Grafico che illustra i segnali radio da una stazione remota (linea viola piegata) che interferisce con una stazione locale (torre nera) dopo essere stata riflessa da uno strato di plasma nella ionosfera. Credito:NASA Goddard/CI lab
La sonda spaziale MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN) della NASA ha scoperto "strati" e "rift" nella parte elettricamente carica dell'atmosfera superiore (la ionosfera) di Marte. Il fenomeno è molto comune sulla Terra e causa interruzioni imprevedibili alle comunicazioni radio. Però, non li comprendiamo appieno perché si formano ad altitudini molto difficili da esplorare sulla Terra. L'inaspettata scoperta di MAVEN mostra che Marte è un laboratorio unico per esplorare e comprendere meglio questo fenomeno altamente dirompente.
"Gli strati sono così vicini sopra tutte le nostre teste sulla Terra, e può essere rilevato da chiunque abbia una radio, ma sono ancora abbastanza misteriosi, " dice Glyn Collinson del Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Maryland, autore principale di un articolo su questa ricerca apparso il 3 febbraio in Astronomia della natura . "Chi avrebbe mai pensato che uno dei modi migliori per capirli fosse lanciare un satellite a 300 milioni di miglia su Marte?"
Se la tua stazione radio preferita si è mai inceppata o è stata sostituita da un'altra stazione, una probabile causa sono gli strati di gas caricati elettricamente, chiamato "plasma, "nella regione più alta dell'atmosfera, chiamata "ionosfera". Formandosi improvvisamente e durando per diverse ore, questi strati agiscono come specchi giganti nel cielo, causando segnali radio da lontano che rimbalzano sull'orizzonte dove possono interferire con le trasmissioni locali, come due persone che cercano di parlare l'una sull'altra. Gli strati possono anche causare interferenze con le comunicazioni radio degli aerei e delle navi, e può accecare il radar militare.
A Terra, gli strati si formano ad un'altitudine di circa 60 miglia (circa 100 km) dove l'aria è troppo rarefatta perché un aereo possa volare, ma troppo spesso perché un satellite possa orbitare. L'unico modo per raggiungerli è con un razzo, ma queste missioni durano solo decine di minuti prima di ricadere sulla Terra. "Sappiamo che esistono da oltre 80 anni, ma sappiamo così poco di ciò che accade dentro di loro, perché nessun satellite può scendere abbastanza in basso da raggiungere gli strati, "dice Collinson, "almeno, nessun satellite sulla Terra."
a Marte, veicoli spaziali come MAVEN possono orbitare a quote più basse e possono campionare direttamente queste caratteristiche. MAVEN trasporta diversi strumenti scientifici che misurano i plasmi nell'atmosfera e nello spazio intorno a Marte. Recenti misurazioni da uno di questi strumenti hanno rilevato picchi improvvisi inaspettati nell'abbondanza di plasma mentre volava attraverso la ionosfera marziana. Joe Grebowsky, ex scienziato del progetto MAVEN presso la NASA Goddard, riconobbe immediatamente il picco dalla sua precedente esperienza con voli di razzi attraverso gli strati della Terra. MAVEN non solo aveva scoperto che tali strati possono verificarsi su pianeti diversi dalla Terra, ma i nuovi risultati rivelano che Marte offre ciò che la Terra non può, un luogo in cui possiamo esplorare in modo affidabile questi strati con i satelliti.
"Le basse altitudini osservabili da MAVEN colmeranno una grande lacuna nella nostra comprensione di questa regione sia su Marte che sulla Terra, con scoperte davvero significative da fare, "dice Grebowsky, un coautore sulla carta.
Grafico che illustra la navicella spaziale MAVEN che incontra gli strati di plasma su Marte. Credito:NASA Goddard/CI lab
Le osservazioni di MAVEN stanno già ribaltando molte delle nostre idee esistenti sui fenomeni:MAVEN ha scoperto che gli strati hanno anche uno specchio opposto, una "spaccatura, " dove il plasma è meno abbondante. L'esistenza di tali "spaccature" in natura era completamente sconosciuta prima della loro scoperta su Marte da parte di MAVEN, e ribalta i modelli scientifici esistenti che dicono di non potersi formare. Inoltre, a differenza della Terra dove gli strati sono di breve durata e imprevedibili, gli strati marziani sono sorprendentemente longevi e persistenti.
Queste nuove scoperte ci hanno già fornito una migliore comprensione dei processi fondamentali che stanno alla base di questi strati, e la futura esplorazione di Marte ci consentirà di costruire modelli scientifici migliori di come si formano. Mentre, proprio come il tempo, non possiamo impedire loro di formarsi, forse un giorno le nuove intuizioni da Marte potrebbero aiutarci a prevederle sulla Terra, il che significa comunicazioni radio più affidabili per tutti noi.