p Os cientistas da NASA encontraram uma maneira de adaptar um punhado de tecnologias recentemente desenvolvidas para construir um novo instrumento que poderia dar a eles o que eles ainda precisam obter:detalhes nunca antes revelados sobre os ventos em Marte e, finalmente, em Titã, A maior lua de Saturno. p Temos orgulho de alavancar novas tecnologias, "disse Mike Smith, um cientista planetário do Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland. Smith está colaborando com o cientista de sensoriamento remoto Goddard Jim Abshire para criar um modelo de teste experimental ou de demonstração de MARLI, abreviação de MARs LIdar para medições do clima global em órbita. "Por que começar do zero quando você pode adaptar tecnologias recentes?" Smith disse.

p Primeiro Lidar Planetário da NASA

p O MARLI experimental, que a equipe acredita que será maduro o suficiente para propor uma missão orbital futura em alguns anos, poderia se tornar o primeiro lidar planetário de vento da NASA. Sua principal tarefa seria traçar o perfil da distribuição vertical dos aerossóis atmosféricos, incluindo poeira e partículas de gelo, e medir diretamente as velocidades do vento para determinar como essas condições mudam ao longo do tempo, localização, e temporada.

p Esta informação é vital para entender tudo, desde o transporte de potenciais biomarcadores, como metano, para fornecer dados para modelos de circulação global da atmosfera que, entre outras coisas, ajudar a determinar locais de pouso seguros e precisos para espaçonaves.

p Embora a equipe tenha concebido MARLI como um potencial instrumento de próxima geração para sondar a fina atmosfera de Marte e avançado o conceito por meio dos Conceitos de Instrumentos Planetários da NASA para o Avanço das Observações do Sistema Solar, ou PICASSO, programa, uma versão modificada também pode ser usada para investigar Titã, Abshire disse. Ele e sua equipe ganharam recentemente financiamento adicional de pesquisa e desenvolvimento da Maturação de Instrumentos para Exploração do Sistema Solar da NASA, ou programa MatISSE, para promover ainda mais o MARLI e fazer os ajustes necessários para permitir as investigações da Titan.

p "Depois de mais de 20 anos lançando orbitadores e rovers, aprendemos muito sobre as condições ambientais em Marte, incluindo temperaturas e gases atmosféricos, "Smith continuou. Ele acrescentou, Contudo, que os cientistas obtiveram muito poucas medições diretas dos ventos, que os rovers de Marte marcaram a 45 milhas por hora ou mais rápido. E embora Marte tenha uma atmosfera de baixa densidade, os ventos costumam ser fortes o suficiente para envolver completamente o planeta em poeira. "Se fôssemos escrever uma lista das coisas que não sabemos, os ventos estariam no topo da lista. "

p Se os cientistas sabem pouco sobre os ventos marcianos, eles sabem ainda menos sobre aerossóis atmosféricos e dinâmica em Titã, que é a única lua a hospedar uma atmosfera densa e o único objeto - além da Terra - a ter corpos estáveis ​​de líquido na superfície, Abshire acrescentou.

p A solução

p MARLI poderia fornecer uma solução, seus desenvolvedores acreditam. De sua órbita em torno de Marte ou Titã, seu feixe seria apontado a cerca de 30 graus do nadir (diretamente abaixo da espaçonave). Nessa orientação, o instrumento operaria de forma muito semelhante ao radar Doppler, uma espécie de radar especializado que mede a velocidade. Ele faz isso devolvendo um sinal de micro-ondas a um alvo desejado e analisando como o movimento do objeto altera a frequência do sinal retornado. Contudo, em vez de rádio ou microondas, MARLI pulsaria continuamente luz infravermelha em direção à superfície com seu laser a bordo.

p Devido à presença de poeira e partículas de gelo na atmosfera, alguma luz se espalharia antes que pudesse alcançar a superfície e parte dessa luz faria o seu caminho de volta para o telescópio de bordo de MARLI, que reuniria os sinais de retroespalhamento de retorno e os direcionaria aos detectores do instrumento. Os dados resultantes não revelariam apenas a velocidade com que os ventos estão soprando, mas também a distribuição de poeira e gelo naquela parte da atmosfera. Essas medições ao redor do globo dariam aos cientistas uma visão tridimensional da poeira e da estrutura do vento em Marte e como ela muda com o tempo, localização, e temporada.

p "Nossa abordagem tem uma alta probabilidade de sucesso. Ela aproveita as principais tecnologias de laser e receptor de missões Lidar Espaciais anteriores, e outros desenvolvimentos, "incluindo alguns que mapearam as características da superfície ou topografias de Marte, Mercúrio, e a lua, Abshire disse. "A parte mais difícil é pegar uma carona até Marte, "Smith acrescentou.

p A adaptação de tecnologias e abordagens de medição

p Laser de MARLI, a ser construído pelo Herndon, Fibertek, com sede na Virgínia, Inc., é uma adaptação do dispositivo que a empresa desenvolveu para o Cloud Aerosol Transport System desenvolvido por Goddard, ou CATS. Embora originalmente concebido como um instrumento baseado em aeronaves, Os desenvolvedores do CATS modificaram o instrumento e o lançaram na Estação Espacial Internacional em 2015, onde reuniu perfis globais mais precisos das nuvens da Terra e dos aerossóis atmosféricos. Após 33 meses em órbita, o instrumento encerrou as operações no final de 2017.

p Telescópio de MARLI, além disso, é uma adaptação do usado no Mars Orbiter Laser Altimeter, um instrumento que voou na espaçonave Mars Global Surveyor, e sua técnica de medição de vento é semelhante à demonstrada por um instrumento aerotransportado chamado Tropospheric Wind Lidar Technology Experiment, também conhecido como TWiLiTE.

p E sua tecnologia de detector, criado pelo membro da equipe Xiaoli Sun e seu parceiro da indústria, o Dallas, DRS Technologies, com sede no Texas, representa uma nova tecnologia adaptada para medições de vento. O detector é o primeiro detector de contagem de fótons do mundo sensível à banda de comprimento de onda do infravermelho médio - um ponto ideal espectral para várias aplicações de sensoriamento remoto, incluindo a detecção de gelo.

p Acoplado a um dispositivo que converte os sinais de retorno em números reais de fótons, o detector é único. Cada detector do tamanho de uma semente de gergelim registra cada fóton convertido no sinal de retorno, dando-lhe uma sensibilidade sem precedentes. Além de ter linha de base para MARLI, a tecnologia do detector encontrou lares em dois instrumentos a laser aerotransportados que Abshire e Haris Riris, outro membro da equipe MARLI, projetado para medir dióxido de carbono e metano na atmosfera da Terra.

p Por causa dessa vantagem, "MARLI é o único capaz de responder a essas importantes questões científicas com um único instrumento, "Abshire disse." Isso nos permitirá entender melhor as coisas que estão acontecendo na atmosfera, incluindo o transporte de poeira e partículas de gelo - a gênese das tempestades de poeira. Agora mesmo, essas questões básicas ainda permanecem. "