現在の火星の気候を理解することで、過去の気候への洞察が得られ、古代の火星での生命の可能性についての質問に答えるための科学に基づくコンテキストが提供されます。
今日の火星の気候に関する私たちの理解は、気候モデルとしてきちんとパッケージ化されており、この地球上の人為的な地球温暖化を表す気候モデルに強力な整合性チェックとインスピレーションの源を提供します。
しかし、今日の火星の気候はどうしたらわかるでしょうか。火星の大気中のオゾンを測定するための新しい調整された観測キャンペーンは、私たち、関心のある人々、私たち自身に、科学的な大げさな作業がいかに骨の折れる-それでもエキサイティングな-ことができるかについての窓を与えます。
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火星の大気は、惑星の歴史と表面を形成する上で重要な役割を果たしてきました。火星の気候の正確なモデルを開発するには、主要な大気成分の観測が不可欠です。これらは、過去の気候条件が液体の水をサポートしていたかどうかをよりよく理解し、火星の将来の地表資産の設計を最適化するために必要です。
オゾンは、火星の大気における光化学プロセスの重要なトレーサーです。その存在量は、大気のスペクトルにおける分子の特徴的な吸収分光法の特徴から導き出すことができ、他の成分の存在量と複雑に関連しており、大気化学の重要な指標です。光化学プロセスと一般的な大気循環パターンの現在のモデルによる予測をテストするには、空間的および時間的なオゾン変動の観測が必要です。
火星の大気の特性を調査するための分光法（SPICAM）機器は、Mars Expressで2003年から火星の大気中のオゾン存在量を測定しており、宇宙船が惑星を周回するにつれて地球全体の画像を徐々に構築しています。
これらの測定は、さまざまな時間に行われた地上観測と火星のさまざまな場所を調査することで補完できます。これにより、SPICAM測定の空間的および時間的範囲が拡張されます。地上の観測とMars Expressの観測を定量的にリンクするために、同時測定値を取得するための調整されたキャンペーンが設定されます。
惑星風組成用ヘテロダイン装置（HIPWAC）などの赤外線ヘテロダイン分光法は、地上の望遠鏡で火星のオゾンに直接アクセスする唯一の手段を提供します。非常に高いスペクトル分解能（100万より大きい）により、火星のオゾンスペクトルの特徴を、地上起源のオゾンラインからドップラーシフトしたときに解決できます。
SPICAMとHIPWACを使用して火星の大気中のオゾンを測定するための調整されたキャンペーンは、2006年から継続しています。このキャンペーンの最新の要素は、NASAの赤外線望遠鏡施設（IRTF）でのHIPWACを使用した一連の地上観測です。ハワイのマウナケア。これらは2009年12月8〜11日の間に、NASAのゴダード宇宙飛行センター（GSFC）にある惑星系研究所からケリーファストが率いる天文学者のチームによって入手されました。
画像について：
火星の緯度40°Nの場所における火星の大気のHIPWACスペクトル。 2009年12月11日、ハワイのIRTF 3 m望遠鏡での観測キャンペーン中に取得しました。この未処理のスペクトルには、火星のオゾンと二酸化炭素の特徴、および観測が行われた地球の大気中のオゾンが表示されます。処理技術は、地球の寄与をモデル化してスペクトルから削除し、火星のこの北の位置でのオゾンの量を決定します。
観測は、Mars Express科学運用チームと事前に調整されており、SPICAMを使用してこの同じ期間に行われたオゾン測定と確実にオーバーラップします。
2009年12月のキャンペーンの主な目的は、SPICAM（約250 nmを中心とする広いオゾン吸収スペクトル機能を測定）とHIPWAC（9.7μmでのオゾン吸収機能を検出および測定）で行われた観測が同じ総オゾンを取得することを確認することでした。電磁スペクトルの2つの異なる部分で実行され、オゾンプロファイルに対して異なる感度があるにもかかわらず、存在量。 2008年の同様のキャンペーンでは、SPICAMとHIPWAC装置で得られたオゾン測定結果の一貫性が大幅に検証されました。
2009年12月のキャンペーン期間中、IRTFサイトでは気象条件とシーイングが非常に良好で、HIPWAC装置で高品質のスペクトルを取得できました。
ケリーと彼女の同僚は、惑星の北半球と南半球の両方で、火星のいくつかの場所のオゾン測定値を収集しました。この4日間のキャンペーン中、SPICAMの観測は北半球に限定されていました。いくつかのHIPWAC測定は、直接比較を可能にするSPICAMによる観測と同時に行われました。その他のHIPWAC測定は、地上の望遠鏡観測の外で発生したSPICAM軌道パスに近い時間に行われ、比較にも使用されます。
チームはまた、Syrtis Major地域のオゾン存在量の測定を行いました。これは、この地域の光化学モデルを制約するのに役立ちます。
この最近のキャンペーンからのデータの分析は現在進行中で、調整されたHIPWACとSPICAMの観測の別のフォローアップキャンペーンが今年3月に予定されています。
これら2つの機器からのデータの互換性をしっかりと基盤に置くことは、火星の大気の光化学モデルをテストする際に、地上ベースの赤外線測定とSPICAM紫外線測定を組み合わせるのをサポートします。これらのデータセットを組み合わせることで得られる拡張カバレッジは、大気モデルによる予測をより正確にテストするのに役立ちます。
また、1988年に遡るHIPWAC装置とその前身であるIRHS（赤外線ヘテロダイン分光計）で行われた長期測定にSPICAM観測を定量的にリンクします。これは、オゾンの長期的な挙動と関連する化学の研究をサポートします。火星への現在のミッションよりも長いタイムスケールで火星の雰囲気の中。
出典：ESA、2009年9月15日発行のIcarusに掲載された論文
