Enquanto os cientistas se preparam para missões de pesquisa tripuladas a planetas e luas próximos, eles identificam a necessidade de algo além de rovers e foguetes.
Eles precisam de previsões meteorológicas precisas. Sem eles, qualquer viagem à superfície pode ser uma tempestade de poeira de um desastre.
Um novo estudo de Yale ajuda a estabelecer as bases para previsões mais precisas e sobrenaturais, pegando um fenômeno relacionado à corrente de jato da Terra e aplicando-o aos padrões meteorológicos em Marte e Titã, a maior lua de Saturno. O estudo foi publicado na revista Nature Astronomy.
“Acredito que as primeiras previsões precisas de talvez alguns dias de Marte podem demorar apenas uma década”, disse o autor principal J. Michael Battalio, um pesquisador de pós-doutorado em ciências da Terra e planetárias na Faculdade de Artes e Ciências de Yale. “É apenas uma questão de combinar melhores conjuntos de dados observacionais com modelos numéricos suficientemente refinados.
“Mas, até lá, podemos contar com as conexões entre o clima e o tempo para ajudar a antecipar tempestades de poeira.”
Na Terra, a regularidade dos sistemas de tempestade nas latitudes médias está associada ao que é chamado de modo anular – uma variabilidade no fluxo atmosférico que não está relacionada ao ciclo das estações. Os modos anulares afetam o jato, a precipitação e as formações de nuvens em todo o planeta. Eles explicam até um terço da variabilidade em “redemoinhos” impulsionados pelo vento, incluindo nevascas na Nova Inglaterra e fortes surtos de tempestades no meio-oeste.
Depois de perceber que a regularidade das tempestades de poeira no hemisfério sul de Marte era semelhante à repetibilidade dos redemoinhos da Terra, Battalio concebeu o novo estudo. Especificamente, depois de olhar 15 anos de observações atmosféricas de Marte em um conjunto de dados público, ele descobriu que Marte também tem modos anulares, assim como a Terra.
O supervisor de laboratório de Battalio, Juan Lora, professor assistente de Ciências da Terra e Planetárias em Yale, sugeriu que eles também procurassem modos anulares em Titã. Embora existam muito poucas observações atmosféricas para Titã, Lora desenvolveu um modelo climático global altamente considerado para a lua chamado Modelo Atmosférico de Titã (TAM).
Na verdade, Battalio e Lora descobriram que os modos anulares também são proeminentes em suas simulações de Titã. Na verdade, os pesquisadores descobriram que os modos anulares em Titã – e em Marte – são ainda mais influentes do que na Terra. Eles parecem ser responsáveis por até metade da variabilidade do vento em Marte e dois terços da variabilidade do vento em Titã.
“Nuvens de metano e mudanças na superfície causadas pela chuva de metano em Titã já foram observadas antes”, disse Lora, que é co-autora do estudo. “E agora parece que esses eventos estão conectados a mudanças na forte corrente de jato de Titã, influenciados por seus modos anulares.”
Battalio acrescentou: “O fato de termos encontrado modos anulares em mundos tão diferentes da Terra como Marte e Titã também significa que eles podem ser onipresentes em atmosferas planetárias, de Vênus aos gigantes gasosos ou exoplanetas.”
Quanto a Marte, suas tempestades de poeira variam de minúsculos redemoinhos de poeira que ocorrem constantemente a tempestades de poeira globais que circundam o planeta uma vez a cada poucos anos. As tempestades menores duram menos de um dia, mas os eventos globais podem durar meses. Existem também eventos regionais que duram dias a semanas.
“Compreender e prever esses eventos é vital para a segurança das missões, especialmente aquelas que dependem de energia solar, mas também para todas as missões que pousam na superfície”, disse Battalio. “Durante eventos regionais maiores, a poeira pode se tornar tão espessa às vezes que faz o dia parecer tão escuro quanto o meio da noite. Mesmo sem um evento grande e dramático, as tempestades regionais são uma característica periódica.”
É essa natureza periódica, disseram os pesquisadores, que poderia permitir que os modos anulares previssem tempestades de poeira. Os modos de Marte, Titã e Terra ocorrem regularmente. Como os modos anulares impactam os redemoinhos que causam tempestades de poeira, a análise em tempo real dos modos anulares permite previsões simples de tempestades de poeira sem ter que depender de um modelo complexo.
O rover robótico Opportunity pousou em Marte em 2004 para uma missão de 90 dias; operou por mais de 14 anos, em parte hibernando durante tempestades de poeira. A sonda robótica de Exploração do Interior usando Investigações Sísmicas, Geodésia e Transporte de Calor (InSight) chegou a Marte em 2018.
“Um evento global é o que finalmente encerrou o rover Opportunity, mas o lento acúmulo de poeira está atualmente colocando em risco a sobrevivência da missão InSight”, disse Battalio.
Publicado em 03/09/2021 10h22
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