Dziesięć lat wokół Marsa: nowe spojrzenie na historię Czerwonej Planety

2 czerwca 2003 roku rozpoczęła się misja bezzałogowa Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) Mars Express. Wprawdzie nie powiodła się próba osadzenia na powierzchni lądownika, ale orbiter sukcesywnie fotografuje i bada nie tylko powierzchnię Czerwonej Planety (z rozdzielczością do 10 metrów, a dla wybranych obszarów – do 2 m), ale również skład rzadkiej atmosfery, jej cyrkulacje, budowę warstw podpowierzchniowych oraz ich wpływ na atmosferę. Instrumentarium stanowią liczne kamery, spektrometry, analizatory plazmy, radarowe wysokościomierze. Pracownicy Centrum Badań Kosmicznych PAN w Warszawie brali udział w budowie części spektrometru fourierowskiego (patrz dodatek poniżej) oraz przygotowali metodę interpretacji pomiarów wykonywanych tym przyrządem.

Z okazji 10-lecia misji zaprezentowano wybrane wyniki związane z badaniami obecności wody oraz aktywnością wulkaniczną. Prezentują je mapy rozkładu różnych minerałów (animacja poniżej).

Pierwsza dotyczy filo krzemianów – tworzących się w obecności wody gliniastych struktur. Kolejne dwie (oliwin i piroksen) mogą mieć związek z dawną aktywnością wulkaniczną. Ostatnie dotyczą tlenku żelaza i pyłu – materiałów będących wynikiem atmosferycznej erozji i nadających powierzchni planety charakterystyczną barwę.

Zaprezentowany atlas pomoże wybrać miejsca szczególnie interesujące dla przyszłych misji, zarówno bezzałogowych, jak i (w perspektywie) załogowej.

Dodatek: Podstawowe informacje o spektrometrze fourierowskim

Rejestracja sygnału musi umożliwiać rozróżnienie natężenia sygnału w zależności od częstości fali promieniowania. Do tego celu służy analiza fourierowska dokonywana przez komputer po zarejestrowaniu sygnału. Spektrometr musi się składać m.in. z detektora sygnału, komputera rejestrującego sygnał (natężenie promieniowania w czasie) i oprogramowania dokonującego analizy Fouriera.

Analiza Fouriera dostarcza informacji o tym czy i jakie w sygnale (ciągłym w czasie) istnieją impulsy powtarzalne (w czasie). Innymi słowy przenosi funkcję z dziedziny czasu do dziedziny częstości. „Domowym” przykładem takiej analizy fourierowskiej jest widmo dźwięku z odtwarzanej muzyki wyświetlane na ekraniku MP3 playera, amplitunera lub korektora graficznego (natężenie odtwarzanej muzyki jest właśnie sygnałem zależnym od czasu, a wyświetlany wykres pokazuje natężenie w zależności od częstości dźwięku). Inny przykład wykorzystania transformacji Fouriera znajdziesz w artykule Stypa Króla Midasa.