Su Marte, i diavoli di polvere e i venti raggiungono velocità fino a 160 km/h e sono quindi più veloci di quanto finora ipotizzato: Questo è il risultato di un’indagine condotta da un team di ricerca internazionale guidato dall’Università di Berna. I ricercatori hanno analizzato le immagini della telecamera CaSSIS Mars di Berna e della telecamera stereo HRSC utilizzando il machine learning. Lo studio fornisce così una preziosa base di dati per una comprensione più dettagliata delle dinamiche atmosferiche, importante per migliorare i modelli climatici e le future missioni su Marte.
Nonostante l’atmosfera marziana sia molto sottile, su Marte ci sono anche venti che sono fondamentali per il clima e la distribuzione della polvere. I movimenti del vento e il vorticare della polvere creano anche i cosiddetti diavoli di polvere, colonne rotanti di polvere e aria che si muovono sulla superficie. Nelle immagini di Marte, il vento stesso è invisibile, ma i diavoli di polvere sono facilmente riconoscibili. Il loro movimento in avanti li rende indicatori preziosi per i ricercatori per determinare i venti altrimenti invisibili.
Un nuovo studio guidato da Valentin Bickel del Centro per lo Spazio e l’Abitabilità dell’Università di Berna mostra che i diavoli di polvere e i venti che li circondano raggiungono velocità significativamente più elevate di quanto ipotizzato in precedenza. I venti più forti potrebbero essere responsabili di gran parte del sollevamento di polvere su Marte, che a sua volta ha una grande influenza sul tempo e sul clima di Marte. Lo studio, a cui partecipano anche ricercatori del Dipartimento di ricerca spaziale e scienze planetarie dell’Istituto di fisica dell’Università di Berna, della Open University del Regno Unito e del Centro aerospaziale tedesco (DLR), è stato appena pubblicato sulla rivista Science Advances.
Il movimento dei diavoli di polvere studiato con l’aiuto del deep learning
utilizzando un approccio di deep learning all’avanguardia, siamo stati in grado di identificare i diavoli di polvere in oltre 50.000 immagini satellitari", spiega l’autore principale Valentin Bickel. Il team ha utilizzato le immagini della telecamera CaSSIS (Colour and Stereo Surface Imaging System) e della telecamera stereo HRSC (High Resolution Stereo Camera). CaSSIS è a bordo della sonda ExoMars Trace Gas Orbiter dell’Agenzia Spaziale Europea, mentre la telecamera HRSC è a bordo dell’orbiter Mars Express dell’ESA. il nostro studio si basa quindi esclusivamente su dati provenienti dall’esplorazione europea di Marte", continua Bickel.
In una fase successiva, il team di ricerca ha analizzato le immagini stereo di circa 300 diavoli di polvere identificati per misurarne la direzione di movimento e la velocità. Il coautore Nicolas Thomas, sotto la cui guida è stato sviluppato e costruito il sistema di telecamere CaSSIS all’Università di Berna, finanziato dalla Divisione Spazio della SERI attraverso il programma PRODEX dell’ESA (vedi box informativo), spiega: "Le immagini stereo sono immagini dello stesso punto sulla superficie di Marte, ma scattate a distanza di alcuni secondi l’una dall’altra. Bickel sottolinea: "Se si mettono insieme le immagini stereo in una sequenza, si può osservare come i diavoli di polvere si muovono dinamicamente sulla superficie".
I venti su Marte sono più forti di quanto ipotizzato in precedenza
I risultati mostrano che i diavoli di polvere e i venti circostanti su Marte possono raggiungere velocità fino a 44 m/s, cioè circa 160 km/h, su tutto il pianeta, una velocità molto superiore a quella ipotizzata in precedenza (le precedenti misurazioni sulla superficie avevano mostrato che i venti rimangono per lo più al di sotto dei 50 km/h e, in rari casi, possono raggiungere un massimo di 100 km/h).
L’elevata velocità del vento influenza a sua volta il ciclo della polvere sul pianeta rosso: i forti venti rettilinei introducono molto probabilmente una notevole quantità di polvere nell’atmosfera marziana, molto più di quanto si pensasse in precedenza", afferma Bickel. E continua: "I nostri dati mostrano dove e quando i venti su Marte sembrano essere abbastanza forti da sollevare la polvere dalla superficie. È la prima volta che tali risultati sono disponibili su scala globale per un periodo di circa due decenni".
Le future missioni su Marte possono beneficiare dei risultati della ricerca
I risultati ottenuti sono particolarmente importanti per le future missioni su Marte. una migliore comprensione delle condizioni del vento su Marte è fondamentale per la pianificazione e l’esecuzione delle future missioni terrestri", spiega Daniela Tirsch dell’Istituto di ricerca spaziale del Centro aerospaziale tedesco (DLR) e coautrice dello studio. con l’aiuto delle nuove scoperte sulla dinamica del vento, possiamo modellare con maggiore precisione l’atmosfera marziana e i processi superficiali associati", continua Tirsch. Questi modelli sono essenziali per valutare meglio i rischi delle missioni future e adattare di conseguenza i sistemi tecnici". Il nuovo studio fornisce quindi importanti risultati per una serie di aree di ricerca su Marte, come la ricerca sulla formazione delle dune e delle fasce di pendio, nonché la creazione di modelli meteorologici e climatici di Marte.
I ricercatori prevedono di intensificare ulteriormente le osservazioni dei diavoli di polvere e di integrare i dati ottenuti con osservazioni mirate e coordinate dei diavoli di polvere utilizzando CaSSIS e HRSC. a lungo termine, la nostra ricerca dovrebbe contribuire a rendere più efficiente la pianificazione delle missioni su Marte", conclude Bickel.
