Yeniden tasarlanan teknoloji, Mars atmosferinin yeni bölgelerini araştırmak için kullanıldı

Yeniden kullanılan ekipmanı kullanarak, Imperial College London araştırmacılarının da aralarında bulunduğu bir ekip, daha önce araştırılması imkansız olan Mars atmosferinin parçalarını ölçtü. Bu, düzgün bir şekilde hesaba katılmadığında radyo sinyallerini engelleyebilecek alanları içerir ve gelecekteki Mars yerleşim görevleri için çok önemlidir.

Avrupa genelindeki İmparatorluk araştırmacıları ve Avrupa Uzay Ajansı (ESA) meslektaşları tarafından analiz edilen ilk 83 ölçümün sonuçları şöyle: yayınlanan Bugün dergide Radyo Bilimi.

Bunu başarmak için ExoMars’ın İz Gazı Yörünge Aracı (TGO), kırmızı gezegenin yörüngesinde dönen başka bir ESA uzay aracı olan Mars Express (MEX) ile işbirliği yaptı. İki araç bir radyo bağlantısı sürdürüyor, böylece biri gezegenin arkasından geçtiğinde, radyo dalgaları Mars atmosferinin daha derin katmanlarını kesiyor.

Atmosferin kırılımındaki değişiklikler (radyo dalgalarını nasıl büktüğü) uzay aracının aldığı radyo frekanslarında küçük ama tespit edilebilir kaymalara neden olur. Bilim insanları bu kaymayı analiz ederek alt atmosferin yoğunluğunu ve iyonosferdeki (atmosferin yüklü üst tabakası) elektron yoğunluğunu belirleyebilirler. Bu tekniğe karşılıklı radyo okültasyonu denir.

Çalışmanın baş yazarı, Imperial Üniversitesi Fizik Bölümü’nden doktora öğrencisi Jacob Parrott, “MEX ve TGO’daki sistemler başlangıçta bunu yapmak için tasarlanmamıştı; kullandığımız radyo antenleri, gezegenin yüzeyindeki yörünge araçları ve gezginler arasındaki iletişim için yapılmıştı. Bu yeni bilimi yürütmek için uçuş sırasında onları yeniden programlamak zorunda kaldık.” dedi.

“Bu yenilikçi tekniğin gelecekteki görevler için oyunun kurallarını değiştirecek bir teknik olması muhtemel. Bu teknik, yörüngedeki iki uzay aracı arasındaki karşılıklı radyo okültasyonunun, mevcut ekipmanlardan daha fazla bilimsel değer elde etmenin ekonomik bir yolu olduğunu kanıtlıyor.”

Rüya takım çalışması

Daha önce, radyo örtülmesi, bir Mars yörünge aracından Dünya’daki büyük yer istasyonlarına radyo bağlantısı kullanılarak gerçekleştiriliyordu. Yörünge aracından gelen radyo sinyali, uzay aracı Mars’ın arkasına “yerleştiğinde” (örtüldüğünde) izlenecekti, yani sinyal gezegenin atmosferinin katmanlarından geçecekti.

Bu ölçümü yapmak için yörüngedeki iki aracı kullanmak, Dünya atmosferini incelemenin halihazırda yaygın bir yoludur: Bu tür binlerce ölçüm, küresel navigasyon uyduları arasında gerçekleşmekte ve uyduların sağladığı veriler, atmosferik izleme ve hava durumu tahmini için kullanılmaktadır.

Ancak bu yöntem daha önce Mars’ta yalnızca üç kez kullanılmıştı; NASA tarafından 2007’de bir donanım gösterimi olarak. İki ESA uzay aracının yeni kullanımı, bu tekniğin başka bir gezegene rutin olarak uygulandığı ilk seferi işaret ediyor.

Artık uygulanabilirliği kanıtlandığına göre, çalışmanın arkasındaki bilim insanları ve mühendisler, bu tekniğin gelecekteki Mars görevlerinde nasıl yaygınlaştırılabileceğini araştırıyorlar.

Çalışmanın ortak yazarı ve ESA’daki ExoMars İz Gazı Yörünge Aracı ve Mars Ekspresi Proje Bilim İnsanı Dr. Colin Wilson, “ESA artık bu tekniğin uygulanabilirliğini kanıtladı ve bu teknik gelecekte Mars bilimi için dönüştürücü olabilir.” dedi.

“Şu anda Mars’ın yörüngesinde yedi uzay aracı var; uzay aracı sayısı arttıkça, önümüzdeki on yıllarda olacağı gibi, radyo örtülme fırsatlarının sayısı da hızla artacaktır. Bu nedenle, bu teknik Mars’ı incelemek için giderek daha önemli bir araç olacaktır.”

Daha fazla ölçüm, daha fazla içgörü

Uzay aracından uzay aracına gerçekleşen örtülme, daha fazla ölçüm yapılmasına ve atmosferin yeni bölgelerinin incelenmesine olanak sağlıyor.

Mars’taki geleneksel radyo örtülme ölçümleri Dünya’daki bir yer istasyonuna radyo bağlantısı içerdiğinden, ölçüm konumu Dünya’nın yavaş hareketine göre sabittir. Bu, araştırmacıların genellikle aynı noktalara bakması nedeniyle Mars’taki küresel değişiklikleri yakalamayı zorlaştırır.

Ayrıca bu yöntem, Dünya’nın Güneş’e yakınlığı nedeniyle yalnızca gün batımı ve gün doğumuna yakın zamanlarda örneklem alabiliyor ve bu da Mars’ın atmosferini görmemizi kısıtlıyor.

Dahası, geleneksel radyo örtülmesi, uzay aracının yörüngesi nedeniyle her yıl yalnızca birkaç ay boyunca ölçümlerin mümkün olduğu “örtülme mevsimleri”nden muzdariptir. Örneğin, Mars Express 2022’de yalnızca iki ay boyunca radyo örtülmesi gerçekleştirebildi.

Karşılıklı radyo örtülmesi bu sorunları ortadan kaldırarak araştırmacıların ilk kez öğlen ve gece yarısı civarında Mars iyonosferinin tüm derinliklerini keşfetmelerine olanak sağlıyor.