El catálogo único de más de 21.000 imágenes capturadas por la cámara web de <a href="http://sci.esa.int/mars-express/" title="Mars Express" alt="Mars Express" target="_blank">Mars Express</a> está demostrando su valía como instrumento científico, al proporcionar un estudio global de nubes a una altitud inusualmente elevada en el Planeta Rojo.
Esta cámara de baja resolución inicialmente se instaló en la sonda para confirmar visualmente la separación del módulo de aterrizaje Beagle-2 en 2003. En 2007, volvió a conectarse con fines principalmente de participación, educación y ciencia ciudadana, publicando imágenes automáticamente en una página dedicada de Flickr, en ocasiones con un retardo de tan solo 75 minutos desde su captura en Marte. El año pasado, con un nuevo software, la cámara pasó a convertirse en un instrumento científico de apoyo. Ahora se ha publicado un primer trabajo sobre las nubes separadas a elevada altitud y tormentas de polvo sobre el borde -o 'limbo'- del planeta.
Aunque estas nubes sobre el limbo podrían fotografiarse con otros instrumentos o con la propia nave, ese no es necesariamente su principal objetivo, ya que normalmente miran directamente a la superficie con un campo de visión estrecho que cubre una porción pequeña del planeta para estudiarla a fondo. Por el contrario, la cámara web suele ofrecer una vista de la totalidad del limbo.
"Por este motivo, las observaciones del limbo no suelen ser numerosas y, por eso, nuestras imágenes son valiosas, al ayudarnos a comprender mejor los fenómenos atmosféricos", explica Agustín Sánchez-Lavega, autor principal del estudio de la Universidad de País Vasco en Bilbao (España). "Al combinarlas con modelos y otros juegos de datos hemos podido obtener datos más precisos para comprender el transporte atmosférico y las variaciones estacionales, que contribuyen a la generación de formaciones nubosas a elevada altitud".
Para el estudio se examinaron unas 21.000 fotografías tomadas entre 2007 y 2016, de las cuales se identificaron 300. En el caso de 18 eventos, se obtuvieron múltiples imágenes separadas entre sí por pocos minutos mientras rotaban hacia el campo de visión, ofreciendo así documentación visual de los fenómenos desde distintas perspectivas.
En general, las formaciones de nubes captadas por la cámara presentan altitudes máximas de entre 50 y 80 km por encima del planeta y se extienden horizontalmente desde unos 400 km hasta 1.500 km.
Para entender la naturaleza de las nubes -por ejemplo, si estaban compuestas principalmente por partículas de hielo o polvo- el equipo comparó las imágenes con las predicciones de las propiedades atmosféricas detalladas en la Mars Climate Database. Esta base de datos emplea información de temperatura y presión para indicar si podrían formarse nubes de agua o dióxido de carbono en ese momento y a esa altitud.
El equipo también examinó el informe meteorológico generado a partir de imágenes de la sonda Mars Reconnaissance Orbiter de la NASA y, en determinados casos, observaciones adicionales obtenidas con otros sensores de Mars Express.
De los 18 eventos estudiados al detalle, se concluyó que la mayoría eran nubes de hielo de agua y uno fue atribuido a una tormenta de polvo.
Las altas nubes de hielo de agua parecían depender de la posición del sol: están presentes al alba y a primera hora de la tarde, cuando las temperaturas son más bajas, lo que permite que el hielo de agua se condense. Más tarde, a medida que aumenta la luz solar, el hielo se evapora y las nubes se disipan.
La variabilidad de la temperatura y el contenido en vapor de agua según la estación, así como las dinámicas atmosféricas, también podrían influir en las características visibles de las nubes.
Un evento se atribuyó a una tormenta de polvo local en el hemisferio norte, que también se capturó en imágenes tomadas mientras Mars Reconnaissance Orbiter apuntaba a la superficie. La tormenta evolucionó rápidamente y adoptó una forma de arco con un frente de unos 1.950 km en el extremo exterior y de 730 km en el interior, y con un diámetro de entre 60 y 130 km. Las observaciones del limbo realizadas por la cámara web indicaron unos 65 km de altitud.
"Su monitorización a largo plazo nos ha permitido detectar y medir el alcance del polvo y las nubes sobre el limbo del planeta, y cambios en el estudio con una elevada cadencia de captura de imágenes", señala Dmitri Titov, científico del proyecto Mars Express de la ESA. "Seguiremos manteniendo la base de datos con observaciones sistemáticas de la cámara web para ofrecer amplias vistas de fenómenos atmosféricos".
Referencia bibiliográfica:
Limb clouds and dust on Mars from images obtained by the Visual Monitoring Camera (VMC) onboard Mars Express. A.Sánchez-Lavega, H.Chen-Chen, I.Ordoñez-Etxeberria, R.Hueso, T.del Río-Gaztelurrutia, A.Garro, A.Cardesín-Moinelo, D.Titov, S.Wood Icarus DOI: 10.1016/j.icarus.2017.07.026
