Mientras los científicos se preparan para misiones de investigación tripuladas a planetas y lunas cercanos, han identificado la necesidad de algo más allá de rovers y cohetes.
Necesitan pronósticos meteorológicos precisos. Sin ellos, cualquier viaje a la superficie puede ser una tormenta de polvo a distancia del desastre.
Un nuevo estudio de Yale ayuda a sentar las bases para pronósticos de otro mundo más precisos al tomar un fenómeno relacionado con la corriente en chorro de la Tierra y aplicarlo a los patrones climáticos en Marte y Titán, la luna más grande de Saturno. El estudio aparece en la revista Nature Astronomy.
Ilustración de Michael S. Helfenbein; Crédito de la imagen: NASA / JPL-Caltech
” Creo que los primeros pronósticos precisos de quizás unos pocos días en Marte pueden estar a solo una década de distancia”, dijo el autor principal J. Michael Battalio, investigador postdoctoral en ciencias terrestres y planetarias en la Facultad de Artes y Ciencias de Yale. “Es solo una cuestión de combinar mejores conjuntos de datos de observación con modelos numéricos suficientemente refinados.
” Pero hasta entonces, podemos confiar en las conexiones entre el clima y el tiempo para ayudar a anticipar las tormentas de polvo”.
En la Tierra, la regularidad de los sistemas de tormentas en las latitudes medias está asociada con lo que se llama un modo anular, una variabilidad en el flujo atmosférico que no está relacionada con el ciclo de las estaciones. Los modos anulares afectan la corriente en chorro, la precipitación y las formaciones de nubes en todo el planeta. Explican hasta un tercio de la variabilidad en los “remolinos” impulsados por el viento, incluidas las ventiscas en Nueva Inglaterra y los brotes de tormentas severas en el Medio Oeste.
Después de notar que la regularidad de las tormentas de polvo en el hemisferio sur de Marte era similar a la repetibilidad de los remolinos de la Tierra, Battalio concibió el nuevo estudio. Específicamente, después de observar 15 años de observaciones atmosféricas de Marte en un conjunto de datos públicos, descubrió que Marte también tiene modos anulares, al igual que la Tierra.
El supervisor del laboratorio de Battalio, Juan Lora , profesor asistente de ciencias terrestres y planetarias en Yale, sugirió que también busquen modos anulares en Titán. Aunque hay muy pocas observaciones atmosféricas de Titán, Lora ha desarrollado un modelo climático global de gran prestigio para la luna llamado Modelo Atmosférico de Titán (TAM).
De hecho, Battalio y Lora encontraron que los modos anulares también son prominentes en sus simulaciones de Titán. De hecho, los investigadores encontraron que los modos anulares en Titán y en Marte son incluso más influyentes que en la Tierra. Parecen ser responsables de hasta la mitad de la variabilidad del viento en Marte y dos tercios de la variabilidad del viento en Titán.
” Las nubes de metano y los cambios en la superficie causados por la lluvia de metano en Titán se han observado antes”, dijo Lora, coautora del estudio. “Y ahora parece que estos eventos están conectados a cambios de la fuerte corriente en chorro de Titán, influenciada por sus modos anulares”.
Battalio agregó: “El hecho de que hayamos encontrado modos anulares en mundos tan diferentes de la Tierra como Marte y Titán también significa que pueden ser ubicuos en atmósferas planetarias, desde Venus hasta los gigantes gaseosos o exoplanetas”.
En cuanto a Marte, sus tormentas de polvo van desde pequeños remolinos de polvo que ocurren constantemente hasta tormentas de polvo globales que rodean el planeta una vez cada pocos años. Las tormentas más pequeñas duran menos de un día, pero los eventos globales pueden durar meses. También hay eventos regionales que duran días o semanas.
“ Comprender y predecir estos eventos es vital para la seguridad de las misiones, particularmente aquellas que dependen de la energía solar, pero también para todas las misiones cuando aterrizan en la superficie”, dijo Battalio. “Durante eventos regionales más grandes, el polvo puede volverse tan denso en ocasiones que el día parece tan oscuro como la mitad de la noche. Incluso sin un evento grande y dramático, las tormentas regionales son una característica periódica “.
Es esta naturaleza periódica, dijeron los investigadores, la que podría permitir modos anulares para predecir tormentas de polvo. Los modos de Marte, Titán y la Tierra ocurren con regularidad. Debido a que los modos anulares impactan los remolinos que causan tormentas de polvo, el análisis en tiempo real de los modos anulares permite predicciones simples de tormentas de polvo sin tener que depender de un modelo complejo.
El rover robótico Opportunity aterrizó en Marte en 2004 para una misión de 90 días; operó durante más de 14 años, en parte hibernando durante las tormentas de polvo. El módulo de aterrizaje robótico de Exploración Interior utilizando Investigaciones Sísmicas, Geodesia y Transporte de Calor (InSight) llegó a Marte en 2018.
” Un evento global es lo que finalmente acabó con el rover Opportunity, pero la lenta acumulación de polvo actualmente está poniendo en peligro la supervivencia de la misión InSight”, dijo Battalio.
Fuente: Universidad de Yale
