Projekt realizowany przez:
Konsorcjum AGH-UJ, na UJ dwa Wydziały: FAIS i GIG
Cel projektu:
Detekcja wyładowań atmosferycznych na Marsie oraz określenie składu warstw podpowierzchniowych Marsa
Skrócony opis:
Z powodu szczególnie małego tłumienia, elektromagnetyczne fale ELF (ekstremalnie niskich częstotliwości ang. Extremely Low Frequency) są szczególnie predysponowane do badania aktywności elektrycznej atmosfer. Na Ziemi metody analizy fal ELF są tak zaawansowane, że pozwalają na pomiar współrzędnych i parametrów wyładowań atmosferycznych różnych typów oraz mapowanie centrów burzowych w skali globalnej. Metody te mogą być z powodzeniem przeniesione do badań Marsa. Już pojedyncza stacja obserwacyjna ELF na jego powierzchni pozwoli na wykrywanie pojedynczych, ale dostatecznie silnych wyładowań atmosferycznych zachodzących w dowolnym miejscu planety związanych z aktywnością elektryczną pyłowych burz marsjańskich. Ze względu na znaczną głębokość wnikania fal ELF w powierzchnię Marsa, badania ich propagacji stwarzają niepowtarzalną możliwość na określenie budowy skorupy planety. Analizując formy falowe impulsów pola elektromagnetycznego wzbudzanych przez pojedyncze wyładowania oraz sygnał rezonansu Schumanna (rezonansu wnęki planetarnej zbudowanej z jonosfery oraz powierzchni planety) pochodzący od wyładowań atmosferycznych, można dokonać rekonstrukcji parametrów elektrycznych warstw podpowierzchniowych i określić ich strukturę. Ta swoistego rodzaju tomografia ELF pozwoli określić m.in. czy i gdzie występuje woda w stanie ciekłym pod powierzchnią planety.
Metodologia projektu:
- Zaprojektowanie i wykonanie prototypu marsjańskiej stacji pomiarowej oraz czujników EM w OA UJ i na AGHdo pomiaru fal EM ELF i wykonanie pomiarów w środowisku pustynnym na Ziemi oraz w tunelu aerodynamicznym
- Obliczenia teoretyczne propagacji fal prowadzone w środowiskach Mathematica
- Symulacje laboratoryjne w tunelu aerodynamicznym w laboratorium eolicznym IGIGP UJ w celu pomiaru fale ELF generowanych w wyniku zjawiska tryboelektrycznego
- Prace laboratoryjne – przygotowanie materiałów do badań w tunelu – zastosowanie zaplecza laboratoriów osadów IGIGP UJ: sitowanie, Mastersizer, Malvern Morphologi G3
- Prace terenowe na analogach marsjańskich – pomiar pól elektromagnetycznych generowanych przez burze pyłowe i pyłowo-piaskowe w obszarze południowego Maroka, w kampanii trwającej ok. 3 miesiące