Meglévő, de nem erre a célra készült eszközök újszerű alkalmazásával a Mars légkörének eddig ismeretlen területeit sikerült megvizsgálni.
A londoni Imperial College és más intézmények kutatói az eredetitől eltérő célra használták az ESA Mars Express szondájának egyik műszerét, amellyel a Mars légkörének az űreszközök műszereivel közvetlenül elérhetetlennek bizonyult részeit vizsgálták, köztük olyan területeket is, amelyek blokkolhatják a rádiójeleket, ha nem megfelelően veszik figyelembe a tulajdonságaikat, ami kritikus jelentőségű lehet a jövő elképzelt marsi telepei szempontjából. Összesen 83 mérést hajtottak végre, amelyek elemzésének eredményeit a Radio Science folyóiratban publikálták.
A kölcsönös rádióokkultációnak nevezett mérés során a Mars Express és a Mars körül keringő másik ESA-szonda, az ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) között olyan alkalmakkor létesítettek rádiókapcsolatot, amikor az egyik szondáról nézve a másik keringése közben eltűnik a Mars mögött, aminek következtében a rádiójelek a légkör egyre sűrűbb rétegein haladnak keresztül, míg végül elhalnak. A légkör törésmutatójának változásai nagyon csekély, mégis kimutatható mértékben megváltoztatják a rádióhullámok frekvenciáját, aminek mértékéből a kutatók következtetni tudnak a légkör alsóbb rétegeinek sűrűségére és az ionoszféra elektronkoncentrációjára.
A Mars Express (piros) és a Trace Gas Orbiter (kék) pályája, illetve a két űreszköz elhelyezkedése a kísérletek elvégzésekor. A fekete-fehér nyíl jelzi a két szonda közötti rádiókapcsolat irányát. (Kép: Radio Science, 2024)
A kutatást vezető Jacob Parrott, az Imperial College fizikai tanszékének doktorandusz hallgatója elmondta, hogy a két szonda berendezéseit eredetileg nem erre a mérésre tervezték, hanem az orbiterek és a Mars felszínén dolgozó roverek közötti kapcsolattartásra, de átprogramozásukkal sikerült alkalmassá tenni őket ennek az újszerű tudományos mérésnek az elvégzésére. Az innovatív módszer megváltoztathatja a jövő marsi küldetéseit, mert a kölcsönös rádióokkultáció segítségével gazdaságosan lehet tudományos szempontból értékes adatokat szerezni a meglévő eszközök használatával.
Rádióokkultációs méréseket már korábban is végeztek, de azokban az esetekben a Mars körül keringő űrszonda rádiójeleit olyankor vizsgálták, amikor a szonda a Földről nézve a bolygó mögé került, miközben a rádiójelek áthaladtak a légkörén. A két űreszközzel végrehajtott hullámterjedési kísérlet sem teljesen újdonság, de ilyent eddig csak a Föld körül keringő műholdak között hajtottak végre. A műholdas navigációs rendszerek műholdjaival sok ezer ilyen mérést végeztek már, amelyek eredményeit a légkör vizsgálatára és az időjárás előrejelzésében használják. A Mars körül keringő szondák között eddig csupán három alkalommal végeztek rádióokkultációs mérést, mindhármat 2007-ben a NASA szondáival, a technológia demonstrálásának céljával. A mostani kísérletsorozat volt az első alkalom, amikor rutinszerű méréssorozatot végeztek egy idegen bolygó légkörének vizsgálata céljából, bizonyítva a technológia életképességét és létjogosultságát.
A Mars körül végzett kölcsönös rádióokkultáció kísérlet (nem méretarányos) vázlata. A rajz bal szélé látható űrszonda a nyíl irányában mozogva éri el a megfelelő konfigurációt. Az általa kibocsátott rádiójelek a piros hullámvonalak, a vevő űrszondát nem mutatja a rajz. A két szonda között terjedő rádióhullámok Marshoz legközelebbi pontja ennek megfelelően az ábrán egyre lejjebb csúszik. Először az ionoszféra M1 és M2 rétegén haladnak keresztül, majd a semleges felsőlégkörön (kéken árnyalt gömbhéj). Az áthaladás közben megváltozik a hullámok haladási iránya és frekvenciája. (Kép: Radio Science, 2024)
Jelenleg hét űrszonda kering a Mars körül, és ez a szám a jövőben tovább nőhet, így az új módszer egyre fontosabbá válhat a Mars légkörének kutatásában, nemcsak azért, mert egyre több mérést végezhetnek, hanem azért is, mert a bolygó légkörének más módszerekkel nehezen vagy egyáltalán nem vizsgálható térségeit is megfigyelhetik. A hagyományos, Mars–Föld viszonylatban végzett okkultációs vizsgálatok hátránya, hogy a két bolygó egymáshoz képest lassan mozog, ezért a kutatók az egymást követő mérések során gyakran a Mars légkörének ugyanazt a részét vizsgálják, ami megnehezíti a globális változások kimutatását. További problémát jelent, hogy a szondák fix pályája miatt évente csak néhány hónapon keresztül lehet a hagyományos módszerrel méréseket végezni. A két űrszonda közötti kölcsönös okkultáció esetében ez nem jelent akadályt.
Kapcsolódó cikkek: Kapcsolódó linkek:
ExoMars: felfüggesztve
A Rosalind Franklin érkezésére készülve
A jég eloszlása a Marson
Marsi metán: új cáfolat
TGO: a légköri fékezés befejezve
Régi műszer, újfajta mérés a Marsnál (Phys.org)
A legújabb sorozatú Starlink műholdak akár 30-szor nagyobb teljesítménnyel sugároznak a számukra nem kijelölt alacsony frekvenciákon, mint elődeik. A rádiócsillagászok okkal aggódnak.
