli uragani sulla Terra, al fine di comprendere meglio il clima attuale e passato del pianeta e progettare adeguatamente missioni robotiche e umane sul pianeta, Dicono gli scienziati della NASA.

    "Ci sono alcune cose su Marte che lo rendono più prevedibile e altre che lo rendono meno della Terra, " ha detto Scott D. Guzewich, uno scienziato dell'atmosfera Goddard che guida l'indagine sulla tempesta di polvere di Curiosity.

    "Posso stimare, due anni in anticipo, la temperatura, pressione dell'aria, e se ci sarà polvere o nuvole nell'aria durante la stagione non polverosa in qualsiasi parte del pianeta, " disse. "Ma durante la stagione polverosa, in luoghi con tempeste di polvere, Non posso darvi alcuna previsione che ci sarà una tempesta di polvere un giorno e non un altro".


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