행성 경계층 (PBL)은 표면과 접촉하기 때문에 지구를 포함한 화성 및 기타 행성의 중요한 영역입니다. 따라서, 물질, 물, 먼지, 오염 물질 또는 기타 표면 재료의 상부 대기 바람으로의 전달을 제어하는 층은 지구로 전달됩니다.
화성에서는이 지역을 연구하여 물과 같은 휘발성 물질과 먼지와 같은 퇴적물의 수송에 대한 이해를 높이기 위해이 지역을 연구합니다. 지구상에서는이 지역의 바람을 연구 할 수있는 도구를 사용할 수 있습니다. 그러나 화성에서는 이러한 악기가 아직 배치되지 않았습니다. 우리의 논문에서 우리는 화성의 다양한 착륙장에서 관찰 된 우주선 하드웨어의 변위를 분석하여 PBL에서 직접적인 현장 풍 측정 세트를 제공합니다.
.화성 대기를 통해 내려 가기 위해 랜더는 열 차폐가 장착 된 에어로 셀 (그림 1) 안에 보관되어 있습니다. Aeroshell은 대기를 사용하여 과도한 속도에서 열 방패로 에너지를 흡수하고 분산시키는 초음속 속도로 감속합니다. 우주선이 초음속 속도로 이동하면 낙하산은 일반적으로 표면 위 5 ~ 12km 사이에 배치됩니다. 우연히도, 낙하산 배치 고도는 대략 PBL의 상단에서 발생합니다. 그런 다음 낙하산은 우주선을 하위 소닉 속도로 속도로 만듭니다. 낙하산 배치 직후, 열 차폐가 제기됩니다. 이를 통해 착륙 시스템의 최종 부분이 작동 할 수 있습니다. 즉, 랜딩 다리 또는 에어백의 고도 및 배치를 측정하기위한 레이더.
이 시점 후, 착륙 시스템은 운영이 다를 수 있습니다. 광범위하게 말하면, 터미널 착륙 시스템은 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다. 바이킹, 피닉스, 호기심 및 Schiaparelli가 사용하는 하강 시스템은 낙하산이 곧 약 1km의 고도에서 제어 된 터치 다운을 수행 할 수있는 액체 구동 리트로 록 세트의 점화로 제조된다는 점에서 비슷합니다.
.Spirit and Opportunity Roverss의 경우, 백신에 부착 된 고가의 고형 로켓 부스터는 우주선을 순간적으로 빠르게 감속하여 표면 위의 10 미터를 정지 시켰으며, 에어백에 봉투가 풀리고 낙하산을 옮겼습니다. 1970 년대 소비에트 랜더스 (Landers)는 리테로켓과 착륙장도 사용했습니다. Beagle 2는 약간 다른 접근법을 사용했습니다. 저 질량으로 인해 큰 아우스닉 낙하산 낙하산은 레트로 로켓을 사용하지 않고도 충분히 속도를 늦출 수 있었으므로 에어백으로 착륙 할 수있었습니다.
.바이킹 랜더스, 패스 파인더, 정신, 기회, 피닉스 및 호기심을 포함한 모든 성공적인 착륙선은 낙하산으로 낙하산과 열 방패가 랜더의 수백 미터 이내에 착륙 한 궤도에서 이미지화되었습니다. 두 개의 부분적으로 감소한 착륙 시스템도 이미지화되었습니다. 이 중 하나는 표면에 손상되지 않았지만 안테나를 배치하고 지구와 통신하지 못한 Beagle 2였습니다. Schiaparelli는 부분적으로 감소한 또 다른 시스템을 사용했습니다. 착륙선은 하강 중에 이루어진 측정을 성공적으로 전송했습니다. 그러나 낙하산을 배치하고 열 차폐를 방출 한 후, 온보드 소프트웨어는 모션 센서를 잘못 해석하고 낙하산을 너무 일찍 제기하라는 명령을 부여하여 궁극적으로 충돌 착륙을 초래했습니다.
.이미지에서 풍속과 방향을 추출하기 위해 2 단계 접근법을 사용했습니다. 첫 번째 단계는 표면의 다양한 제조 성분들 사이의 거리와 방향을 측정하는 것이 포함되었습니다. 응용 프로그램이 이미지의 거리를보고 측정 할 수 있도록 응용 프로그램을 사용할 수 있었기 때문에 이것은 간단했습니다. 그 후, 우리는 사내 개발 수치 궤적 모델을 사용하여 착륙 우주선을 시뮬레이션합니다. 궤적 모델은 운동 방정식을 사용하며 비행 및 우주 비행 시뮬레이터에서 일반적으로 사용되는 물리적 모델링 접근법을 기반으로합니다. 몬테 카를로 기술은 풍속과 방향을 자동으로 찾는 데 사용되었습니다. 언덕 등반 알고리즘은 모델의 충격 지점이 이미지에서 관찰 된 충격 지점과 일치 할 때까지 무작위 방식으로 풍속과 방향 값을 변경했습니다.
우리는 대부분의 바람 측정이 화성 기후 모델의 풍부한 측정과 관련이 있음을 발견했습니다. 측정 된 바람이 주변 바람 필드를 대표하며,이 우주선 착륙 동안 대기가 상대적으로 침착했음을 시사합니다. 피닉스 랜더 (Phoenix Lander)에 대해 하나의 특이 치 측정 값을 얻었으며, 화성 북부 모자에 가까운 높은 위도에 착륙했습니다. 여기서, 낙하산의 착륙선이 하강하는 동안 풍속은 상대적으로 높았습니다. 랜더가 낙하산에서 풀리기 직전에 감소한 것으로 보입니다. 표면에 가까워지면서 바람이 빠르게 증가하고 방향을 바꾸는 것으로 밝혀졌으며, 돌풍이 불고있을 수 있음을 시사합니다. Mars가 북쪽 위도에서 더 가변적 인 날씨를 경험하는 경향이 있기 때문에 이것은 놀라운 일이 아닙니다.
지구의 바람의 관점에서, 우주선 하강시 화성의 바람 조건은 일반적으로 8m/s 미만의 대부분의 풍속으로 가볍습니다. 얇은 화성 대기를 고려 하여이 풍속은 Beaufort 척도에서 0 ~ 1의 강도에 해당합니다. 이 강도에서 바람은 지구상에서 큰 연을 높이 유지하기에 충분한 에너지를 제공 할 수 있습니다. 낙하산에 내려 오는 피닉스가 경험할 수 있듯이 20m/s의 높은 풍속은 Beaufort Scale의 2 또는 가벼운 바람에만 해당합니다.
우리는 Martian PBL에서 독특한 직접 근무 풍 측정 세트를 제공합니다. 이 정보는 화성 대기 의이 중요한 지역의 조건에서 모델러와 조사자에게 알리는 데 유용합니다.
바람 측정은 우리 논문에서 찾을 수 있습니다.
이러한 결과는 최근 Icarus 저널에 발표 된 Jettisoned Lander 하드웨어의 변위에 의해 화성 경계층 바람의 측정이라는 제목의 기사에 설명되어 있습니다. 이 작업은 M.D. Paton과 A.-M에 의해 수행되었습니다. 핀란드 기상 연구소의 해리, 헬싱키 대학교의 H. Savijärvi.
