Toz Fırtınası ve Jezero Krateri: 9 Ocak 2022’de NASA’nın Mars Keşif Yörünge Aracı üzerindeki Mars Renkli Görüntüleyici cihazından alınan görüntüler, Perseverance gezicisinin ve Ingenuity Mars Helikopterinin (beyaz daire) yerini gizleyen bölgesel bir toz fırtınasının varlığını gösteren bu görünümü oluşturmak için birleştirildi. Kredi: NASA/JPL-Caltech/MSSS
için uçuş 19 NASAIngenuity’nin 23 Ocak 2022 Pazar gününden önce gerçekleşmesi planlanıyor.
atmosferi Mars Dünya’nınkinden çok daha az yoğundur; bununla birlikte, Mars iklimi Dünya ile pek çok benzerliğe sahiptir: diğerlerinin yanı sıra mevsimler, değişen rüzgarlar, buz bulutları ve toz fırtınaları. Dünya için olduğu gibi hava olaylarını tahmin etmek her zaman belirsiz bir çabadır. Uçuş 19’a hazırlanırken, beklenmedik Mars havasının Dünya’da tanıdık ve talihsiz bir senaryoya yol açabileceğini öğrendik: gecikmeli bir uçuş. Neyse ki, Ingenuity yolcu taşımaz ve tüm bagajı “taşınır”, bu nedenle sonuç, daha iyi havayı beklemekten biraz daha fazlasıdır.
Bugüne kadar tamamlanan 18 uçuşla hava tahmini, Mars uçuş planlamasının ayrılmaz bir parçası haline geldi. 19 Nisan 2021’deki ilk uçuştan bu yana, Jezero Krateri ilkbahar ve yaz boyunca ilerledi. Şu anda yaz sonu ve 24 Şubat’ta başlayacak olan sonbaharın başlangıcına yaklaşıyoruz. Değişen mevsimlerle birlikte, uçma şeklimizde değişiklikler gerektiren hava yoğunluğundaki azalma da dahil olmak üzere yeni zorluklar ortaya çıkıyor.
Hava tahmincileri olarak görevimiz, uçuş gereksinimlerine karşı mevcut hava koşullarının bir değerlendirmesini sağlamaktır. Kabul edilebilir ve güvenli uçuş için bu gereksinimler nelerdir? Uygun koşullar iki temel özelliğe bağlıdır: hava yoğunluğu ve rüzgar hızı. Mars’ta, Dünya’da olduğu gibi, çok sayıda meteoroloji istasyonu veya yörüngedeki meteoroloji uyduları avantajına sahip olmasak da, uçuş için koşulların kabul edilebilir olup olmadığını belirlemek için emrimizde birkaç araç var. En kullanışlı tahmin kaynağı, Mars Çevre Dinamikleri Analizörü (MEDA) – Perseverance gezicisinde çalışan bir hava durumu istasyonu. Bu güçlü araç takımını kullanarak, hava yoğunluğunu hesaplayabilir, gün boyunca rüzgarları ölçebilir ve gelecekteki uçuşlara hazırlanırken mevsime göre değişikliklerini takip edebiliriz. Mars Reconnaissance Orbiter’daki (MRO) hem Mars Colour Imager (MARCI) hem de Mars Climate Sounder (MCS) atmosferin durumu hakkında günlük güncellemeler sağlar – bunun dışındaki faaliyetleri anlamak için faydalıdır. Gelecekteki hava durumunu etkileyebilecek Jezero krateri.
Mars sonbahara girerken, küresel olarak atmosferdeki toz miktarında bir artış bekliyoruz; seviyeleri kış boyunca yükselmeye devam edecek (yılın bu dönemine “tozlu mevsim” denir). Toz, Mars’ın ikliminde önemli bir rol oynar ve karakterizasyonu, Ingenuity gibi güneş enerjisiyle çalışan yüzey varlıkları için özellikle önemlidir. Atmosferik toz, Ingenuity’nin uçuş için gerekli pilleri şarj eden güneş panellerine ulaşan güneş ışığı miktarını azaltacaktır. Ayrıca atmosferdeki toz güneş ışığı ile ısıtılır ve çevredeki atmosferi ısıtır, bu da Ingenuity’nin uçması gereken zaten düşük yoğunluklu havanın azalmasına neden olur. Operasyon ekibinin üyeleri, yaklaşan tozlu mevsimi ve bu değişen ortamın etkilerine nasıl yanıt verileceğini aktif olarak tartışıyorlar.
Yeni yılın ilk gününde güçlü bir bölgesel toz fırtınası ortaya çıktı ve tam da Uçuş 19’u planladığımız gibi Jezero kraterini kuşattı. Bu fırtınanın varlığı oldukça erken geldi – hatta geleneksel olarak tozlu mevsim başlamadan önce bile! Aslında, daha önce Mars’ta bu kadar erken bir fırtına görmemiştik. Yaklaşan toz fırtınasının ilk işaretleri, Jezero kraterinde artan toz artışını gözlemleyen Perseverance tarafından fark edildi. Yörüngede, MRO Güney yarımküreden kuzey yarımküreye, potansiyel olarak Jezero kraterine doğru genişleme belirtileri gösteren bu büyüyen bölgesel toz fırtınasının yakalanmış görüntüleri. Hava tahmin ekibimiz uçuşa devam edip etmeme konusunda bir karar vermek zorunda kaldı. MEDA ve yörünge varlıklarından analiz ettiğimiz veriler birkaç saatten birkaç güne kadar gecikmeye sahip olabilir ve bu nedenle Uçuş 19 için birkaç gün ilerisi için bir tahmin yapmak zorunda kaldık. Ufukta ciddi bir belirsizlik olduğu açıktı. Hava durumu ekibi, en sonunda Ingenuity ekibi tarafından kabul edilen Uçuş 19’un ertelenmesini önerdi (İlk olarak 5 Ocak 2022 için planlanan Uçuş 19 veya Perseverance görevi sol 313).
Ingenuity’nin temellendirilmesinin doğru karar olduğu kanıtlandı. Uçuş gecikmesini takip eden günlerde, toz fırtınası Jezero krateri üzerinde hareket etti ve etkilerini hem MEDA verilerinde hem de yörüngeden net bir şekilde görebildik (Şekil 1). En kayda değer olanı, hava yoğunluğunda keskin bir düşüş oldu – toz fırtınası öncesi gözlemlenenin yaklaşık %7’lik bir sapma. Gözlenen bu azalma, yoğunluğu güvenli uçuşun alt eşiğinin altına düşürecek ve uzay aracına gereksiz riskler kazandıracaktı. Ayrıca, Ingenuity’nin güneş enerjisi dizisi tarafından emilen ve normal “berrak gökyüzü” seviyelerinin oldukça altına düşen, yaklaşık %18’lik bir düşüş olan güneş ışığı miktarındaki tozun etkisini gözlemledik.
Toz fırtınası dağıldı ve şu anda, 23 Ocak Pazar gününden önce Ingenuity’yi uçuracağız gibi görünüyor. Toz fırtınası ve planlama üzerindeki etkisi, tüm ekip için önemli bir öğrenme deneyimi. Tozlu mevsimin ilerleyen saatlerinde gelecekteki olaylar bekleniyor ve en son 2018, 2007 ve 2001’de gözlemlenenler gibi küresel ölçekte fırtınalara dönüşme potansiyeline sahipler. Yakın gelecekte Ingenuity’yi güvenli bir şekilde uçurma çabalarımızda gayretli olmaya devam edeceğiz.
Jonathan Bapst ve Michael Mischna (Ingenuity Hava/Çevre Ekibi, NASA-JPL).