W niewielkim zakręcie wydarzeń naukowcy odkryli, że satelity pogodowe Himawari-8 w Japonii i Himawari-9, zaprojektowane do monitorowania burz i wzorów klimatycznych tutaj na Ziemi, od prawie dekady po cichu zbierają cenne dane na Wenus.
Chociaż satelity meteorologiczne orbity Ziemia i skanuj wokół niego niebo, ich zakres obrazowania rozciąga się w przestrzeń, pozwalając im od czasu do czasu dostrzec innych niebiańskich sąsiadów, takich jak Księżycgwiazdy i inne planety w naszych Układ słoneczny.
„To zaczęło się przypadkiem” – wyjaśnił Gaku Nishiyama, badacz doktorantów w niemieckim centrum lotniczym (znanym przez niemiecki akronim, DLR) w Berlinie w wywiadzie dla Space.com. „Jeden z moich najlepszych przyjaciół, który ma doktorat w astronomii i jest certyfikowanym prognostą pogodową w Japonii, znalazł zdjęcia księżycowe w zestawach danych Himawari-8/9 i poprosił mnie o spojrzenie”.
W tym czasie Nishiyama skoncentrował się na nauce księżycowej i zaczął używać satelitów pogodowych Himawari-8 i Himawari-9-które zostały uruchomione odpowiednio w 2014 i 2016 r.-w niekonwencjonalny sposób: jako przestrzenne teleskopy. Analizując światło emitowane księżycem w długości fali podczerwieni, on i jego zespół byli w stanie przetestować zdolność satelitów do przechwytywania zmian temperatury na powierzchni Księżyca, a także określać jego właściwości fizyczne.
„Podczas tej pracy księżycowej znaleźliśmy także inne ciała systemu słonecznego, a mianowicie rtęć, WenusMars i Jupiterw zestawach danych. Byliśmy zainteresowani tym, jakie zjawiska zostały tam zarejestrowane – wyjaśnił Nishiyama.
Aby zauważyć Wenus w danych Himawari, zespół użył precyzyjnego harmonogramu obrazowania i pozycji satelity. „Ponieważ wiemy prawie dokładnie, kiedy i gdzie patrzy Himawari” – powiedział Nishiyama, „możemy z grubsza przewidzieć, gdzie Wenus pojawi się na każdym obrazie. Stamtąd izolujemy piksele odpowiadające Wenusowi”.
Nishiyama i jego koledzy analizowali subtelne zmiany w intensywności światła Wenus. Takie dane pozwalają naukowcom śledzić, jak różni się jasność ciała niebieskiego z czasem, co z kolei ujawnia szczegóły na ten temat.
Satelity Himawari ostatecznie zdobyły jeden z najdłuższych wielokrotnych zapisów Wenus, jakie kiedykolwiek zgromadzono. Ten unikalny zestaw danych ujawnił subtelne, co roku zmiany w temperaturach chmurowych planety, a także oznaki zjawisk zwanych pływami termicznymi i falami Rossby’ego.
„Fale termiczne są w skali globalnej Fale grawitacyjne Podekscytowany ogrzewaniem słonecznym w warstwach chmur Wenus „Nishiyama wyjaśnił.„ Kiedy atmosfera jest stratyfikowana, jak na Wenus (tj. ciepła górna warstwa na zimnej dolnej warstwie), siła przywracająca działa na podgrzewane paczki powietrzne, a powstałe pionowe oscylacje propagują się jako fale grawitacyjne. Rossby fale [also seen in Earth’s oceans and atmosphere] są również falą globalną spowodowaną wariantami siły Coriolisa o szerokości geograficznej.
„Oba rodzaje fal są kluczowe dla transportu ciepła i pędu przez Atmosfera Wenus„Kontynuował”. Śledzenie, jak zmieniają się te fale w czasie, pomaga nam lepiej zrozumieć dynamikę atmosferyczną planety, zwłaszcza że inne dane, takie jak prędkości wiatru i współczynnik odbicia chmur, wykazały odmiany, które odtwarzają się przez kilka lat.
„W szczególności udało nam się wykryć różnice w polach temperaturowych spowodowane przez fale Rossby’ego na różnych wysokościach po raz pierwszy, co jest ważne dla zrozumienia fizyki za wieloletnią odmianą atmosfery Wenus”-powiedział Nishiyama.
Te nowe obserwacje pomagają wypełnić kluczową lukę w naszym zrozumieniu dynamicznej górnej atmosfery Wenus i otwierają nową granicę w monitorowaniu planetarnym z orbity Ziemi. Odkrycia zespołu kwestionują również kalibrację kluczowych instrumentów na dedykowanym statku kosmicznym Venus, takich jak kamera lirowa na pokładzie Japonii Akatsuki Wenus Orbiter.
„Aby zrozumieć atmosferyczną strukturę Wenus, kluczowe jest określenie temperatury przy długości fali podczerwieni” – powiedział Nishiyama. „Oczekiwano, że LIR dostarczy dokładnych informacji o temperaturze; jednak LIR napotkał kilka problemów w kalibracji instrumentów”.
Porównując obrazy wykonane przez satelity LIR i HIMAWARI w tym samym czasie i w identycznych warunkach geometrycznych, zespół stwierdził rozbieżności i podejrzanych, że LIR może nie doceniać blasku Wenus. „Nasze porównanie Himawari i LIR rzuca światło na to, jak ponownie kalibracja danych LIR, co prowadzi do dokładniejszego zrozumienia atmosfery Wenus” – powiedział Nishiyama.
Zespół ma również nadzieję, że Himawari uzupełni dane z misji takich jak Akatsuki i Bepicolombowspólna japońsko-europejska misja, która obecnie rozwija się na orbicie Merkury. Nishiyama wyjaśnił, że w porównaniu do Akatsuki Himawari obejmuje szerszy zakres długości fali podczerwieni i dostarcza informacji na różnych wysokościach. W przeciwieństwie do Bepicolombo, który obserwował Wenus tylko podczas Flyby, Himawari może monitorować planetę w znacznie dłuższym okresie czasowym.
„Satelity obserwujące ziemię [like Himawari] są ogólnie skalibrowane tak dokładnie, że mogą dostarczyć dane referencyjne do kalibracji instrumentów w przyszłych misjach planetarnych ” – powiedział.„ W przeciwieństwie do obserwacji meteorologicznej na Ziemi, często istnieją luki między misjami planetarnymi. Ponieważ satelity meteorologiczne kontynuują obserwację z przestrzeni dla dekadalnych skal czasowych, satelity te mogą uzupełniać dane, nawet jeśli nie ma planetarnego statku kosmicznego krążącego wokół planet ”.
Nishiyama powiedział, że zespół zarchiwizował już inne ciała systemu słonecznego, które są obecnie analizowane. „Uważamy, że kontynuacja takich działań rozszerzy nasz horyzont w dziedzinie nauki planetarnej” – podsumował.
Zespół zgłosił ich ustalenia W zeszłym miesiącu w czasopiśmie Earth, Planets and Space.
