Mentre gli scienziati si preparano per missioni di ricerca con equipaggio su pianeti e lune vicini, hanno identificato la necessità di qualcosa al di là di rover e razzi.

Hanno bisogno di previsioni meteorologiche accurate. Senza di loro, qualsiasi viaggio in superficie può essere una tempesta di polvere lontano dal disastro.

Un nuovo studio di Yale aiuta a gettare le basi per una più accurata, previsioni ultraterrene prendendo un fenomeno legato alla corrente a getto terrestre e applicandolo ai modelli meteorologici su Marte e Titano, La luna più grande di Saturno. Lo studio appare sulla rivista Astronomia della natura .

"Credo che le prime previsioni accurate di forse alcuni giorni di Marte possano essere solo a un decennio di distanza, " ha detto l'autore principale J. Michael Battalio, un ricercatore post-dottorato in Scienze della Terra e planetarie presso la Facoltà di Lettere e Scienze di Yale. "Si tratta solo di combinare migliori set di dati osservativi con modelli numerici sufficientemente raffinati.

"Ma fino ad allora, possiamo fare affidamento sulle connessioni tra il clima e le condizioni meteorologiche per aiutare ad anticipare le tempeste di polvere".

Sulla terra, la regolarità dei sistemi temporaleschi alle medie latitudini è associata a quella che viene chiamata modalità anulare, una variabilità nel flusso atmosferico che non è correlata al ciclo delle stagioni. Le modalità anulari influenzano la corrente a getto, precipitazione, e formazioni nuvolose in tutto il pianeta. Spiegano fino a un terzo della variabilità nei "vortici, " comprese le bufere di neve nel New England e le forti tempeste nel Midwest.

Dopo aver notato che la regolarità delle tempeste di polvere nell'emisfero australe di Marte era simile alla ripetibilità dei vortici terrestri, Battalio concepì il nuovo studio. Nello specifico, dopo aver esaminato 15 anni di osservazioni atmosferiche di Marte in un set di dati pubblico, scoprì che Marte ha anche modi anulari, proprio come fa la Terra.

Il supervisore del laboratorio di Battalio, Giovanni Lora, un assistente professore di scienze della Terra e planetarie a Yale, ha suggerito di cercare anche modalità anulari su Titano. Sebbene ci siano pochissime osservazioni atmosferiche per Titano, Lora ha sviluppato un modello climatico globale molto apprezzato per la luna chiamato Titan Atmospheric Model (TAM).

Infatti, Battalio e Lora hanno scoperto che anche le modalità anulari sono importanti nelle loro simulazioni di Titano. Infatti, i ricercatori hanno scoperto che i modi anulari su Titano e su Marte sono ancora più influenti di quanto non lo siano sulla Terra. Sembrano essere responsabili fino alla metà della variabilità del vento su Marte e dei due terzi della variabilità del vento su Titano.

"Nuvole di metano e cambiamenti di superficie causati dalla pioggia di metano su Titano sono stati osservati in precedenza, "disse Lora, chi è coautore dello studio. "E ora sembra che questi eventi siano collegati ai cambiamenti della forte corrente a getto di Titano, influenzato dai suoi modi anulari."

Battalio ha aggiunto:"Il fatto che abbiamo trovato modalità anulari su mondi così diversi dalla Terra come Marte e Titano significa anche che potrebbero essere onnipresenti nelle atmosfere planetarie, da Venere, ai giganti gassosi o agli esopianeti."

Quanto a Marte, le sue tempeste di polvere vanno da minuscoli diavoli di polvere che si verificano costantemente a tempeste di polvere globali che circondano il pianeta una volta ogni pochi anni. Le tempeste più piccole durano meno di un giorno, ma gli eventi globali potrebbero durare mesi. Ci sono anche eventi regionali che durano giorni o settimane.

"Comprendere e prevedere questi eventi è vitale per la sicurezza delle missioni, in particolare quelli che si basano sull'energia solare, ma anche per tutte le missioni mentre atterrano in superficie, "Ha detto Battalio. "Durante i più grandi eventi regionali, la polvere a volte può diventare così densa da far sembrare il giorno buio come il cuore della notte. Anche senza un grande, evento drammatico, le tempeste regionali sono una caratteristica periodica".

È questa natura periodica, ricercatori hanno detto, che potrebbe consentire alle modalità anulari di prevedere le tempeste di polvere. Marte, Titano, e i modi della Terra si verificano ciascuno regolarmente. Poiché le modalità anulari influiscono sui vortici che causano tempeste di polvere, l'analisi in tempo reale delle modalità anulari consente semplici previsioni di tempeste di polvere senza dover fare affidamento su un modello complesso.

Il rover robotico Opportunity è atterrato su Marte nel 2004 per una missione di 90 giorni; ha operato per più di 14 anni, in parte ibernando durante le tempeste di polvere. L'esplorazione interna mediante indagini sismiche, Il lander robotico Geodesy and Heat Transport (InSight) è arrivato su Marte nel 2018.

"Un evento globale è ciò che alla fine ha concluso il rover Opportunity, ma il lento accumulo di polvere sta attualmente mettendo in pericolo la sopravvivenza della missione InSight, " Disse Battalio.