一旦NASA的恒心漫游者于2021年2月18日降落,火星将获得新的气象报告。当它向Jezero Crater搜寻古代微生物的迹象时,Perseverence将收集第一批行星样本,以供人类返回地球。未来的任务。但流浪者还将提供关键的大气数据,这将有助于使前往“红色星球”的未来宇航员能够在一个没有透气氧气,冰冻温度,行星尘暴和强烈太阳辐射的世界中生存。
气象数据背后的仪器称为MEDA,是火星环境动力学分析仪的缩写。其目标的一部分是收集基本信息:温度,风速和方向,压力和相对湿度。毅力降落地点的温度模型范围从晚上的平均华氏126度(华氏88摄氏度)到下午的华氏9度(华氏23摄氏度)左右。
MEDA首席研究员何塞·安东尼奥·罗德里格斯·曼弗雷迪(Jose Antonio Rodriguez-Manfredi)是NASA好奇号火星探测器和InSight着陆器上的气象仪器,将在“另一个星球上创建第一个气象网络”。 Tecnica Aeroespacial在西班牙马德里。
但是,MEDA及其前身之间的主要区别在于,它还将测量火星大气层中尘埃颗粒的数量,形状和大小。尘埃是火星上任何地面任务的重要考虑因素。它覆盖了一切,包括航天器和它们可能拥有的任何太阳能电池板。它还会驱动表面和大气中的化学过程,并影响温度和天气。毅力团队希望了解更多有关这些互动的信息。这样做也将有助于团队规划Ingenuity Mars直升机的运营。
罗德里格斯·曼弗雷迪说:“了解火星尘埃对于这一任务非常重要。” “那些细小的尘埃颗粒从表面升起并覆盖了整个星球。我们不知道火星的风和温度的变化如何引起那些全球性的沙尘暴,但这对于将来的任务将是重要的信息。”
尽管这些风暴不会像您在电影中看到的那样吹拂(火星的气氛太稀薄了),但它们却可以形成一层厚厚的尘土。经过近15年的运营,2018年夏天的一场全球沙尘暴结束了NASA经验最丰富的漫游者太阳能机遇号的任务。
即使在平静的日子里,火星上的尘埃也无处不在且具有侵入性。
MEDA将能够测量昼间尘埃循环的细节:“我们知道中午时分,大气层实际上会搅动尘埃。然后,在夜间,当温度下降时,大气层会稳定下来,尘埃较少,” Manuel de说MEDA的副首席研究员la Torre Juarez是位于美国南加州的NASA喷气推进实验室的研究员。“我们想知道更多,因为随着我们对火星的任务越来越大,对尘埃的考虑也可能变得更加相关。”
阿波罗(Apollo)宇航员发现,月尘是一种普遍的麻烦,会进入头盔环,粘在宇航服上并影响宇航服的冷却系统。月球上的阿波罗任务只持续了几天。人类对火星的任务可能会更长,因此有关每日尘埃循环的新数据将使任务计划人员以及航天器和太空服设计人员受益。
阴冷多云,有很多辐射
空气中的尘埃甚至会影响轰炸火星表面的太阳辐射量。在地球上,我们的大气层以及我们星球的磁场使我们免受辐射。但是火星上没有全球磁场,它的大气层仅是地球密度的1%。因此,灰尘和辐射的测量是相辅相成的,特别是对于太空服设计而言。
罗德里格斯·曼弗雷迪(Rodriguez-Manfredi)说:“辐射可能是宇航员最极端的条件。” 保护宇航员免受辐射的防护服至关重要。”
为此,MEDA的SkyCam将拍摄并拍摄天空和云彩的视频,同时监视各种波长的天空亮度,以帮助我们更好地了解火星的辐射环境。
罗德里格斯·曼弗雷迪(Rodriguez-Manfredi)说:“我们将拥有自己的摄像头来监视那些云层和不透明度以及大气中可能改变太阳辐射强度的灰尘或其他气溶胶的数量。” “我们将能够看到大气中的灰尘量每小时变化一次。”
NASA的恒心火星探测器的桅杆上弹出两个风传感器之一。这些传感器是Perseverance气象仪器MEDA的一部分。图片来源:NASA / JPL-Caltech
这些信息也将有助于恒心公司寻找前世。与地球上一样,如果生命存在于火星上,那很可能是基于有机分子的。太阳辐射可以改变岩石中过去的痕迹,而MEDA的数据将帮助科学家了解这些变化。
清除空气
(MOXIE)。MOXIE将展示一种技术,未来的探险家可能会使用该技术产生氧气,以用于火箭推进剂和呼吸。为了使MOXIE这样的设备取得成功,任务计划人员将需要更多有关其面临的挑战的信息。“他们正在得到一个干净的气氛吗?” 德拉托雷·华雷斯说。“它们会变成尘土飞扬的气氛吗?这些灰尘会最终填满空气过滤器吗?他们可能会确定一天中最好运行MOXIE的时间,而不是最好不运行它的时间。 ”
为了进行测量,无论毅力是游荡还是小睡,MEDA都会在每小时,每天和每个晚上唤醒自己。这将产生几乎恒定的信息流,以帮助填补我们对火星大气层知识的空白。
有关任务的更多信息
恒心计划在火星上飞行的一项关键科学目标是天体生物学,包括寻找古代微生物生命的迹象。流浪者将表征地球的地质和过去的气候,为人类探索红色星球铺平道路,并且是收集和储存火星岩石和重石块(破碎的岩石和尘土)的第一个任务。
NASA目前正在与欧洲航天局合作考虑进行后续飞行任务,这些飞行任务将把航天器送往火星,以从地表收集这些缓存的样本,然后将其返回地球进行深入分析。
2020年的火星飞行任务是更大计划的一部分,该计划包括对月球的飞行,以此为人类探索红色星球做准备。到2024年,美国航天局将负责将宇航员送回月球,到2028年,美国宇航局将通过NASA的Artemis月球探测计划在月球及其周围建立持久的人类存在。