Pronósticos meteorológicos para Marte y Titán pronosticados por modelos conocidos como modos de anillo

Los futuros astronautas marcianos tendrán que pensarlo pronóstico del tiempo antes de hacer una caminata por el planeta rojo.

Si una furiosa tormenta de polvo derribó el rover Opportunity, podría causar serios daños a cualquier persona que se aventure allí. Las tormentas de polvo en Marte podrían fácilmente ser ventiscas de polvo. Es por eso que el científico planetario y de la Tierra J. Michael Battalio de la Universidad de Yale realizó un estudio, publicado recientemente en Astronomía de la naturaleza, podría ayudarnos a predecir mejor las condiciones meteorológicas en Marte y Titán, y posiblemente en otros planetas y lunas.

Aunque ningún astronauta aterriza en Titán Muy pronto (si alguna vez) las duras condiciones climáticas podrían afectar potencialmente la próxima misión Dragonfly de la NASA. Por eso Battalio y su coautor Juan Lora utilizan modos de timbre – o variaciones en la forma en que fluye la atmósfera que no están relacionadas con las estaciones – para ayudarlos a resolver esto.

“Los modos de Marte y Titán tienen sorprendentes similitudes con los de la Tierra”, dijo Battalio a SYFY WIRE. “Aparecen en las mismas áreas generales y en las mismas cantidades. Las estructuras de anillos se encuentran en todo el sistema solar, y puede haber variabilidad en otros lugares que se puede diagnosticar utilizando las técnicas que hemos aplicado a Marte y Titán.

Pero primero, para ver qué estaba pasando con los modos de anillo, los científicos necesitaban modelos. Los modelos marcianos a los que se refirieron fueron desarrollados originalmente por el Laboratorio de Dinámica de Fluidos Geofísicos de Princeton y el Laboratorio de Meteorología Dinámica en Francia, y fueron utilizados por más investigadores para crear conjuntos de datos accesibles sobre la atmósfera marciana, como EMARS y MACDA. Estos conjuntos de datos estiman cuán caprichosa es la atmósfera marciana en un momento dado mediante la incorporación de observaciones satelitales de la NASA y la ESA desde arriba.

El modelo utilizado para Titán (Modelo Atmosférico de Titán o TAM) fue desarrollado por Lora, quien codificó las ecuaciones de dinámica de fluidos aplicadas a los parámetros planetarios que incluía, que son específicos de la luna más grande de Saturno, como la convección de metano. Algo similar se puede usar para Marte intercambiando metano por cantidades monstruosas de polvo. Entonces, ¿qué tienen en común con la Tierra un planeta desértico helado y una bola de metano cubierta de neblina tóxica? Battlio cree que la variabilidad climática causada por los modos de anillo podría estar en casi cualquier lugar.

“Hay diferencias en diferentes longitudes porque la topografía es diferente, pero los tres mundos tienen bandas de alta energía de remolino en círculos (anillos) alrededor de los polos”, explica Battlio. «Es muy bueno teniendo en cuenta que la Tierra, Marte y Titán son tan diferentes. Indica que los tipos anulares de variabilidad climática pueden ser una característica generalizada de las atmósferas planetarias».

Esto no significa que no haya diferencias. Vientos de zona, que sigue soplando en la misma latitud, y en promedio energía cinética de Foucault, que surge de la circulación en función del tiempo, difieren de los mismos fenómenos en la Tierra. Recuerde que las superficies de Marte y Titán también son muy diferentes de las superficies sobre las que caminamos. Titán es el único otro cuerpo conocido en el espacio con cuerpos líquidos en la superficie, y Marte es rocoso, irradiado y estéril. Los vientos zonales y la energía cinética de Foucault promedio en Marte y Titán explican la variación que ocurre mucho mejor que en la Tierra.

La corriente en chorro de Titán se forma de manera diferente, por lo que los vientos zonales en realidad se mueven hacia un lado, lo que significa cambios de norte a sur en la Tierra y Marte, pero cambios hacia arriba y hacia abajo en Titán. Marte se diferencia más de la Tierra en que los cambios en la energía cinética de los remolinos pueden desencadenar algunas de las las tormentas de polvo más peligrosas. Todavía no hay humanos a quienes temer, pero intente decírselo a Opportunity, quien eventualmente sucumbió a uno. Particularmente notables son las tormentas de polvo en el sur de Marte que se forman y alcanzan tamaños masivos en Battalio. Sabiendo que podría seguir Perseverancia en seguridad.

“En Marte, solo necesitas saber qué están haciendo las modas y las tormentas de polvo en este momento para hacer una predicción”, dice. «Con observaciones suficientemente precisas de la atmósfera marciana, podríamos predecir cuándo podrían ocurrir las mayores tormentas de polvo en los próximos días sin tener que ejecutar un modelo meteorológico».

Se necesitan algunas mejoras en estas predicciones, especialmente si alguna vez queremos enviar astronautas al Planeta Rojo. Battalio cree que la observación directa de los vientos de Marte, así como la estructura de temperatura utilizada para realizar los cálculos del viento, que ya se ha hecho, podría ser una gran mejora en la medición de los modos anulares y conducir a menos errores. También son necesarias observaciones más frecuentes. Los satélites que orbitan alrededor de Marte, incluidos Mars Reconnaissance Orbiter, Mars Odyssey y Mars Global Surveyor, solo lo vislumbran dos veces al día.

Si los satélites pudieran colocarse en el mismo lugar sobre Marte y observar desde allí, la información enviada a la Tierra no se interrumpiría y los científicos podrían ver la evolución en curso del clima marciano.

Los astronautas tendrán que dejar de lado el miedo a la lluvia, la nieve y los retrasos en el tráfico que asolan la Tierra y prepararse para el pronóstico de la tormenta de polvo.