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.
Изучение ионосферы Марса с помощью радиозатмения
Один из способов изучения ионосферы Марса — 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 расположение Марса, Земли и Солнца означает, что обычное радиозатмение не может измерить середину марсианского дня.
Взаимное радиозатмение
В статье, опубликованной в Journal of Geophysical Research: Planets, Джейкоб Пэррот и его коллеги углубляют наше понимание ионосферы Марса, используя подход, называемый взаимным радиозатмением, при котором радиосигнал посылается 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
Новые данные позволили исследовательской группе рассчитать, как меняется плотность электронов в ионосфере в течение дня. Они также смогли узнать больше о том, как меняется высота верхних и нижних слоёв ионосферы, называемых M2 и M1 соответственно. Новые данные показывают, что пиковая плотность электронов в слое M2 меняется менее резко 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 не в середине дня, а когда Солнце достигает марсианского заката. Моделирование с использованием климатической модели Марса показывает, что, скорее всего, именно ветры, переносящие воздух, а не прямое солнечное тепло, контролируют динамику температур.
Предоставлено Eos, под эгидой Американского геофизического союза. Читайте оригинальную статью здесь.