17 czerwca sonda MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution), mająca na celu badanie zmian atmosfery Marsa, świętowała tysięczny dzień na orbicie Czerwonej Planety. Statek badawczy pozwolił nam dowiedzieć się w jaki sposób Słońce przyczyniło się do zaniku atmosfery naszego Czerwonego Sąsiada.

Artykuł został napisany podczas obozu Klubu Astronomicznego „Almukantarat”. Autorami są: Marysia Puciata-Mroczynska, Mateusz Kruk oraz Jan Nowosielski.

Ken Kremer

Sonda MAVEN w trakcie przygotowywania do misji.

Od września 2014 roku, gdy statek znalazł się na orbicie Marsa, dokonano wielu niesamowitych odkryć, oto 10 największych z nich:

1. Zaobserwowane zakłócenia, powodowane przez gazowy tlenek azotu oraz ozon w atmosferze, wykazywały niecodzienne zachowanie, którego się nie spodziewano. Wskazuje to na zachodzące procesy wymiany gazów pomiędzy dolną i górną częścią atmosfery, które nie były zrozumiałe aż do dzisiaj.
2. Niektóre z cząsteczek wiatru słonecznego częściej potrafią przedostawać się przez górną część atmosfery, niż zmienić kierunek przez jonosferę Marsa. Takie zjawisko jest możliwe dzięki reakcjom chemicznym w jonosferze, które zmieniają cząsteczki wiatru słonecznego w ich neutralne odpowiedniki.
3. MAVEN dokonał pierwszych obserwacji warstwy składającej się z jonów metali w marsjańskiej jonosferze powstałej w wyniku zderzenia międzyplanetarnego pyłu z atmosferą czerwonej planety. Chociaż ta warstwa jest stale obecna, to w 2014 roku bardzo bliski przelot komety Siding Spring z Obłoku Oorta obok Marsa spowodował znaczące zwiększenie się tej warstwy.
4. Statek MAVEN wykrył dwa nowe typy zórz polarnych: „rozproszone” i „protonowe”. W przeciwieństwie do tego, co wiemy o większości zórz na Ziemi, te marsjańskie nie są powiązane z globalnym ani lokalnym polem magnetycznym.
5. Marsjańskie zorze spowodowane są natomiast przepływem cząsteczek wyrzucanych przez różne rodzaje burz słonecznych. Gdy te uderzą w atmosferę Marsa, mogą ponad dziesięciokrotnie zwiększyć ucieczkę gazu w kosmos.
6. Sonda MAVEN obserwowała okresowe zmiany zawartości wodoru w wyższych warstwach atmosfery. Potwierdziła, że poziom tego pierwiastka może zmieniać swój poziom nawet o 1000%. Źródłem wodoru jest woda z dolnych partii atmosfery, rozbita na poszczególne atomy pod wpływem promieni słonecznych. Te przemiany i zjawiska są niespodziewane i dotychczas niezbyt dobrze zrozumiane.
7. Interakcje między wiatrami słonecznymi a planetą są nadspodziewanie powiązane. Jest to spowodowane brakiem wewnętrznego pola magnetycznego oraz występowaniem w małych regionach zmagnetyzowanej skorupy. Może to wpłynąć na nadchodzące wiatry słoneczne w lokalnej i większej skali. Magnetosfera, wywoływana gwałtownymi zmianami warunków w krótkim czasie, jest widocznie grudkowata.
8. Orbiter używał pomiarów izotopów (czyli atomów o tej samej liczbie protonów i elektronów, ale innej masie spowodowanej różną liczbą neutronów) z wyższej warstwy atmosfery, żeby dowiedzieć się jak dużo gazu uciekło w przestrzeń kosmiczną. Te pomiary sugerują, że 2/3 lub więcej gazu zostało oderwane z powierzchni.
9. MAVEN zmierzył ilość gazu odrywanego obecnie przez Słońce i wiatr słoneczny z górnych warstw atmosfery.  Na podstawie badań sondy szacowano również, ile gazu uciekło z atmosfery w przeszłości, gdy promieniowanie ultrafioletowe i wiatr słoneczny były znacznie intensywniejsze. Wynika z tego, że zmiany były dość znaczne.
10. Atmosfera Marsa ulegała powolnemu niszczeniu przez wiatr słoneczny, co spowodowało zmiany klimatu z ciepłego i wilgotnego na zimny i suchy, który obecnie widzimy.

NASA

Orbiter doczepiony do rakiety czeka na start.

Odkrycia poczynione przez MAVEN przyczyniły się do lepszego zrozumienia procesów, którym była poddawana atmosfera Marsa. Miejmy nadzieję, że jeszcze nie raz usłyszymy o odkryciach sody NASA.