Источник: Journal of Geophysical Research: Planets
Марс, как и Земля, окружён ионосферой — частью верхней атмосферы, где солнечное излучение выбивает электроны из атомов и молекул, создавая заряженные частицы. Ионосфера Марса сложна и постоянно меняется в течение дня, но её роль в динамике атмосферы и сигналах радиосвязи делает понимание этого явления ключевым для исследования Марса.
Одним из способов изучения ионосферы Марса является радиозатмение, при котором космический аппарат, вращающийся вокруг Марса, посылает радиосигнал на приёмник на Земле. Когда сигнал проходит через ионосферу Марса, он слегка отклоняется. Исследователи могут измерить это преломление, чтобы узнать о свойствах ионосферы Марса, таких как плотность электронов и температура. Однако относительное положение Марса, Земли и Солнца означает, что обычное радиозатмение не позволяет измерить середину марсианского дня.
Теперь исследователи под руководством Парро и его коллег углубили наше понимание ионосферы Марса, используя подход, называемый взаимным радиозатмением, при котором радиосигнал передаётся не с орбитального аппарата на Землю, а между двумя орбитальными аппаратами на Марсе. Когда один из аппаратов поднимается или заходит за Марс с точки зрения другого, сигнал проходит через ионосферу и преломляется в соответствии со свойствами ионосферы.
Исследователи проанализировали 71 измерение взаимного радиозатмения между двумя спутниками Европейского космического агентства, вращающимися вокруг Марса: Mars Express и ExoMars Trace Gas Orbiter. Тридцать пять из этих измерений были сделаны ближе к середине дня, чем это было возможно ранее, что позволило учёным увидеть новую часть ионосферы Марса.
Новые данные позволили исследовательской группе рассчитать, как изменяется плотность электронов в ионосфере в течение дня. Они также смогли узнать больше о том, как меняется высота верхних и нижних слоёв ионосферы — M2 и M1 соответственно — в течение дня. Новые данные показывают, что пиковая плотность электронов в слое M2 меняется менее драматично в течение дня, чем предполагалось в предыдущих исследованиях. Данные также показывают, что слой M1 действительно существует в середине дня, что противоречит предыдущим предположениям.
Исследователи также использовали новые данные для расчёта температур ионосферы. Они обнаружили, что температура в ионосфере повышается с заходом солнца на Марсе, а не достигает максимума в середине дня. Моделирование с использованием климатической модели Марса показывает, что, скорее всего, температуру в ионосфере контролируют ветры, переносящие воздух, а не прямое солнечное тепло.
(Journal of Geophysical Research: Planets, https://doi.org/10.1029/2024JE008854, 2025)
— Сара Стэнли, научный писатель
Citation: Stanley, S. (2025), Orbiter pair expands view of Martian ionosphere, Eos, 106, https://doi.org/10.1029/2025EO250228. Published on 20 June 2025.
Text © 2025. AGU. CC BY-NC-ND 3.0