Maggio 19, 2022

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Primo volo in ritardo a causa del maltempo in un altro mondo

Dust Storm e Jezero Pit: Le immagini acquisite il 9 gennaio 2022 sono state raccolte dallo strumento Mars Color Imager sul Mars Reconnaissance Orbiter della NASA per creare questa vista che mostra una tempesta di polvere regionale che oscura la posizione dell’elicottero Ingenuity Mars (cerchio bianco). Credito: NASA/JPL-Caltech/MSSS

volo 19 per NasaLa sua creazione è prevista entro domenica 23 gennaio 2022.

Atmosfera Marte Molto meno denso di quello terrestre; Tuttavia, il clima di Marte condivide molte somiglianze con la Terra: stagioni, venti mutevoli, nuvole ghiacciate e tempeste di sabbia, tra gli altri. La previsione degli eventi meteorologici, come per la Terra, è sempre uno sforzo incerto. Mentre ci preparavamo per il volo 19, abbiamo scoperto che il clima marziano inaspettato potrebbe portare a uno scenario familiare e sfortunato qui sulla Terra: un volo in ritardo. Fortunatamente, l’Ingenuity non trasporta passeggeri e tutto il suo bagaglio viene “trasportato”, quindi il risultato non è altro che aspettare un tempo migliore.

Con 18 voli completati finora, le previsioni meteorologiche sono ora parte integrante della pianificazione del volo su Marte. Dal primo volo del 19 aprile 2021, il cratere Jezero è avanzato attraverso la primavera e l’estate. Al momento ci stiamo avvicinando alla fine dell’estate e all’inizio dell’autunno, che inizia il 24 febbraio. E mentre le stagioni cambiano, arrivano nuove sfide, inclusa una minore densità dell’aria che ha richiesto adeguamenti al modo in cui voliamo.

In qualità di meteorologi, il nostro compito è fornire una valutazione delle condizioni meteorologiche attuali rispetto ai requisiti dell’aviazione. Quali sono questi requisiti per un volo accettabile e sicuro? Le condizioni favorevoli dipendono da due proprietà principali: densità dell’aria e velocità del vento. Sebbene non abbiamo il vantaggio di un gran numero di stazioni meteorologiche o satelliti in orbita attorno al tempo su Marte, come fanno sulla Terra, abbiamo una serie di strumenti a nostra disposizione per determinare se le condizioni sono accettabili per il volo. La risorsa di previsione più utile è Analista di dinamiche ambientali marziane (MEDA) – Una stazione meteo operante sul rover Perseverance. Con questo potente set di strumenti, possiamo calcolare la densità dell’aria, misurare i venti durante il giorno e tenere traccia dei loro cambiamenti con la stagione mentre ci prepariamo per i viaggi futuri. Non mancano nemmeno l’aiuto delle risorse orbitali: il Mars Color Imager (MARCI) e il Mars Climate Sounder (MCS) a bordo del Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) forniscono aggiornamenti quotidiani sullo stato dell’atmosfera, utili per comprendere l’attività all’esterno Cratere Jezero che può influenzare il tempo in futuro.

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Con la transizione di Marte verso l’autunno, prevediamo un aumento della quantità di polvere nell’atmosfera a livello globale; I livelli rimarranno elevati durante la stagione invernale (questo periodo dell’anno è indicato come la “stagione della polvere”). La polvere gioca un ruolo importante nel clima di Marte e la sua caratterizzazione è particolarmente importante per le origini della superficie a energia solare come Creativity. La polvere atmosferica ridurrà la quantità di luce solare che raggiunge i pannelli solari di Ingenuity, che caricano le batterie necessarie per il volo. Inoltre, la polvere nell’atmosfera viene riscaldata dalla luce solare e riscalda l’atmosfera circostante, riducendo l’aria già a bassa densità in cui deve volare la creatività. I membri del team operativo stanno discutendo attivamente della prossima stagione della polvere e di come rispondere agli impatti di questo ambiente in evoluzione.

Il primo giorno del nuovo anno è apparsa una forte tempesta di polvere regionale, che ha circondato il cratere Jezero proprio quando abbiamo identificato il volo 19. L’esistenza di questa tempesta è arrivata molto presto, anche prima dell’inizio della stagione delle polveri tradizionalmente! In effetti, non abbiamo mai visto una tempesta così forte già su Marte un anno fa. I primi segni di una tempesta di polvere in avvicinamento sono stati individuati da Perseverance, che ha osservato un aumento del sollevamento di polvere all’interno del cratere Jezero. in orbita, MRO Ho scattato immagini di questa crescente tempesta di polvere regionale, che ha mostrato segni di espansione dall’emisfero australe nell’emisfero settentrionale, probabilmente verso il cratere Jezero. Il nostro team di previsioni del tempo ha dovuto prendere una decisione se procedere o meno con il viaggio. I dati che analizziamo da MEDA e dagli asset orbitali possono essere ritardati da poche ore a pochi giorni, quindi abbiamo dovuto fare previsioni per il volo 19 di qualche giorno nel futuro. Era chiaro che c’era molta incertezza all’orizzonte. Il team meteorologico ha raccomandato di ritardare il volo 19, che alla fine è stato adottato dal team di creatività (il volo 19 era originariamente previsto per il 5 gennaio 2022 o Persevere Mission 313).

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Le basi della creatività si sono rivelate la decisione giusta. Nei giorni successivi al ritardo del volo, la tempesta di polvere si è spostata sopra il cratere Jezero e abbiamo potuto vedere chiaramente i suoi effetti sia nei dati MEDA che dall’orbita (Fig. 1). Il più notevole è stato il forte calo della densità dell’aria: circa il 7% in meno di deflessione rispetto a quanto osservato prima della tempesta di sabbia. Questa marcata diminuzione avrebbe messo la densità al di sotto della soglia per il volo sicuro e avrebbe veicolato rischi indebiti per il veicolo spaziale. Abbiamo anche osservato l’effetto della polvere sulla quantità di luce solare assorbita dal pannello solare Ingenuity, che è scesa ben al di sotto dei normali livelli di “cielo sereno”, in calo di circa il 18%.

La tempesta di polvere si è dissipata e ora sembra che voleremo con creatività entro domenica 23 gennaio. La tempesta di polvere e il suo impatto sulla pianificazione è un’esperienza di apprendimento importante per l’intero team. Gli eventi futuri sono previsti più avanti nella stagione polverosa e probabilmente si trasformeranno in tempeste su scala globale come quelle osservate più di recente nel 2018, 2007 e 2001. Rimarremo persistenti nei nostri sforzi per far volare la creatività in sicurezza per il prossimo futuro.

Scritto da Jonathan Pabst e Michael Mishna (Ingenuity Team for Weather/Environment, NASA-Laboratorio di propulsione a getto).