عاصفة ترابية ومضيق Xero: تُظهر الصور المأخوذة من أداة تصوير لون المريخ التابعة لناسا في مركبة استكشاف المريخ المدارية التابعة لناسا في 9 يناير 2022 ، معًا وجود عاصفة ترابية إقليمية حجبت موقع المركبة المثابرة والمروحية المريخية (الدائرة البيضاء). الائتمان: NASA / JPL-Caltech / MSSS

للرحلة 19 ناسامن المقرر أن يحدث تألق S قبل يوم الأحد 23 يناير 2022.

أجواء يوم الثلاثاء أقل بكثير من كثافة الأرض ؛ ومع ذلك ، يشترك مناخ المريخ في العديد من أوجه التشابه مع الأرض: المواسم ، والرياح المتغيرة ، والغيوم الثلجية ، والعواصف الترابية. إن التنبؤ بأحداث الطقس محاولة غير مؤكدة حقًا للأرض. أثناء استعدادنا للرحلة 19 ، اكتشفنا أن طقس المريخ غير المتوقع يمكن أن يتسبب في وضع مألوف ومؤس على الأرض: رحلة طيران متأخرة. لحسن الحظ ، فإن البراعة لا تحمل الركاب ، وجميع أمتعتها “محمولة” ، وبالتالي فإن التأثير أكبر قليلاً من انتظار طقس أفضل.

مع اكتمال 18 رحلة جوية حتى الآن ، أصبحت توقعات الطقس جزءًا لا يتجزأ من تخطيط رحلات المريخ. منذ الرحلة الأولى في 19 أبريل 2021 ، تتقدم Jezero Crater في فصلي الربيع والصيف. نقترب حاليًا من نهاية الصيف وبداية الخريف الذي يبدأ في 24 فبراير. مع تغير الفصول ، تأتي تحديات جديدة ، بما في ذلك انخفاض كثافة الرياح ، الأمر الذي يتطلب تغييرات في طريقة طيراننا.

بصفتنا متنبئين بالطقس ، تتمثل مهمتنا في تقييم أحوال الطقس الحالية مقابل متطلبات الطيران. ما هي هذه المتطلبات للطيران المقبول والآمن؟ تعتمد الظروف المواتية على خاصيتين رئيسيتين: كثافة الهواء وسرعة الرياح. على الرغم من أننا لا نتمتع بمزايا عدد كبير من محطات الأرصاد الجوية أو أقمار الأرصاد الجوية على المريخ كما نفعل على الأرض ، إلا أننا نمتلك عددًا من الأدوات لتحديد ما إذا كانت ظروف الطيران مقبولة أم لا. مصدر تنبؤ فعال للغاية محلل ديناميكيات بيئية للمريخ (MEDA) – محطة أرصاد جوية تعمل على Perseverance Rover. باستخدام هذه الأدوات القوية ، يمكنك حساب كثافة الرياح وقياس الرياح على مدار اليوم ومراقبة تغيراتها مع الموسم بينما تستعد للرحلات المستقبلية. يوفر كل من مصور لون المريخ (MARCI) وأساس مناخ المريخ (MCS) على المريخ الاستكشافي المداري (MRO) تحديثات يومية عن حالة الغلاف الجوي – ليس بدون مساعدة الأصول المدارية. حفرة جيسيرو التي يمكن أن تؤثر على الطقس في المستقبل.

مع تغير كوكب المريخ في الخريف ، نتوقع زيادة كمية الغبار في الغلاف الجوي على مستوى العالم ؛ ترتفع المستويات في الشتاء (يشار إلى هذه الفترة من العام باسم “موسم الغبار”). يلعب الغبار دورًا مهمًا في مناخ المريخ ، وخصائصه مهمة جدًا لخصائص السطح التي تعمل بالطاقة الشمسية مثل التألق. سيقلل الغبار الجوي من كمية ضوء الشمس التي تصل إلى الألواح الشمسية للمحرك ، والتي ستشحن البطاريات اللازمة للطائرة. أيضًا ، يتم تسخين الغبار الموجود في الغلاف الجوي بواسطة ضوء الشمس ويدفئ الغلاف الجوي المحيط ، مما يؤدي إلى تقليل الهواء منخفض الكثافة بالفعل ، والذي يجب أن يطير فيه اللمعان. يناقش أعضاء مجموعة العمل بنشاط موسم الغبار القادم وكيفية الاستجابة لتأثيرات هذه البيئة المتغيرة.

في اليوم الأول من العام الجديد ظهرت عاصفة ترابية إقليمية قوية غطت هاوية جيسيرو كما خططنا للرحلة رقم 19. جاء وجود هذه العاصفة مبكرًا جدًا – قبل بداية الموسم الترابي تقليديًا! في الواقع ، لم نشهد عاصفة بهذه القوة على المريخ قبل عام. تم الكشف بجدية عن العلامات الأولى لاقتراب عاصفة ترابية ، والتي شهدت رفع الغبار الثقيل في هاوية جيسيرو. فى مدار، MRO تم التقاط صور لهذه العاصفة الترابية الإقليمية الناشئة ، والتي تُظهر علامات التوسع من نصف الكرة الجنوبي إلى نصف الكرة الشمالي. كان على فريق التنبؤ بالطقس لدينا أن يقرر ما إذا كان سيحرك الطائرة إلى الأمام أم لا. قد تتأخر البيانات التي نقوم بتحليلها من MEDA والأصول المدارية من بضع ساعات إلى بضعة أيام ، لذلك كان علينا وضع توقعات للرحلة 19 لبضعة أيام في المستقبل. كان من الواضح أنه كان هناك قدر كبير من عدم اليقين في الأفق. أوصت لجنة الأرصاد الجوية بتأخير الرحلة 19 ، والتي تمت الموافقة عليها في النهاية من قبل لجنة الحكمة (كان من المقرر أصلاً أن تكون الرحلة 19 في 5 يناير 2022 ، أو العمل الدؤوب في اليوم الحادي والثلاثين).

ثبت أن أساس الإبداع هو القرار الصحيح. بعد أيام قليلة من تأخير الرحلة ، تحركت العاصفة الترابية فوق هاوية Jezero ، وتمكنا من رؤية آثارها بوضوح من بيانات MEDA والمدار (الشكل 1). أبرزها هو الانخفاض الحاد في كثافة الرياح – حوالي 7٪ انحراف عما شوهد قبل العاصفة الترابية. كان هذا التخفيض الملحوظ سيبقي الكثافة أقل من الحد الأدنى للطائرة الآمنة وكان سيعرض المركبة الفضائية لخطر لا داعي له. لاحظنا أيضًا تأثير الغبار على كمية ضوء الشمس التي تمتصها سلسلة Ingenuity الشمسية ، والتي انخفضت إلى ما دون مستويات “السماء الصافية” العادية ، أي أقل بحوالي 18٪.

تبددت العاصفة الترابية ، والآن ، هذا الأحد ، قبل 23 يناير مباشرة ، يبدو أننا سنترك التألق يطير. تعتبر العاصفة الترابية وتأثيرها على التخطيط تجربة تعليمية مهمة للفريق ككل. كما رأينا مؤخرًا في 2018 و 2007 و 2001 ، من المتوقع أن تتطور الأحداث المستقبلية خلال موسم الغبار إلى عواصف عالمية. سنبذل قصارى جهدنا للسماح للمخابرات بأن تطير بأمان في المستقبل.

كتبه جوناثان بوبست ومايكل ميشنا (فريق الطقس / البيئة الذكي ، ناسا-JBL)