بحث

مسبار المريخ المداري ExoMars-TGO لم يجد الميثان في جو الكوكب الأحمر

مركبة فضائية تتبع الغاز (TGO)تعمل البعثة الأوروبية الروسية ExoMars في مدار الكوكب الأحمر منذ عام. خلال هذا الوقت ، تمكن من القيام بالكثير من الأشياء المفيدة: لقد وضع خريطة أكثر تفصيلاً لتوزيع المياه تحت سطح الكوكب ، ودرس تأثير العواصف الترابية العالمية على جو المريخ ، وأيضًا ... لم يجد أي آثار للميثان في الغلاف الجوي ، مما أدى إلى تعميق لغز اكتشافه "فضول" وكالة الفضاء الأمريكية وكالة ناسا وأجهزة استشعار مسبار مارس إكسبريس لوكالة الفضاء الأوروبية (إيسا) ، التي تم الإبلاغ عنها سابقا.

أصبح اكتشاف الميثان على سطح المريخ حقيقةضجة كبيرة. على الأرض ، جميع احتياطيات هذا الغاز في الغلاف الجوي تقريبًا ذات أصل بيولوجي (جزئيًا ، يرتبط بالعمليات الجيوكيميائية) ، ويتم تدميره سريعًا نتيجة لتفاعل جزيئاته مع أشعة الشمس والأكسجين. لهذا السبب ، اقترح العديد من العلماء أن الميكروبات المريخية يمكن أن تكون مصدرًا لميثان المريخ.

في الأسبوع الماضي فقط ، أعلنت وكالة ناسا ووكالة الفضاء الأوروبيةأن كلا من Curiosity rover و Mars Mars المداري عثرتا على انبعاثات غاز الميثان كبيرة كل يوم على حدة في عام 2013 ، وكانوا قادرين حتى على تثليث المصدر الأكثر احتمالا للانبعاثات. ومع ذلك ، فإن أحدث الملاحظات من مركبة TGO الفضائية ، التي نشرتها Nature ، تظهر صورة مختلفة تمامًا لمحتوى هذا الغاز في جو الكوكب الأحمر.

قام الباحثون بتحليل بيانات الجهازتتبع الغاز المداري (TGO) ، التي تم جمعها بين أبريل وأغسطس من العام الماضي. لزيادة دقة قياس تركيزات غاز التتبع ، يستخدم TGO طريقة الكسوف الشمسي - فهو يقيس طيف الامتصاص للغلاف الجوي عند غروب الشمس وشروقها. هذا يجعل من الممكن خفض مستوى الضوضاء في الطيف الملتقطة وزيادة المسار البصري للأشعة بعامل من عشرة (أي حجم الغلاف الجوي الذي يتم قياس تركيز الغاز فيه). يتم إجراء هذه القياسات بواسطة المسبار المداري باستخدام مطياف ACS و NOMAD.

على الرغم من المدة القصيرة نسبياالملاحظات ، كان المسبار قادرا على قياس تركيز الميثان في ما يقرب من مائة نقطة فوق سطح الكوكب الأحمر. تتعلق معظم هذه القياسات بالمناطق المحيطية ، ولكن هناك عدة نقاط تلتقط أيضًا خطوط العرض الاستوائية ، على وجه الخصوص ، منطقة حفرة الحفرة ، حيث عثر روفر كوريوسيتي على انبعاث كبير من الغاز في الغلاف الجوي. يوضح تحليل البيانات التي تم الحصول عليها أنه في جميع هذه النقاط لاحظت TGO تركيز لا يزيد عن 0.15 مليار من وحدة التخزين ، مع الأخذ في الاعتبار الأخطاء. هذا أقل بمائة مرة من بيانات Mars Express وعشر مرات أقل من بيانات الفضول.

خريطة للمنطقة التي كان يقوم بها TGO لحساب تركيز الميثان في الغلاف الجوي

"لقد قمنا بزيادة دقة القياسات من قبل العديدأوامر من الحجم مقارنة بأداة SAM على متن الفضول روفر. لقد نجحنا في العثور على آثار للمياه في الغلاف الجوي الجاف للغاية للمريخ ، لكننا لم نجد أبداً حتى كميات ضئيلة من الميثان ، والتي ستكون أعلى من مستوى الضوضاء في الخلفية ، ناهيك عن الكميات التي سجلتها ناسا روفر "، يعلق أحد العلماء. قادة بعثة ExoMars-TGO Oleg Korablev من معهد أبحاث الفضاء التابع للأكاديمية الروسية للعلوم.

