Under 2016 föreslog forskaren Mehdi Benna med kollegor att Mars Atmosphere och volatile EvolutioN (MAVEN). En projektgrupp inom detta på distans skulle medverka i ett nytt projekt med MAVEN för att använda dess naturgas- och jon-masspektrometer (NGIMS) instrument i ett unikt experiment. De ville se om delar av instrumentet som normalt var stillastående kunde "svänga fram och tillbaka som en vindrutetorkare tillräckligt snabbt" för att göra det möjligt för verktyget att samla in en ny typ av data.
MAVEN projektgrupp var dock ovilliga att genomföra de ändringar Benna och hans kollegor begärt. Trots allt hade MAVEN och NGIMS kretsat kring Mars sedan 2013 och fungerade ganska bra för att samla in information om sammansättningen av mars atmosfären. Att söka vindriktningar med instrumenten visste man inte om det gick och skulle man förändra något kanske instrumenten inte längre fungerade för fortsatt användning till vad instrumenten var avsedda för.
Benna och hans kollegor hävdade dock att detta projekt skulle samla in nya typer av viktig data som skulle ge ny förståelse av den övre atmosfären på Mars och hjälpa oss att bättre förstå planetariska klimat.
Benna som arbetar vid NASA Goddard Space Flight Center med UMBC Center for Space Sciences Technology (CSST) hade tidigare kommit med en idé som kan ses som vindrutetorkaridé för att samla in information om globala cirkulationsmönster i Jordens övre atmosfär. Under detta arbete slog det honom att MAVEN och NGIMS skulle kunna göra samma sak på Mars då dessa instrument var likartade till de han använt på Jorden.
De fick till slut tillåtelse och arbetet på Mars satte fart och resulterade nyligen i en rapport i samarbete med Yuni Lee även denne från UMBC: s CSST, och kollegor från University of Michigan, George Mason University och NASA.
Rapporten är baserad på data som samlats in två dagar per månad i två år från 2016 till 2018. Vissa resultat bekräftade vad man redan antaget de skulle visa medan andra blev stora överraskningar. "Det uppfriskande är att de mönster som vi observerade i den övre atmosfären matchar globalt vad man skulle förutsäga från modeller", säger Benna. "Fysiken fungerar."
Sammantaget var de genomsnittliga cirkulationsmönstren från säsong till säsong mycket stabila på mars. Detta är som att säga att på den östra kusten av Förenta staterna under hela året har vädersystem som flyter från väst till öst på ett förutsägbart sätt. Men så förutsägbart är vindar och väder inte på Jorden.
En överraskning kom när laget analyserade kortare variationer av vindar i den övre atmosfären. "På mars är den genomsnittliga cirkulationen stadig men om du tar en ögonblicksbild vid en given tidpunkt, märks likväl att vindarna är mycket varierande,"säger Benna. För att förstå varför det är så behövs mer mätningar. Stadiga förutsägbara vindar vilka likväl inom detta är varierande.
En andra överraskning var att vinden hundratals kilometer över planetens yta fortfarande innehöll information om landformar nedan som berg, raviner och dalar. Då luftmassan flyter över dessa funktioner, " skapas vågmönster i atmosfären som flyter upp till den övre atmosfären" och kan upptäckas av MAVEN och NGIMS, säger Benna. "På jorden ser vi samma sorts vågor, men inte på så höga höjder. Det var den stora överraskningen, att dessa kan gå upp till 280 kilometer hög. "
Benna och kollegor har två hypoteser för varför vågorna, som kallas "ortografiska vågor,"finns så högt upp i Mars atmosfär. Det kan bero på att atmosfären på Mars är mycket tunnare än den är på jorden vilket får till resultat, att vågorna färdas längre obehindrat likt ringar som färdas längre i vatten än i dy.
Dessutom är den genomsnittliga skillnaden mellan geografiska toppar och dalar mycket större på Mars än på jorden. Det är inte ovanligt att bergen är 20 kilometer höga på Mars medan Mount Everest är knappt nio kilometer högt och övriga berg på Jorden betydligt lägre.
Säkert (min anm.) ger högre berg effekter längre upp i atmosfären än lägre som på Jorden. Säkert är den bromsande effekten även lägre på rörelser i en tunnare atmosfär. Att sedan Mars har högre berg än Jorden beror på lägre erosion av vind och regn.
Bild från vikimedia på ytan på Mars då NASA: s Curiosity Mars Rover kör över en sanddyn på Mars den 9 februari, 2014.
