ओजोन ऑन मार्स: टू विंडोज एक से बेहतर

वर्तमान मंगल ग्रह की जलवायु को समझने से हमें इसकी पिछली जलवायु में अंतर्दृष्टि मिलती है, जो बदले में प्राचीन मंगल पर जीवन की संभावना के बारे में सवालों के जवाब के लिए एक विज्ञान-आधारित संदर्भ प्रदान करती है।

आज मंगल की जलवायु के बारे में हमारी समझ बड़े पैमाने पर जलवायु मॉडल के रूप में है, जो बदले में शक्तिशाली स्थिरता जाँच प्रदान करते हैं - और प्रेरणा के स्रोत - जलवायु मॉडल के लिए जो पृथ्वी पर यहां मानवजनित ग्लोबल वार्मिंग का वर्णन करते हैं।

लेकिन हम यह कैसे पता लगा सकते हैं कि मंगल पर जलवायु आज क्या है? मार्टियन वातावरण में ओजोन को मापने के लिए एक नया, समन्वित अवलोकन अभियान हमें देता है, इच्छुक जनता, हमारी अपनी खिड़की में सिर्फ श्रमसाध्य - अभी तक रोमांचक - वैज्ञानिक ग्रन्ट काम हो सकता है।

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मार्टियन वातावरण ने ग्रह के इतिहास और सतह को आकार देने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई है। मुख्य वायुमंडलीय घटकों की टिप्पणियां मंगल ग्रह की जलवायु के सटीक मॉडल के विकास के लिए आवश्यक हैं। यदि अतीत में जलवायु परिस्थितियों ने तरल पानी का समर्थन किया हो सकता है, और मंगल पर भविष्य की सतह-आधारित परिसंपत्तियों के डिजाइन के अनुकूलन के लिए, तो बेहतर ढंग से समझने के लिए ये आवश्यक हैं।

ओजोन मंगल ग्रह के वातावरण में फोटोकैमिक प्रक्रियाओं का एक महत्वपूर्ण अनुरेखक है। इसकी बहुतायत, जिसे अणु की विशेषता अवशोषण स्पेक्ट्रोस्कोपी विशेषताओं से वायुमंडल के स्पेक्ट्रा में प्राप्त किया जा सकता है, जटिल रूप से अन्य घटकों से जुड़ा हुआ है और यह वायुमंडलीय रसायन विज्ञान का एक महत्वपूर्ण संकेतक है। फोटोकैमिकल प्रक्रियाओं और सामान्य वायुमंडलीय परिसंचरण पैटर्न के वर्तमान मॉडल द्वारा भविष्यवाणियों का परीक्षण करने के लिए, स्थानिक और लौकिक ओजोन विविधताओं के अवलोकन की आवश्यकता होती है।

मार्स एक्सप्रेस पर मंगल के वायुमंडल (एसपीआईसीएएम) उपकरण की विशेषताओं की जांच के लिए स्पेक्ट्रोस्कोपी 2003 से मार्टियन वातावरण में ओजोन बहुतायत को माप रहा है, धीरे-धीरे एक वैश्विक तस्वीर का निर्माण कर रहा है क्योंकि अंतरिक्ष यान ग्रह की परिक्रमा करता है।

इन मापों को अलग-अलग समय पर किए गए ग्राउंड-आधारित अवलोकनों और मंगल पर विभिन्न साइटों की जांच द्वारा पूरक किया जा सकता है, जिससे स्पिकैम माप के स्थानिक और अस्थायी कवरेज का विस्तार हो सकता है। मार्स एक्सप्रेस द्वारा उन लोगों के साथ ग्राउंड-आधारित टिप्पणियों को मात्रात्मक रूप से जोड़ने के लिए, एक साथ माप प्राप्त करने के लिए समन्वित अभियान स्थापित किए जाते हैं।

इन्फ्रारेड हेटेरोडाइन स्पेक्ट्रोस्कोपी, जैसे कि ग्रहों की हवा और संरचना (HIPWAC) के लिए हेटेरोडाइन इंस्ट्रूमेंट द्वारा प्रदान किया जाता है, जो ग्राउंड-आधारित दूरबीनों के साथ मंगल पर ओजोन के लिए एकमात्र सीधी पहुंच प्रदान करता है; बहुत उच्च वर्णक्रमीय संकल्प शक्ति (1 मिलियन से अधिक) मार्टियन ओजोन वर्णक्रमीय सुविधाओं को हल करने की अनुमति देता है जब वे डॉपलर स्थलीय मूल के ओजोन लाइनों से दूर स्थानांतरित कर दिए जाते हैं।

SPICAM और HIPWAC का उपयोग करते हुए मंगल ग्रह के वातावरण में ओजोन को मापने के लिए एक समन्वित अभियान 2006 से जारी है। इस अभियान का सबसे हालिया तत्व NASA इन्फ्रास्ट्रक्चर टेलीस्कोप फैसिलिटी (IRTF) पर HIPWAC का उपयोग करके ग्राउंड-आधारित टिप्पणियों की एक श्रृंखला थी। हवाई में मौना कीआ। इन्हें यूएसए में नासा के गोडार्ड स्पेस फ्लाइट सेंटर (जीएसएफसी) में प्लैनेटरी सिस्टम प्रयोगशाला से केली फास्ट के नेतृत्व में खगोलविदों की एक टीम द्वारा 8 से 11 दिसंबर 2009 के बीच प्राप्त किया गया था।

