NASA Video illustreert het onderzoek van MAVEN naar een verloren Mars

Anonim

NASA heeft een nieuwe video voorbereid ter illustratie van zijn onderzoek naar Mars Atmosphere en Volatile Evolution (MAVEN) van dramatische klimaatverandering op Mars. Tegenwoordig is Mars een koude en dorre woestijn, zonder enig teken van leven, tenminste aan de oppervlakte. Echter, miljarden jaren geleden, toen de Rode Planeet jong was, lijkt het een dikke atmosfeer te hebben die warm genoeg was om de oceanen van vloeibaar water te ondersteunen - een cruciaal ingrediënt voor het leven.

Deze video is een concept van een kunstenaar dat de overgang toont van een oude, bewoonbare Mars die in staat is vloeibaar water op het oppervlak te ondersteunen tot de koude woestijnwereld van vandaag.

Download deze video in HD-indelingen vanuit de Scientific Visualization Studio van NASA Goddard

Vloeibaar water kan tegenwoordig niet overal op het oppervlak van Mars voorkomen vanwege de lage atmosferische druk en de oppervlaktetemperatuur, hoewel er aanwijzingen zijn voor vloeiende vloeistofstromen die misschien een zouthoudende oplossing met een lagere vriestemperatuur kunnen zijn, volgens Joseph Grebowsky van NASA's Goddard Space Flight. Centre in Greenbelt, Md. Water onder huidige Marsachtige atmosferische omstandigheden kan ijs zijn of sublimeren direct in damp zonder in een vloeibare fase te blijven. Grebowsky is de projectwetenschapper voor de missie.

De video laat zien hoe het oppervlak van Mars er tijdens deze eeuwenoude periode van de clementering uitzag, te beginnen met een viaduct van een Martian-meer. Het concept van de kunstenaar is gebaseerd op het bewijs dat Mars ooit heel anders was.

Oppervlakkenmerken en minerale composities suggereren dat het oude Mars een dichtere atmosfeer en vloeibaar water op het oppervlak had, volgens Grebowsky. "Er zijn karakteristieke dendritische gestructureerde kanalen die, net als op aarde, consistent zijn met oppervlakte-erosie door waterstromen.Het interieur van sommige inslagkraters hebben bassins die kratermeren suggereren, waarbij vele verbindingskanalen weergeven die consistent zijn met waterstromen in en uit de krater. Kleine inslagenkraters zijn in de loop van de tijd verwijderd en grotere kraters vertonen tekenen van erosie door water vóór 3, 7 miljard jaar geleden. En sedimentaire gelaagdheid wordt gezien op dalmuren. Mineralen zijn aanwezig op het oppervlak die alleen kunnen worden geproduceerd in de aanwezigheid van vloeibaar water, bijvoorbeeld hematiet en klei, "zei Grebowsky.

Er zijn schattingen gemaakt van de hoeveelheid water die nodig is om deze kenmerken te verklaren, die volgens Grebowsky evenveel als een laag op de hele planeet over een halve kilometer (1.640 voet) diep of meer evenaart. Als in het verleden vloeibaar oppervlaktewater bestond, moest de atmosfeer van Mars een ander klimaat hebben gehad dat warmer was en een druk die dichtbij of groter was dan de huidige terrestrische atmosferische druk aan de oppervlakte.

Dit is het concept van een kunstenaar van een oude, bewoonbare Mars die in staat is om vloeibaar water op het oppervlak te ondersteunen.

In de video worden snel bewegende wolken gebruikt om het verstrijken van de tijd te suggereren, en de overgang van een warm en nat naar een koud en droog klimaat wordt weergegeven naarmate de video vordert. De meren drogen op en bevriezen, terwijl de atmosfeer geleidelijk overgaat van aardachtige blauwe luchten naar de stoffige roze en bruine tinten die vandaag op Mars te zien zijn.

Dit is het concept van een kunstenaar van het huidige Mars - een kale, koude woestijnwereld.

