كيف تقيس الرياح على المريخ؟ هؤلاء العلماء لديهم خطة
قام باحثون باختبار مجموعة من أجهزة قياس سرعة الرياح – وهي أدوات تقيس سرعة الرياح – مصممة للعمل على سطح المريخ.
ولن تكون هذه هي المرة الأولى التي تقيس فيها مركبات الهبوط سرعة الرياح المريخية، حيث قامت المركبات بذلك منذ فترة طويلة. حتى أن مركبة فايكنج 1 تمكنت من التقاط بعض قياسات الرياح المريخية منذ ما يقرب من خمسين عامًا. ولكن وفقًا لنتائج الباحثين، فإن هذا النظام قد يسمح لمركبي الهبوط في المستقبل – أو البشر في المستقبل – بقياس رياح المريخ بحساسية أكبر من أي وقت مضى.
محطة الطقس الأرضية وتركيبها على مركبة هبوط على الكوكب الأحمر. أولاً، المريخ أبرد بكثير من جميع المناطق على الأرض باستثناء المناطق الأكثر برودة. ثانياً، يبلغ متوسط ضغط الهواء على سطح المريخ حوالي واحد على مائة من الضغط عند مستوى سطح البحر على الأرض.
لذا، يتعين على خبراء الأرصاد الجوية المريخية أن يجدوا طرقاً بديلة، مثل قياس مدى سرعة تبريد مادة ساخنة عندما تهب عليها الرياح أو إعادة بناء سرعة الأجسام التي ترفرف في الرياح. ومثل هذه الطرق فعالة بالفعل، ولكنها بطيئة نسبياً، ولا تقدم للمراقبين سوى الصورة الكاملة ــ متوسط سرعة الرياح ــ في حين تتجاهل الدوامات الأصغر أو الاضطرابات المحلية التي تهب ذهاباً وإياباً.
ذات صلة: مزارع الرياح على المريخ قد تزود قواعد رواد الفضاء في المستقبل بالطاقة
وقال روبرت وايت، وهو مهندس ميكانيكي في جامعة تافتس وأحد الباحثين، في بيان: "هذا مهم لفهم المتغيرات الجوية التي يمكن أن تكون مشكلة بالنسبة للمركبات الصغيرة مثل مروحية إنجنيويتي التي حلقت على المريخ مؤخرا".
وقد حدد وايت وزملاؤه أداة أخرى لعلماء الأرصاد الجوية على الأرض بدت واعدة بالنسبة للمريخ: وهي جهاز قياس سرعة الرياح بالموجات فوق الصوتية. يرسل هذا الجهاز نبضات فوق صوتية من محول إلى آخر. ومع هبوب الهواء المتحرك بين المحولات، فإنه يتسبب في اهتزاز النبضات وتغيير المدة التي تستغرقها للوصول. ويمكن لجهاز قياس سرعة الرياح بالموجات فوق الصوتية قياس هذه التحولات بين مجموعات متعددة من المحولات واستخدامها لإعادة بناء سرعة الرياح واتجاهها.
وقال وايت في البيان: "من خلال قياس فروق زمن انتقال الصوت إلى الأمام والخلف، يمكننا قياس الرياح بدقة في ثلاثة أبعاد. والميزتان الرئيسيتان لهذه الطريقة هما أنها سريعة وتعمل بشكل جيد عند السرعات المنخفضة".
تكمن المشكلة في أن أجهزة قياس سرعة الرياح بالموجات فوق الصوتية تعتمد على مواد شديدة الحساسية. لذا، اختبر الباحثون أربعة أجهزة مختلفة لقياس سرعة الرياح بالموجات فوق الصوتية ــ نموذجان جاهزان للاستخدام ونموذجان صنعوهما بأنفسهم ــ في ظروف جوية محاكية لظروف المريخ. ومن خلال التعويض عن الغلاف الجوي الغريب في عمليات إعادة البناء التي أجروها، تمكن الباحثون من أخذ قراءات الرياح ضمن نطاق خطأ صغير للغاية.
قصص ذات صلة:
ومن المثير للاهتمام أن الظروف على سطح المريخ مماثلة لتلك الموجودة على ارتفاع 30 إلى 42 كيلومترًا (19 إلى 26 ميلًا) فوق سطح الأرض. وتحقيقًا لهذه الغاية، يعتقد المؤلفون أنه يمكن أيضًا تثبيت جهازهم على بالون للمساعدة في قياس الرياح المرتفعة في الغلاف الجوي للأرض.
ونشر الباحثون أعمالهم في مجلة الجمعية الصوتية الأمريكية في 13 أغسطس/آب.