मंगल ग्रह के वायुमंडल का HIPWAC स्पेक्ट्रम 40 ° N पर मंगल ग्रह के अक्षांश पर स्थित है; हवाई में IRTF 3 मीटर दूरबीन के साथ अवलोकन अभियान के दौरान 11 दिसंबर 2009 को अधिग्रहित किया गया। यह अप्रमाणित स्पेक्ट्रम मंगल से ओजोन और कार्बन डाइऑक्साइड की विशेषताओं को प्रदर्शित करता है, साथ ही पृथ्वी के वातावरण में ओजोन भी है जिसके माध्यम से अवलोकन किया गया था। प्रसंस्करण तकनीक मॉडल बनाएगी और स्पेक्ट्रम से स्थलीय योगदान को हटा देगी और मंगल पर इस उत्तरी स्थिति में ओजोन की मात्रा निर्धारित करेगी।

एसपीआईसीएएम के साथ इसी अवधि में ओजोन माप के साथ ओवरलैप सुनिश्चित करने के लिए, मंगल एक्सप्रेस विज्ञान संचालन टीम के साथ पहले से ही टिप्पणियों का समन्वय किया गया था।

दिसंबर 2009 के अभियान का मुख्य लक्ष्य यह पुष्टि करना था कि SPICAM के साथ किए गए अवलोकन (जो लगभग 250 एनएम पर केंद्रित व्यापक ओजोन अवशोषण स्पेक्ट्रा सुविधा को मापता है) और HIPWAC (जो 9.7 माइक्रोन पर ओजोन अवशोषण सुविधाओं का पता लगाता है और मापता है) बहुतायत, विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम के दो अलग-अलग हिस्सों में प्रदर्शन करने और ओजोन प्रोफ़ाइल के लिए अलग-अलग संवेदनशीलता होने के बावजूद। 2008 में इसी तरह के एक अभियान ने काफी हद तक SPICAM और HIPWAC साधन के साथ प्राप्त ओजोन माप परिणामों की स्थिरता को मान्य किया था।

दिसंबर 2009 के अभियान के दौरान IRTF साइट पर मौसम की स्थिति और देखने बहुत अच्छे थे, जिसने HIPWAC साधन के साथ अच्छी गुणवत्ता वाले स्पेक्ट्रा प्राप्त करने की अनुमति दी।

केली और उनके सहयोगियों ने ग्रह के उत्तरी और दक्षिणी गोलार्ध में मंगल पर कई स्थानों के लिए ओजोन माप एकत्र किए। इस चार-दिवसीय अभियान के दौरान SPICAM अवलोकन उत्तरी गोलार्ध तक सीमित थे। कई HIPWAC माप एक साथ SPICAM द्वारा टिप्पणियों की तुलना में एक साथ थे। अन्य HIPWAC माप को SPICAM कक्षीय पास के समय के करीब बनाया गया था जो कि ग्राउंड-आधारित दूरबीन टिप्पणियों के बाहर हुआ था और तुलना के लिए भी उपयोग किया जाएगा।

टीम ने सिर्टिस मेजर क्षेत्र पर ओजोन बहुतायत के माप का भी प्रदर्शन किया, जो इस क्षेत्र में फोटोकैमिकल मॉडल को बाधित करने में मदद करेगा।
इस हालिया अभियान के आंकड़ों का विश्लेषण जारी है, इस वर्ष मार्च के लिए पहले से ही समन्वित HIPWAC और SPICAM टिप्पणियों के एक अन्य अनुवर्ती अभियान के साथ।

फर्म आधार पर इन दो उपकरणों से डेटा की अनुकूलता लाना, स्पैक्ट्रम वातावरण के फोटोकैमिकल मॉडल के परीक्षण में एसपीआईसीएएम पराबैंगनी माप के साथ जमीन आधारित अवरक्त माप के संयोजन का समर्थन करेगा। इन डेटासेट के संयोजन द्वारा प्राप्त विस्तारित कवरेज वायुमंडलीय मॉडल द्वारा भविष्यवाणियों को अधिक सटीक रूप से जांचने में मदद करता है।

यह HIPWAC साधन और इसके पूर्ववर्ती IRHS (इन्फ्रारेड हेटेरोडाइन स्पेक्ट्रोमीटर) के साथ किए गए दीर्घकालिक मापन के लिए SPICAM टिप्पणियों को भी मात्रात्मक रूप से लिंक करेगा, जो 1988 में वापस जाते हैं। यह ओजोन और संबंधित रसायन विज्ञान के दीर्घकालिक व्यवहार के अध्ययन का समर्थन करेगा। मंगल ग्रह के वातावरण में वर्तमान मिशनों की तुलना में मंगल ग्रह पर अधिक समय तक रहता है।

स्रोत: ईएसए, इकारस के 15 सितंबर 2009 के अंक में प्रकाशित एक पेपर