Het is onbekend of het bewoonbare klimaat lang genoeg heeft geduurd om het leven op Mars te laten verschijnen. "Het enige directe bewijs voor het leven in het begin van de geschiedenis van de evolutie van een planeet is dat op aarde, " zei Grebowsky. "Het vroegste bewijs voor het aardse leven is de organisch-chemische structuur van een rots die op het oppervlak in Groenland wordt aangetroffen. Het oppervlak werd vermoedelijk afkomstig van een oud sediment op de zeebodem. De leeftijd van de rots werd geschat op 3, 8 miljard jaar, 700 miljoen jaar na de schepping van de aarde. Er is nog geen fossiel bewijs van leven gevonden in deze periode.De oudste geclaimde micro-fossielen (gevonden in West-Australië) dateren van 3, 5 miljard jaar geleden. Het bestaan ​​van een mogelijk levensbevorderend klimaat op Mars eindigde Een vergelijking tussen de levensgeschiedenis van de twee planeet moet met de nodige voorzichtigheid gebeuren, vanwege de verschillende chemische samenstelling van de oppervlakken (bijv. de chemie van Mars kan eerder in aanmerking zijn gekomen dan die van de aarde) en verschillende geschiedkundige en meteoroïde impact geschiedenissen Ook de geschiedenis van het leven op beide planeet is mogelijk niet continu geweest. Catastrofale gebeurtenissen zouden in één keer alle leven hebben kunnen doden om opnieuw te kunnen beginnen. '

De video eindigt met een illustratie van NASA's MAVEN-missie in een baan rond het huidige Mars. MAVEN zal onderzoeken hoe Mars zijn atmosfeer verloor. Gepland om in november gelanceerd te worden, zal het in september 2014 op Mars aankomen.

Er zijn verschillende theorieën over hoe Mars ontdaan werd van zijn dikke atmosfeer. "Hydrodynamische uitstroming en uitstoot van massieve asteroïde-effecten tijdens de latere zware bombardementperiode (eindigend 4, 1 miljard tot 3, 8 miljard jaar geleden) waren vroege processen die een deel van de atmosfeer verwijderden, maar dit waren achteraf geen prominente verliesprocessen, " zei Grebowsky. "De leidende theorie is dat Mars haar intrinsieke magnetische veld verloor dat de atmosfeer beschermde tegen directe erosie door de impact van de zonnewind."

De zonnewind is een dunne stroom van elektrisch geladen deeltjes (plasma) die continu van de zon in de ruimte blazen met ongeveer een miljoen mijl per uur. "De interactie van de atmosfeer met de zonnewind leidt tot ontsnapping door sputteren van atomen en moleculen uit de atmosfeer, elektromagnetisch verlies van de ionosferische deeltjes van de planeet, directe ontsnapping van hete plasmadeeltjes of door chemische processen die atomen produceren met ontsnappingssnelheden, zei Grebowsky.

"Studies van de restanten van magnetische veldverdelingen gemeten door de Mars Global Surveyor-missie van NASA hebben de verdwijning van het convectie-geproduceerde wereldwijde magnetische veld van de planeet op ongeveer 3, 7 miljard jaar geleden bepaald, waardoor de rode planeet kwetsbaar werd voor de zonnewind, " zei Grebowsky.

"MAVEN is ontworpen om de ontsnappingspercentages voor alle toepasselijke processen te meten en zal in staat zijn om de meest prominente te selecteren, " zei Grebowsky. Het zal ook samenwerken met andere missies om de bewoonbaarheid van Mars in het verleden te onderzoeken. "Eerdere verre Marsobservaties van ruimteschepen in een baan om de aarde hebben de geologische kenmerken waargenomen die zijn gebruikt om de hoeveelheid water te schatten die er bestond en hebben de wereldwijde verspreiding van waterijs en oppervlaktechemie geanalyseerd om te concluderen dat water in de loop van de tijd verloren is gegaan. heeft de mogelijkheid om de chemische samenstelling van het vaste oppervlak te analyseren, die informatie bevat over de atmosferische samenstelling tijdens de vorming van de planeet, in het bijzonder de isotoopverhoudingen, de samenstelling met lagere atmosfeer en de huidige gasuitwisseling met oppervlakteberstellen. om de huidige snelheden van verlies aan ruimte en de controlerende processen te meten.Gezien de lagere atmosfeer informatie en de aard van de ontsnappende processen, kan men extrapoleren van de huidige omstandigheden naar het klimaat van het verleden, "zei Grebowsky.