"نحن لا ننتقد القياسات التي أجريتتحتاج الفرق الأخرى إلى فهم أننا قمنا بملاحظات الصيف الماضي والخريف ، والمركبة والتحقيق قبل خمس سنوات. من ناحية أخرى ، أصبح من الصعب علينا الآن توضيح المكان الذي يمكن أن يختفي فيه هذا الميثان ، بالنظر إلى الآليات التي يمكنها تدميره "، يضيف العالم.

في منتصف عام 2018 ، انخفض المريخالعاصفة الترابية العالمية التي كلفت "الحياة" إلى واحدة من المريخ وكالة الفضاء المريخ روفرز - الفرصة. عند مشاهدة هذا الحدث من الأعلى ، كان لدى المدار TGO فرصة ممتازة لمعرفة تأثير هذه العواصف العملاقة على الغلاف الجوي للكوكب. أجري تحليل البيانات من قبل مجموعة أخرى من العلماء بقيادة آن Vandale. كما تم نشر نتائج أبحاثهم في مجلة Nature.

تركيزات الحجمي من الماء والمياه "الثقيلة الخفيفة" ونسبتها اعتمادا على الطول. تصف الخطوط ذات الألوان المختلفة لحظات مختلفة بالنسبة للعاصفة في 30 مايو

قام العلماء بقياس التوزيع الرأسيالغبار والماء والمياه "الثقيلة الخفيفة" (في جزيئاتها تحتوي على ذرة واحدة من الهيدروجين والدوتيريوم) على ارتفاع 90 كم فوق السطح. أظهر تحليل البيانات أنه قبل العاصفة الترابية في 30 أيار (مايو) 2018 ، اختفى عمليا "الماء الخفيف الثقيل" من ارتفاعات تزيد عن 40 كيلومترًا ، مما يشير إلى تكوين غيوم ثلجية مائية. ومع ذلك ، أثناء العاصفة ، زاد هذا التركيز مرة أخرى ، مما يعني أن الغيوم المشكلة حديثًا قد ارتفعت درجة حرارتها وذوبانها وانهارت. يلاحظ العلماء أن هذه العمليات يمكن أن تزيد من تسريع دوران المواد عبر الغلاف الجوي.

يتم احتواء الماء ليس فقط في جو الأحمرالكوكب ، ولكن أيضا تحت سطحه. باستخدام أداة FREND ، أجرى مسبار TGO من مايو إلى سبتمبر من العام الماضي العديد من عمليات المسح على سطح المريخ ، بفضل العلماء الذين تمكنوا من تحديث الخريطة العالمية لتوزيع المياه في التربة على عمق 1 متر. تم استخدام الأداة لمراقبة كيفية تفاعل الأشعة الكونية مع السطح. على وجه الخصوص ، قام الجهاز بقياس سرعة الانعكاس (الارتداد) للنيوترونات من السطح - الهيدروجين الموجود في شكل جليد ، وكذلك المعادن الرطبة تبطئها ، مما يسمح للجهاز بتحديد محتوى الماء الكمي في منطقة معينة.

خريطة توزيع المياه تحت السطحية على سطح المريخ تم إنشاؤها باستخدام TGO

وكانت النتائج مماثلة للاستنتاجات.الملاحظات السابقة. أكبر تجمع للمياه في المناطق القطبية (على وجه الخصوص ، بالقرب من القطب الشمالي للكوكب) ، في حين أن بقية الكوكب مغطاة بالتناوب "الرطب" والمناطق "الجافة". لم يكتمل بعد عمل أداة FREND ، لكن العلماء تلقوا بالفعل الخريطة الأكثر تفصيلا لتوزيع المياه على الكوكب.

في 131 يومًا فقط من التشغيل ، تمكنا من ذلكعدة مرات أكثر تفصيلا الخريطة ، مقارنة مع تلك التي تم إنشاؤها على أساس بيانات المراقبة لمدة 16 عاما من قبل مركبة الفضاء مارس أوديسي "، تعليقات ايجور ميتروفانوف ، المؤلف الرئيسي لدراسة حول تفاصيل توزيع المياه على المريخ.

"يتم تحديث البيانات باستمرار. بمرور الوقت ، سوف نحصل على خريطة كاملة لتوزيع مياه المريخ تحت سطح الأرض. هذا مهم ليس فقط لتحديد المناطق الغنية بالمياه في الكوكب ، ولكن أيضًا لفهم التطور العام للمريخ. بالإضافة إلى ذلك ، ستكون البيانات مفيدة بالتأكيد للبعثات المستقبلية لاستكشاف الكوكب الأحمر "، يضيف العالم.

يمكنك مناقشة المقال في Telegram-chat.