De video is een van de meest complexe animaties die ooit zijn geproduceerd door Conceptual Image Lab van NASA, gevestigd op Goddard. "We hebben hier veel aan de hand, " zei Michael Lentz van Universities Space Research Association, hoofdanimator van het project. "We hebben time-lapse clouds, de atmosfeer en het terrein veranderen, het water verdampt."

Toevoegen aan de complexiteit is het ongelooflijk gedetailleerde terrein. Bijna drie miljard polygonen - de basisbouwstenen van computergegenereerde landschappen - werden gebruikt, vergeleken met honderdduizenden voor een typische animatie, volgens Lentz. "We gebruikten ook een brede Cinemascope-beeldverhouding om het landschap beter te laten zien, al dit spul veroorzaakt ravage op het computersysteem als het erom gaat proberen te achterhalen hoe het kan worden weergegeven."

"Renderen is het proces waarbij een computer berekent hoe een scène moet worden geverfd, en zaken zoals de aanwezigheid van water verhogen de complexiteit van de berekeningen enorm. De computer moet berekenen hoe het licht het water raakt, hoe het van het water terugkaatst, hoe het vervormt wat onder water is en wordt gebroken door het water.We gebruikten ook globale verlichting, een techniek om echt realistische buitenverlichting te geven, zodat je geen intense, scherpe zwarte schaduwen hebt. dus als je zonlicht raakt aan een kant van een canyon, wordt dat licht dan gereflecteerd naar de andere kant, dus je krijgt daar geen zwarte schaduw, je krijgt in plaats daarvan een deel van de kleur van de muur waar het zonlicht is reflecteert, "zei Lentz.

Dit is het concept van een kunstenaar van water dat door een canion op het oude Mars stroomt.

Om de animatie te voltooien, breidde het team hun bestaande "render farm" - een computernetwerk - uit met gepensioneerde supercomputers. "Het NASA Center for Climate Simulation bevindt zich op de bovenverdieping van ons lab en ze upgraden routinematig hun supercomputers. We hebben hun oude machines en hebben nu deze nieuwe mogelijkheid om ultra-hoge resolutie (4K) -animaties te maken voor een fractie van de kosten van nieuwe machines, alles dankzij dit complexe MAVEN videoproject, "zei Lentz.

"Het was een leuk proces ondanks al het harde werk ermee, " zei Lentz. "Het was heel gaaf om met MAVEN hoofdonderzoeker Bruce Jakosky te werken, met hem te praten over wat MAVEN gaat doen en zich voor te stellen hoe Mars eruit kan zien met stromend water aan de oppervlakte en dergelijke dingen. Om hem daarover te horen praten en zien hoe enthousiast hij is om MAVEN van de grond te krijgen, heeft me echt enthousiast gemaakt om aan het werk voor hem te werken. Nu ik er zo lang aan heb gewerkt, ben ik enthousiast om de video daar te krijgen en meer mensen het te laten zien. ver, het is zojuist aan een handvol mensen getoond op het project. "

De hoofdonderzoeker van MAVEN is gevestigd aan het University of Colorado Laboratory for Atmospheric and Space Physics in Boulder. De universiteit biedt wetenschappelijke instrumenten en leidt wetenschappelijke operaties, onderwijs en publieksbereik. Goddard beheert het project en biedt twee van de wetenschappelijke instrumenten voor de missie. Lockheed Martin bouwde het ruimteschip en is verantwoordelijk voor missieoperaties. De University of California in Berkeley's Space Sciences Laboratory biedt wetenschappelijke instrumenten voor de missie. NASA's Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Californië, biedt navigatieondersteuning, Deep Space Network-ondersteuning en Electra-telecommunicatierelaishardware en -bewerkingen.

menu
menu